對于高通2015年在高端SoC市場的表現,我想沒有什麼好掩飾的,雖然高通仍然在SoC研發行業居于領先地位,但它們的首款ARMv8 AArch64指令集SoC——骁龍810卻遠遠達不到此前的預期,這可能是因為高通自家的芯片設計出了問題,當然,也有可能是因為受制于20nm平面工藝制程,最終骁龍810并沒有釋放出高主頻Cortex-A57大核的真正實力,面對三星賭博跨越式發展拿出來的14nm FinFET芯片Exynos 7420,顔面上确實有些挂不住。
不過,以上都算是對于過往的追憶,已然是過去時。在現在這個時間點上,我們還是要放眼未來才好。高通對于自身的情況必然十分清楚,面對三星第二代14nm FinFET工藝更強勁的Exynos 8890處理器,高通也不敢輕敵,花大成本拿出來了全新的Kyro CPU架構、全新Adreno 530 GPU以及一系列新特性,目的自然是試圖奪回昔日28nm工藝節點上像Krait CPU架構那樣的絕對優勢。
于是乎,我們看到高通今年對于宣傳骁龍820顯得格外賣力,不僅早早的就開始透露相關新特性,選擇的場地規模也是空前絕後,就在上個月,高通正式發布了骁龍820處理器,對這顆2016年旗艦手機将搭載的頂級SoC的性能以及功耗進行了初步的展示,看上去十分美好。
不過,遺憾也是有的,高通骁龍820已經确定搭不上聖誕假期的順風車,真正的量産要等到2016年一季度才能正式開始,消費者朋友們恐怕還要繼續看一段時間的幻燈片。
好消息是,就在上個月的骁龍820發布會之後,高通向在場的軟件開發商和媒體提供了骁龍820的MDP設備(Mobile Development Platform,移動開發平台),也就是高通自家生産的骁龍820開發機或原型機。這樣,軟件開發者們就可以提前着手針對骁龍820設計打造新的應用軟件,比如畫面更加逼真酷炫的遊戲,媒體也可以借此一睹骁龍820在十分貼近最終軟硬件形态設備上的實際表現。另外,提供MDP原型機,也是高通的一貫傳統了,此前的骁龍800、805、810都是如此。嗯,不知道還有多少人記得去年骁龍810的那台4K分辨率原型機呢。好吧,既然已經拿到了骁龍820原型機,那麼下面我們就跟随外媒AnandTech的視角一起來看看骁龍820的實際性能表現。
• 骁龍820 MDP/S原型機簡介:首先來介紹一下這台高通骁龍820 MDP/S原型機,它已經囊括了除基帶芯片在内的所有系統元素,配備一塊6.2英寸的2560*1600分辨率屏幕、3GB LPDDR4内存(1804MHz,而不是常見的1555MHz)、64GB UFS内置存儲、2100萬像素後置攝像頭、支持802.11ac WiFi網絡連接、自帶Sense ID超聲波指紋識别模塊,外觀上雖然和市面上的零售機型有較大差距(基本上就是個平闆電腦,最終放到輕薄的智能手機中時,功耗和散熱問題仍然值得進一步關注),但配置上基本八九不離十了,2016年的旗艦機型差不多都會用這個配置。
值得一提的是,高通給的這台骁龍820 MDP/S仍然存在一些驅動上的問題,因此我們仍然未能完成SPEC CPU 2000部分性能測試,驅動完善之後,也會單獨進行實測解析。
• 高通骁龍820詳細架構參數回顧:至于骁龍820處理器本身,此前已經有過不少詳盡的介紹,這裡再簡單回顧下,它在CPU部分采用了全新的Kyro架構四核心配置,其中兩個高性能核心主頻為2150MHz,另外兩個低功耗核心主頻為1593MHz,兩個集群的架構都是相同的,隻是配備了不同的緩存,在電壓/主頻調教上有所差異。
GPU部分,高通骁龍820搭載了Adreno 530,在它身上有一些目前我們隻在桌面級PC設備中才能見到的元素,例如Adreno 530可以與CPU共享虛拟内存,這就使得OpenCL寄主程序與設備内核可以共享虛拟尋址空間,GPU與寄主程序間進行列表或樹形結構數據傳輸時也會更加高效。另外,Adreno 530的底層架構支持Renderscript、OpenCL 2.0、OpenGL ES 3.1 AEP以及VulKan。
