前段時間,有網友拿麒麟9000拷機,于是有了功耗翻車的說法。今天我們就來讨論一下,麒麟9000功耗真的翻車了嗎?用拷機功耗來定義麒麟9000的能效表現是否科學?
首先要明确的是,性能提升和功耗的增加并不是線性關系。在談論能效的時候,不考慮性能,就是耍流氓。極限性能的增加,必然要付出更大比例的功耗。
先來複習一下初中物理的知識,電功率計算公式:P= UI,按純電阻電路來計算,根據歐姆定律I=U/R代入P=UI中還可以得到:P=U2/R。
很明顯,電功率和電壓的平方成正比,會有類似如下的曲線(示意圖,假設R=1)。
以CPU為例,在不考慮内存瓶頸的情況下,CPU性能的提升和CPU頻率的增加是接近線性關系(頻率的增加意味着單位時間内的cycle增加,而固定微架構的處理器,每條指令執行需要的cycle數是恒定的)。但是更高的頻率就需要更高的電壓,從上面的曲線很明顯看到,随着電壓的升高,功率曲線增加的斜率越陡峭,功率增加幅度越大。
這個現象在其他領域也是比較常見的。當飛機速度增大時,作用在飛機上的空氣阻力會迅速增大,空氣阻力和速度的平方成正比,飛行速度每增加1倍,發動機的功率就需要增大為原來的8倍。"提康德羅加" 級導彈巡洋艦波障速度為 30.9 節,而在32.5節全速航行時,速度隻增加5%,卻需要29%-35%的額外推進功率。
因此,可以明确的是,在拷機過程中,GPU極限性能增加,需要付出更大的功耗,二者絕非線性關系。
下面我們來還原拷機實測的過程。目前網上隻有麒麟9000拷機數據,斷然下結論未免過于偏頗。我們可以拿骁龍865 一起測試,二者在同一陣營,水平相當,看看結果如何。
我們使用GPU GFLOPS分别對Mate40 Pro和三星Note20 Ultra進行了雙拷測試,結果如下:
骁龍865 在性能不及麒麟9000的情況下,整機平均功耗甚至達到了9.58W,超過麒麟9000的9.18W。
下面來直觀對比麒麟9000和骁龍865 的拷機數據:
相比骁龍865 ,麒麟9000的CPU GFLOPS高了5%,GPU GFLOPS高了28%,而在這個情況下,整機的平均功耗低了4%。
那麼簡單計算一下,如果麒麟9000的性能和骁龍865 相當的情況下,功耗會低多少呢?
因為GPU性能差距比較大,後面主要計算GPU,暫時忽略CPU的差異。GPU GFLOPS測試主要測試GPU的ALU計算單元,訪問内存較小,性能和GPU頻率基本呈線性關系。
由于無法知道麒麟9000的每個頻點的實際電壓,我們做一個簡單假設,每個頻點的電壓和頻率呈線性關系(事實上,越高的頻率需要的電壓會更高)。
麒麟9000對外公布的GPU最高頻率是759MHz,假設759MHz的電壓是1V。
那麼如果麒麟9000的GPU性能降低到和骁龍865 相同,GPU頻率大約是在592MHz,這個時候的電壓按線性計算在0.78V。按功率的計算公式,麒麟9000在與骁龍865 GPU性能相同時的功率,大約為最高頻點的功率的60%(P=U2/R,即:0.782/12=0.6084≈60%),即比最高頻點功率低40%。注意上面都是假設電壓是線性上升的,考慮到極限頻率下額外需要的電壓以及極限頻率下依然比骁龍865 低4%,麒麟9000同性能下GPU功耗比骁龍865 功耗低50%是完全合理的。
事實上,拿拷機過程中釋放的瞬時數據,來評價一款芯片的功耗本身就是不合理、不科學的。作為普通用戶,我們更應該關注真實場景下遊戲體驗,優質的體驗才是王道。
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