Qualcomm так одержим 5G, что принуждает всех пользоваться им во вред эффективности работы 4G

Недавно компания Qualcomm сорвала покровы со своей флагманской системы на чипе для 2020 года — Snapdragon 865. Как обычно, можно ожидать появления этого чипа во всех смартфонах верхнего ценового сегмента в 2020-м; он на 25% быстрее того, что был в 2019-м, поддерживает новые модные навороты для камеры и сопроцессоры для ускорения ИИ. Что необычно, так это то, как Qualcomm обошлась с LTE-модемом в чипе Snapdragon 865: его там нет.

Получается, что почти каждый флагманский телефон на Android в 2020 году будет поддерживать 5G, а размещение 5G и 4G на гигантском отдельном чипе означает, что смартфоны будут использовать гораздо больше энергии, вне зависимости от того, к какой сети они будут подсоединяться. И поскольку сети 5G в 2020-м году будут находиться ещё в зародышевом состоянии, с моей точки зрения это выглядит, как серьёзное ухудшение ситуации.

Больше охочих до энергии модемов!

Snapdragon 855 образца 2019 года предлагает 4G-связь в едином простом корпусе. У Snapdragon 865 от 2020 года на борту нет модема, и ему нужен дополнительный чип.

В прошлом году мы уже выступали против 5G-железа от Qualcomm, поскольку 1) сетей с его поддержкой практически нет, и 2) железо требует серьёзных компромиссов при проектировании смартфонов, даже если вы никогда не будете использовать 5G. Основная причина того, что современный смартфон работает так хорошо, заключается в использовании им SoC, системы на кристалле.

Она собирает все основные компьютерные компоненты на одном чипе, как видно на диаграмме выше. Там есть центральный процессор, графический процессор, процессор для обработки изображений для фотокамеры, сопроцессор Qualcomm Hexagon, WiFi, Bluetooth и – в любом флагманском смартфоне, выпущенном за последние семь лет, кроме тех, что используют чипы Snapdragon 865 – сотовый модем. Собирая всё это на одном чипе, вы экономите энергию и пространство, оставляя место для большого аккумулятора.

Мы уже видели, что происходит, когда телефоны под Android выпускают с отдельными модемами. Первые 4G-телефоны с отдельными модемами, например, HTC Thunderbolt, провалились просто эпически. Thunderbolt был горячим, медленным и глючным ужасом, а батареи ему хватало на несколько часов. Он получился настолько плохим, что один из сотрудников HTC даже извинился за его выход. А Qualcomm 5G образца 2019 года будет представлять собой Snapdragon 855 с отдельным модемом X50, а эти чипы тоже слишком сильно грелись.

Саша Сеган из PCMag тестировал 5G-сети в реальных условиях, и писал, что постоянной проблемой был как раз перегрев:

Горячим утром в Лас-Вегасе оба моих Galaxy S10 5G-телефона постоянно перегревались и откатывались до 4G. И такое поведение свойственно всем миллиметровым телефонам от Qualcomm первого поколения с модемами X50 при температурах, превышающих 30°C. Мы наблюдали такое поведение с T-Mobile в Нью-Йорке, с Verizon в Провиденсе, а теперь и с AT&T в Лас-Вегасе. Оно проявлялось на телефонах от Samsung и LG, с сетевыми чипами от Samsung, Ericsson и Nokia.

И хотя эта проблема появляется пока только у телефонов 5G, Snapdragon 865 может принести с собой эту проблему во все флагманские телефоны, даже при использовании 4G LTE.

Дадим возможность компании Qualcomm объяснить недостатки отдельного модема собственными словами, взятыми из их пресс-релиза 2012 года. Там компания рассуждает о решении SoC LTE, впервые представленном на чипе Snapdragon S4. «Обычно, чем больше чипов используется для создания устройства, тем тяжелее продлять время работы батареи, сохраняя быстродействие, — писала тогда Qualcomm. – Консолидация – это хорошая новость для аккумулятора».

Qualcomm отбросила все эти соображения, разработав Snapdragon 865. По крайней мере, в схеме 2019 года с поддержкой 5G – когда на чипе был модем 4G, а чип для 5G стоял отдельно – можно было отключить отдельный чип для 5G и использовать модем в SoC, экономя энергию по обычной системе. Теперь, когда на борту чипа уже нет модема, даже в режиме с поддержкой только 4G вы будете использовать больше энергии из-за необходимости питать отдельный чип.