最後,雖然在此次測試中并不包含,但我們還是想說一下骁龍820的全新DSP模塊,Hexagon 680,它與Hexagon Vector擴展(HVX)一起,具備了對于VR虛拟現實、增強現實、圖像編輯、影像編輯、視覺計算等應用場景的處理能力,這就可以極大的分流CPU與GPU的負擔,效能上會更加給力,骁龍820的HVX擁有1024位的向量數據寄存器,同時具備每條指令四通道的尋址能力,也就是說單個周期最高可達4096位,性能相當給力。
一、高通骁龍820 Kyro架構CPU性能實測
下面我們開始進入測試部分的核心,也就是對于骁龍820 Kyro架構CPU的測試。首先,從骁龍800、810以及820的CPU核心參數對比來看,Kyro與Krait架構看起來十分相似,整數運算單元和FP ALUs的數量也是完全一緻,單從以上列表來看,我們猜測,高通此次的Kyro架構,很有可能就是基于Krait修改而來,不過,這隻是我們的初步猜測,接下來的測試将會揭示兩者間的具體差異。
除了上面所說的内容,CPU究竟有多少個處理單元組成,以及如何将任務負載分配給它們同樣十分重要,這也就是為什麼許多廠商都可以拿出類似的核心單元配置,但最終的IPC卻完全不同的最大原因。這也正是ARM在Cortex-A72上所采用的思路,也就是說,骁龍820的Kyro其實并非前所未有、也并非意料之外。
▼下面來看看我們對于骁龍820緩存所做的延遲和分層結構測試,從實際結果來看,骁龍820的L1緩存與此前并沒有太大差異,但L2緩存部分仍然成謎,因為目前我們的測試工具無法獲取骁龍820單個Kyro集群的L2緩存數據,根據高通内部人士的透露,骁龍820的兩個高性能Kyro核心擁有1MB L2二級緩存,其餘的兩個低功耗Kyro核心則隻有512kb的L2緩存,這直接影響了兩者之間的性能表現,但這隻是透露的消息,仍然需要進一步的查證。
有一點非常令人驚訝,那就是骁龍820本身竟然沒有L3三級緩存,最高一級就是L2,這也就是說骁龍820的兩個Kyro核心集群以及CPU和GPU之間,都不會有任何的緩存回寫操作,隻是簡單的一緻性,L2緩存之外就是設備的主内存了。
從GeekBench 3的内存性能測試來看,骁龍820的内存帶寬相比骁龍800/801和810都有大幅度的提升,尤其是流複制部分比骁龍810的兩倍還要多,從其他測試結果來看,骁龍820明顯的改進了與主内存之間延遲,看來高通這次是對内存控制器以及通用内存架構進行了明顯的改進,更加接近内存控制器所能提供的最大理論帶寬。
▼下面來看看骁龍820的SPECint2000性能測試,這裡我們并沒有适配Kyro的單獨編譯器,因此隻能使用A57的來對骁龍820的原型機進行測試,因此數據上可能不是特别準确,但我們仍然在部分測試環節看到了52%的性能提升,不過要知道骁龍820在主頻上相比810也更有優勢,與主頻更高的Exynos7420相比較時,這個優勢就會回落到33%,總體而言,在SPECint 2000測試中,骁龍820相比810提升幅度大約在5-6%左右。
▼再來看看GeekBench 3測試,除了整數外,它也包含了更多的浮點類型測試。首先在整數測試環節,骁龍820的表現在不同項目中各有不同,比如AES中反而落後骁龍810約10%,但在SHA2中,卻又大幅領先62%,所以你不能說Kyro比A57各方面都強,畢竟骁龍810的小核也有四個Cortex-A53,并不是完全的擺設而已。不過,對于日常絕大部分使用場景來說,單線程性能都要比多線程重要的多,使用體驗上會感受的更加明顯。
▼來到浮點測試環節,采用Kyro架構的骁龍820完全占了上風,總體大幅領先骁龍810(僅在曼德布洛特多線程運算中落後3%),這也意味着骁龍820現在可以更好的利用每一個執行單元參與計算。
• 網頁性能測試
▼從架構角度對比過骁龍820和810之後,我們再來看看更多高水平的測試項目,和此前一樣,同樣是從網頁浏覽部分開始。
從測試結果來看,Google Chrome對于骁龍820 Kryo架構的優化幾乎為零,高通也已經提前對此進行了告知,稍後Chrome也會對Kyro進行單獨的優化。
其次,就高通骁龍820 MDP/S原型機本身自帶的原生浏覽器來看,它相比現有的Exynos7420和骁龍810提升巨大,絕對占據目前安卓陣營中的頭把交椅,但相比蘋果的A9 SoC還是有一定的差距。
