スマートフォン、
新たな可能性に出会う

スマートフォン、新たな可能性に出会う

スマートフォン、新たな可能性に出会う

スマートフォンなどのモバイルデバイスには、低消費電力と高性能を両立させるさまざまな機能を内蔵したモバイル専用プロセッサが搭載されています。モバイルデバイスの頭脳と呼ばれるモバイルプロセッサは、コンピュータのCPUと機能および性能の面で比較されますが、この二つには大きな違いがあります。Exynosなどのモバイルプロセッサには中央処理装置(CPU)をはじめ、画像処理装置(GPU)やイメージシグナルプロセッサ(ISP)、人工知能演算のためのニューラルプロセッシングユニット(NPU)、ネットワーク通信のためのモデムなどのコアコンポーネントで構成されたシステムを1つの小さなチップに集積し、SoC(System-on-chip)とも呼ばれています。

* 実際の構成要素は製品によって異なる場合があります

モバイルプロセッサは、スマートフォンやタブレット、スマートウォッチなどのモバイルデバイスで実行されるほとんどの主な操作を実行し制御します。人工知能(AI)演算、コンピューティング演算、グラフィックス演算、画像処理、動画のエンコードとデコード、ディスプレイ制御、4Gまたは5Gネットワーク接続、BluetoothおよびWi-Fi接続、位置情報の確認など、多くの機能を行います。スマートフォンの電源を入れた瞬間から実行されるほとんどのモバイル体験は、プロセッサによって操作されます。

各コアの性能が同じである場合、コア数が多いほど、複数のタスクを同時に処理することができ、同じタスクをより短時間で実行できます。ただし、各コアの性能やタスクスケジューラの動作方法など、いろんな要因によって異なる場合があります。Exynosプロセッサは高性能のCPUコアと低消費電力のCPUコアを組み合わせ、さらにトライクラスター(Tri-cluster)構造や効率的なスケジューラ設計などを通じて最適な性能を提供しています。

プロセッサのクロック速度は、プロセッサが1秒間に実行するクロックサイクル数を意味します。1GHzのクロック速度は、プロセッサが1秒間に10億回のクロックサイクルを実行することを意味します。ただし、1サイクルあたりに実行できる作業量に違いがあるため、クロック速度が必ずしも性能に比例するわけではありません。また、モバイルデバイスでは高性能とともにエネルギー消費効率が非常に重要であるため、Exynosプロセッサでは高性能マルチタスクが可能な高性能CPUコアと日常的なタスク用の低電力CPUコアをそれぞれ異なるクロック速度で構成し、最適な性能とエネルギー消費効率を提供します。

高品質の3D画像が途切れないと感じられる一定のフレームレートでレンダリングされる能力が重要となります。最近では、PCやゲームコンソール用のグラフィックカードで使用されるレイトレーシング(Ray Tracing)やVRS(Variable Rate Shading)などの機能に対応しているかどうかも重要な要素となります。Exynos 2200プロセッサは、業界で初めてハードウェアベースのレイトレーシング対応で現実に近い光の影と反射を描写し、VRSを通じてグラフィックスを効率的にレンダリングさせるなど、コンソールレベルのグラフィックスのモバイルへの実装を可能にします。

ニューラルプロセッシングユニット(NPU: Neural Processing Unit)は、人工知能を実現するために人間の脳の神経系の構造を模倣し、マルチタスクな行列演算に最適化した製品です。NPUは数多くの神経細胞とシナプスでつながって、信号をやり取りします。これは、人間の脳の神経細胞が同時に作業を行っているのと似ています。中央処理装置(CPU)もデータを処理する演算能力を持っていますが、NPUはマルチタスクな行列演算に最適化され、ディープラーニングのアルゴリズム演算に最適化されています。それだけでなく、蓄積されたデータをもとに自ら学習し、最適な値を導き出します。ExynosモバイルプロセッサにはこのようなNPUが組み込まれているため、スマートフォンはクラウドサーバーを経由せずに独自に人工知能ベースのアプリケーションを実行することができます。

* NPU搭載の有無は製品によって異なる場合があります

写真や動画を撮影する際、モバイルプロセッサは撮影環境や条件に合わせてイメージセンサーを制御し、最適な品質を提供します。モバイルプロセッサのイメージシグナルプロセッサ(ISP)は、イメージセンサーを通じて感知または収集された光情報に基づいて露出、フォーカス、ホワイトバランスなどを制御し、ノイズリダクションやHDR(High Dynamic Range)などの処理を経てより高品質の画像を作り出します。特にExynosなどの最新のモバイルプロセッサは、内蔵されたニューラルプロセッシングユニット(NPU)を活用してユーザーが撮影する被写体の種類を認識し、これに合った最適な画像処理を提供します。また最新のExynosプロセッサは、コンテンツの認識画像処理技術によって1 つのシーン内の複数の被写体の種類と領域を判別し、それぞれに適した画像処理を提供します。