В последние годы производители смартфонов агрессивно экономили место, используемое компонентами. Сколько уже производителей удалили из моделей разъём для наушников, утверждая, что им нужно упростить схему и оставить больше места под аккумулятор? А ведь разъём для наушников на 3,5 мм – вещь полезная. Но сети 5G распространены очень мало – зачем кому-то тратить такое большое количество места на железо с поддержкой 5G, которое, возможно, даже не пригодится?

Пока что в ответ на требования 5G к пространству производители просто делают смартфоны больше. Рассмотрим в качестве отправной точки Galaxy S10: можно купить Galaxy S10 с экраном диагональю 6,1" и Galaxy S10+ с экраном 6,4", но если вы хотите 5G, вам придётся покупать раздутый Galaxy S10 5G с экраном 6,7". По слухам, у всех моделей из выходящей в 2020 году линейки Galaxy S11 экраны увеличатся (все они будут обязаны поддерживать 5G).

С точки зрения финансов такое решение Qualcomm вполне объяснимо. Компания, вероятно, заработает на Snapdragon 865 кучу денег, поскольку каждому производителю телефонов, использующему 865-й чип, придётся купить ещё и модем отдельно. В итоге Qualcomm продаст в два раза больше чипов, чем в прошлом году! Поскольку у Qualcomm, по данным Федеральной торговой комиссии США, имеется монополия на чипы для смартфонов высшей категории, с этим мало кто может что-то сделать. Общественность просто раскошелится на это изменение в дизайне, порождающее более дорогие устройства.

У нас есть уже несколько отправных точек, демонстрирующих, как увеличение размера, дополнительные чипы и усложнение схем повлияют на стоимость телефонов с 5G. Год назад директор OnePlus Пит Лау рассказал The Verge, что 5G подымет цены на телефоны на $200-$300, и, судя по рынку, всё примерно так и обстоит. 5G-версия телефона OnePlus 7T Pro стоит $900 в США, при том, что похожая модель 4G OnePlus 7 Pro стоила $750. Galaxy S10+ стоит $1000, а Galaxy S10 5G — $1300. Не забудьте о том, что некоторые провайдеры будут брать дополнительную ежемесячную плату за использование 5G – у Verizon стоимость тарифа вырастет на $10.

Выбираем из двух зол: суб-6 ГГц или миллиметровые волны 5G

Поддержка 5G будет обязательным требованием для любого телефона на базе Snapdragon 865, однако производители могут выбрать из двух вариантов 5G. Поэтому для начала дадим определения.

«5G» без каких бы то ни было уточнений мало что значит, поскольку, как и в ранние дни 4G, провайдеры готовы бесстыдно вводить в заблуждение людей, и присобачат метку «5G» на всё, что угодно, только бы повысить продажи. Хуже всего ведёт себя AT&T, которая просто однажды решила переименовать свою сеть 4G LTE в «5G» безо всяких технических обновлений.

В США честное использование «5G» в прошлом году в основном означало использование миллиметровых волн (mmWave), или большого куска диапазона высокочастотного спектра (24 ГГц и выше) для увеличения скоростей. Этот спектр свободен потому, что в нём не очень-то удобно передавать радиосигнал из-за уменьшения дальности действия, степени проникновения сигнала сквозь препятствия и более сложного и требовательного к потреблению энергии оборудования. Внедрение mmWave – кошмар для инженера. Когда компании рассказывают о том, как 5G совершит революцию в процессах просмотра видео с котиками, они имеют в виду mmWave.



5G другого рода – это «суб-6 ГГц» 5G, частоты, живущие в нижней части спектра, и предлагающие небольшое увеличение скорости. В США провайдеры начали внедрять суб-6 ГГц, однако они больше интересуются mmWave потому, что в США диапазон частот 24 ГГц и выше доступен, в то время, как количество частот в диапазоне суб-6 ГГц очень ограничено. Внедрять суб-6 ГГц гораздо проще, чем mmWave, для него требуется менее дорогое оборудование, и оно добивает на большее расстояние. Международное употребление термина «5G» в 2019 году почти всегда относилось к диапазону «суб-6 ГГц». В других странах диапазоны суб-6 ГГц распродали для 5G — но только не в США.

