Google Tensor G2: cos'è e come si presenta il nuovo chip

All’inizio di ottobre 2022 Google ha tolto il velo dai suoi nuovi smartphone Pixel 7. I portavoce dell’azienda hanno sottolineato che Pixel 7 e Pixel 7 Pro utilizzano il SoC (System-on-a-Chip) Google Tensor G2 dove “G2” sta appunto per “seconda generazione”. Ma quali sono le caratteristiche del chip che governa il funzionamento dei nuovi smartphone?

Google ci ha abituati a rilasci dei suoi nuovi smartphone a distanza di alcuni mesi dopo il lancio dei top di gamma di altri produttori di dispositivi Android.
La prima generazione di SoC Google Tensor che equipaggia i Pixel 6 dello scorso anno (presentati a ottobre 2021) ospita 8 core suddivisi in tre cluster: i due core più potenti sono ARM Cortex-X1 a 2,8 GHz. Altri produttori, come Samsung per il suo Galaxy S21, avevano già utilizzato in precedenza gli stessi core Cortex-X1 nei loro smartphone di punta. In termini di produttori di SoC, Cortex-X1 era stato precedentemente utilizzato nel Samsung Exynos 2100 e nel Qualcomm Snapdragon 888.
La differenza, però, è che nel suo SoC Tensor ha inserito due core Cortex-X1 anziché uno solo come ha fatto la concorrenza.

A distanza di pochi mesi dalla presentazione dei Google Pixel 6, ARM ha presentato i nuovi Cortex-X2 che Samsung ha immediatamente utilizzato nel suo SoC Exynos 2200 di febbraio 2022.

Ebbene, con il lancio dei nuovi Pixel 7 a ottobre 2022 ci saremmo aspettati un SoC Google con due core Cortex-X2. L’azienda di Mountain View, invece, ha proposto degli smartphone che montano sì un SoC Tensor G2 di nuova generazione ma esso contiene ancora una volta due core Cortex-X1 ad alte prestazioni, come il predecessore. La frequenza di clock massima dichiarata è pari a 2,85 GHz, praticamente identica al precedente chip Tensor di un anno fa.

Accanto ai due core Cortex-X1, Tensor G2 sfrutta due Cortex-A78 a 2,35 GHz (la precedente generazione usava due Cortex-A76): nelle attività single thread le prestazioni sono destinate a rimanere pressoché invariate mentre in multi thread la differenza dovrebbe essere evidente.
Accanto a questi primi quattro core, il Tensor G2 affianca ulteriori quattro core a elevata efficienza energetica: si tratta dei soliti Cortex-A55 a 1,8 GHz.

Mentre Samsung e gli altri produttori di smartphone più noti “scaldano i motori” per abbracciare i core Cortex-X3, Google sembra preferire rimanere sempre una generazione indietro. Perché? Perché la società di Mountain View evidentemente preferisce non fare a gara con i competitor sul versante delle specifiche nude e crude: Google vuole puntare sulla user experience assicurando che il suo chip è ottimizzato per le elaborazioni legate all’intelligenza artificiale grazie alla TPU (Tensor Processing Unit).

D’altra parte l’appellativo Tensor scelto per il suo SoC viene proprio da qui: una TPU, infatti, è un acceleratore sviluppato per applicazioni specifiche nel campo delle reti neurali. TensorFlow è una libreria software open source per l’apprendimento automatico (machine learning), che fornisce moduli “ad hoc” per la gestione di compiti legati ad algoritmi di intelligenza artificiale.
Dal momento che le elaborazioni vengono svolte in locale sul singolo dispositivo dell’utente, Google ha scelto di chiamare Tensor il suo chip per smartphone.

Merita una menzione speciale la GPU ARM Mali-G710 MP7 che arricchisce il nuovo Tensor G2: si tratta dell’ultima generazione della sezione grafica fino ad oggi disponibile. Nella versione che equipaggia il Tensor G2 sono stati utilizzati 7 core grafici mentre la precedente Mali-G78 usava 20 core: il balzo in avanti è netto in termini di architettura mentre il numero di core resta contenuto (basti pensare che un MediaTek Dimensity 9000+ usa una GPU Mali-G710 a 10 core…). In termini di prestazioni la GPU “rinnovata” dovrebbe fornire più o meno le stesse della generazione precedente.

Insomma, come hanno sottolineato abbondantemente i responsabili Google durante la presentazione, la vera novità del chip Tensor G2 risiede nell’utilizzo di una TPU largamente rinnovata e nelle ottimizzazioni che i tecnici dell’azienda hanno potuto effettuare orchestrando il funzionamento dell’hardware da un lato e il sistema operativo Android dall’altro.
Le elaborazioni legate all’apprendimento automatico vengono concluse fino al 60% più velocemente rispetto alla generazione passata del chip Tensor e con un’efficienza che può rasentare il 20% in più.

Google Tensor G2 abbassa notevolmente i consumi energetici durante il normale utilizzo quotidiano dello smartphone (registrazione di video, streaming multimediale, riconoscimento vocale, traduzione istantanea delle conversazioni,…).

Dal punto di vista della sicurezza, Tensor G2 interagisce direttamente con il chip Titan M2. Basato sull’architettura RISC-V, Titan M2 rappresenta la versione per smartphone della tecnologia che Google usa da anni lato server e si occupa di gestire i compiti legati alla sicurezza (come la gestione di informazioni e dati personali degli utenti) con la possibilità di collegare più core e thread della CPU.
Titan M2 supporta anche Android Strongbox che genera e archivia in modo sicuro le chiavi crittografiche utilizzate per salvaguardare password e PIN degli utenti. Di concerto con il Tensor Security Core protegge anche le chiavi dei dati degli utenti durante l’uso nel SoC.

Fonte dell’immagine: Google

Il Tensor Security Core è un sottosistema di sicurezza personalizzato, un vero e proprio set di componenti fisici che consiste in una CPU dedicata, ROM, memoria OTP (one-time-programmable), motore crittografico, SRAM interna e DRAM protetta.