Первый публичный тест Verizon диапазона mmWave показал возмутительно высокую скорость скачивания, 760 Мб/с. Тест проходил в идеальных условиях – в непосредственной близости от mmWave-башни и без конкурирующего трафика, но всё равно, это потрясающая скорость для мобильной сети. 5G на суб-6 ГГц недавно запустила T-Mobile с заметно менее яркими результатами – компания говорит об увеличении скоростей на 20%. Тест 5G суб-6 ГГц от T-Mobile, проведённый журналом PCMag, дал пиковую скорость в 297 Мб/с – но в некоторых местах она падала до 51 Мб/с, что даже не дотягивало до показателей 4G в тех же местах.

Но вернёмся к решениям Qualcomm по поводу чипов. Все телефоны со Snapdragon 865 будут использовать тот или иной вариант 5G, однако какой именно – будет выбирать производитель. Обязательный модем X55 поддерживает и суб-6 ГГц, и mmWave, поэтому, судя по всему, все телефоны будут поддерживать суб-6 ГГц. Если вам нужен mmWave, придётся потратить больше сил, и спроектировать всю схему работы телефона вокруг его поддержки. mmWave настолько плохо проникает через препятствия, что даже ваша рука может стать преградой сигналу. Qualcomm предлагает решать эту проблему, покупая у неё больше чипов в виде отдельных модулей для антенн QTM525, которые можно разбросать по всему телефону. Можно запихнуть их в верхнюю, нижнюю часть телефона, а также по бокам, и надеяться на то, что сценарий "вы его неправильно держите" на этот раз не реализуется, и телефон будет принимать 5G в любом положении. И это только усугубляет связанные с 5G проблемы: эти антенные модули имеют большой размер, и в итоге у вас получится просто ещё больший по размеру, более дорогой и сложный смартфон.

Qualcomm торопит внедрение 5G так же, как торопила поддержку 64 бит

Если на практике внедрение Snapdragon 865 приведёт к такой регрессии, как кажется сейчас на основе спецификаций, то это будет не первый раз, когда Qualcomm испоганила цикл обновления смартфонов на целый год. К концу 2013 года Apple представила миру первый 64-битный смартфон, iPhone 5S, и он работал не на чипе от Qualcomm. Apple шокировала Qualcomm, обогнав их и выпустив первый 64-битный мобильный SoC – в одном интервью даже приводились слова источника, близкого к Qualcomm, заявившего, что это известие вызвало «панику». Qualcomm твёрдо вознамерилась выпустить флагманский 64-битный SoC, и всего через год появился Snapdragon 810.

Snapdragon 810 печально известен тем, что стал худшим ежегодным апгрейдом от Qualcomm за всё время. Слишком быстрая его разработка привела к тому, что он жутко грелся. Он постоянно уходил в пропуск тактов, до такой степени, что практически не дотягивал до своего рейтинга в 2 ГГц. Когда он был тёплым, то по тестам быстродействия показывал худшие результаты, чем прошлогодний Snapdragon 801, а аккумулятор он сажал крайне быстро. Samsung даже отказалась от использования этого чипа в Galaxy S6, ссылаясь на проблемы с перегревом, и поставляла телефон с собственной SoC, Exynos. Никто не провёл 2015-й год без потерь, и для телефонов на базе Android это был плохой год.

Упомянутый источник из компании Qualcomm даже признал, что технических причин для гонки за 64-битным чипом не было. «На сегодня большой разницы в быстродействии нет, поскольку большая часть ПО не получит от этого никаких преимуществ, — сказал он. – Но выглядит это, как ''на 32 больше, чем было'', поэтому теперь всем захотелось иметь 64 бита».

Именно так Qualcomm и подходит к разработке и рекламе своих SoC. «Сделать лучший чип из всех возможных», по-видимому, не всегда служит главным критерием. Больший приоритет часто имеет вопрос «что бы нам такого продать под видом большого обновления?». Компания открыто признавалась, что придерживалась такого подхода в прошлом, рассказав, что начала делать восьмиядерные процессоры не потому, что это было полезно с технической точки зрения, а потому, что клиентам в Китае нравилось видеть в спецификациях цифры побольше.

Думаю, такой Qualcomm мы увидим и в 2020-м – Qualcomm, в котором маркетинговые потребности заставляют выпускать некую функцию до того, как её можно считать готовой, отчего страдает каждый флагманский смартфон. Переход на отдельные модемы приведёт к появлению более крупного, горячего и дорогого железа – и всё для того, чтобы запихнуть в ваш смартфон 5G, с учётом того, что подсоединиться к такой сети можно будет только при большой удаче.

Сети 5G не готовы к широкомасштабному использованию. mmWave всё меньше подходят в качестве кандидата на 5G-покрытие всей страны. Ограниченное дальнодействие, плохое прохождение сквозь препятствия, потребность в более частом расположении вышек – всё это привело к тому, что главный инженер T-Mobile объявил, что mmWave «никогда не получится масштабировать за пределы небольших по размеру мест, разбросанных по плотным городским застройкам». К примеру, у Verizon, пытающейся внедрять 5G, её собственные карты покрытия показывают, что mmWave ограничен определёнными адресами, и не растягивается на города или районы целиком. Провайдеры в США начинают обращаться к суб-6 ГГц для более масштабной реализации 5G-покрытия, однако, в этом случае отсутствует большая прибавка к скорости, а спектр (в США, по крайней мере), остаётся ограниченным.

Телефоны на базе Android нельзя назвать долговременной инвестицией – производители обычно поддерживают их через обновления год-два, после чего вы должны покупать следующий телефон. С таким небольшим времени жизни инвестиция в устройство с поддержкой 5G в ситуации, когда доступных сетей 5G не так уж и много, не выглядит особенно осмысленной. Вы ведь всё равно через год-два будете обновляться, поэтому просто подождите переходить на 5G ещё немного. Я и в 2019 году считал, что не стоит покупать 5G-телефон, и 2020-й год мне тоже не кажется годом 5G. Провайдерам ещё нужно как следует развернуть сети, и к 2021 году мы уже должны получить флагманский смартфон с интегрированным 5G на одном чипе. Проблема в том, что Qualcomm превратила лозунг «не покупайте 5G-телефон в 2020-м» в «не покупайте флагманские телефоны с Android в 2020-м».

Забудьте про 2020, ждите 5G в 2021-м

Плохой флагманский чип от Qualcomm не оставляет большого выбора для передовых смартфонов в 2020-м. Один лучик надежды для 5G телефонов – это Snapdragon 765G, представленный в декабре 2019. Это первый чип от Qualcomm с 5G-модемом, интегрированным в SoC, и он должен решить много проблем, связанным с энергопотреблением 5G.


Прямоугольник «connectivity» вверху обозначает интегрированный модем 4G/5G

Один из недостатков 765-го в том, что он медленнее 865-го. Ещё один – ограниченный выбор телефонов. К примеру, если вы нацелились на Galaxy S11, вы, вероятно, не сможете найти его с чипом 765. Мы не имеем понятия, как будет распространяться этот чип. В прошлом чипы 7-й серии сложно было найти в устройствах, продающихся в США, и они были популярнее в Китае и Индии. Хорошие новости в том, что 765-й показывает, что Qualcomm работает над интегрированным 5G; просто эта технология ещё не готова для флагманских устройств этого года. Этот первый чип – хороший признак того, что в 2021-м мы увидим флагманский SoC с интегрированным 5G. А до того всё будет не очень хорошо.

Если вам прям очень нужен новый смартфон, могу предложить вам одно из лучших устройств 2019 года, ещё не снятых с продаж. Среди них — OnePlus 7 Pro и 7T. Если вам нужна хорошая камера, то одна из лучших будет у телефона Pixel 3a, стоящего всего $400 [в США].

2020-й будет не очень хорошим годом для смартфонов. Нам ещё нужно дождаться реальных устройств, чтобы подтвердить наши опасения, но я не вижу причин для оптимизма. У нас будут более крупные и дорогие устройства с меньше живущей батареей, и ни одна из этих характеристик не должна вызывать у вас желание обновить телефон.