• Basemark OS Ⅱ性能測試
再來看看Basemark OSⅡ測試,從總體得分來看,骁龍820相比現有的安卓設備領先幅度超過20%,尤其是在内存和圖形方面優勢巨大,但系統部分的分數仍然低于三星的最新設備。對比蘋果iPhone6s Plus來看,骁龍820雖然在個别場景下有所領先,但總體仍然落後。
• PCMark性能測試
最後我們使用的測試軟件為PCMark,骁龍820憑借更好的總體成績再度摘得頭名,單項測試中同樣有所差異,例如由于Chrome等浏覽器的優化不給力,網頁浏覽後面就被甩在了A57設備後面,視頻播放能力稍微落後于搭載骁龍810的HTC One M9,文本編輯處理能力也沒有超越三星的Galaxy S6。但在圖像編輯方面,骁龍820的表現可謂一騎絕塵,大幅領先現有的設備,比第二位的小米Note Pro高出近34%。
二、高通骁龍820 Adreno 530 GPU測試
① 3DMark Ice Storm Unlimited測試:
在GPU測試環節,我們首先使用的是3DMark的Ice Storm Unlimited,總體得分受到了物理部分跑分的拖累,最終表現反而落後于現有的Exynos 7420和骁龍810,畢竟物理計算主要看CPU能力,四核心配置的Kyro還是輸給了八核心的Exynos7420和骁龍810,如果單把圖形(OpenGL ES 2.x)一項拿出來單看的話,骁龍820的表現絕對一騎絕塵,領先當前的所有安卓設備。
② GFXBench測試
再來看看更純粹的GPU測試,骁龍820在GFXBench測試環節中表現出了巨大的優勢,在曼哈頓ES 3.1、曼哈頓ES 3.0以及霸王龍測試場景下,骁龍820的原型機都表現出了52%或更高的優勢,即便是面對目前最強的蘋果A9上的Power VR GR7600,骁龍820的Adreno530也能勝出一籌,離屏性能明顯更強,絕對堪稱當前最強悍的GPU。隻是在屏上環節,由于原型機的2K分辨率高出蘋果1080P不少,因此才有所落後。
③ GFXBench混合測試:
奇怪的是,GFXBench混合測試并沒有顯示出同樣的差距,就拿離屏ALU性能測試來看,骁龍820相比骁龍810的提升幅度僅有10%,這顯然不是骁龍820所能提供的全部遊戲能力。我們也一直懷疑骁龍810的Adreno 430也存在某種瓶頸,或許是ALU/紋理數組無法得到全部利用,如果真是這樣的話,高通僅通過糾正該問題就可以在幾乎不改變混合性能的前提下,大幅提升渲染能力。另外,我們也發現,骁龍820的驅動仍然存在一些問題,這可能與原型機這個早期設備有關。
總結
高燒不退的骁龍810已經注定成為史上最尴尬的一枚SoC,高通也在2015年裡遭到了三星的全面壓制,但是正因為有了這樣的經曆,大家才更期待高通在骁龍820身上能帶來怎樣的轉變,換句話說,如何糾正自己的錯誤才是高通所面臨的最大問題。
從此次的實際測試數據來看,高通顯然又重新找回了自己的發展道路,在CPU以及GPU測試環節都有所改善,要知道的是,這還是在原型機、驅動不完善、軟件未作優化的情況下測得的數據,後期還有不小的優化空間。性能提升固然值得稱贊,但經曆了骁龍810事件後,大家的關注點也都轉向了每W性能或者說效能,畢竟實際設備不可能像現在的MDP/S原型機一樣厚重,在有限的機身空間内,骁龍820的實際表現具體如何仍然值得關注,這裡讨論原型機的發熱情況也确實意義不大,要知道骁龍810的4K原型機也同樣不存在發熱問題,但是,實際的表現大家都懂的。
放眼整個行業來看,高通骁龍820在CPU方面依然将會面臨來自ARM的Cortex A72以及三星M1的挑戰,畢竟從原始性能來看,Kyro并沒有将A72甩開很遠,再加上華為麒麟950或是聯發科Helio X20已經将其主頻提升至2.3和2.5GHz的水平,因此高通骁龍820在CPU上要想勝過它們并不輕松。另一個值得關注的就是軟件層面的優化程度,畢竟目前絕大多數軟件都沒有針對骁龍820做出專門的優化,骁龍820的功力究竟能在實際應用中發揮出幾成也非常值得關注。GPU方面,骁龍820的Adreno530表現足夠給力,甚至力壓蘋果A9的PowerVR GT7600,相信這一優勢也會在最終的零售設備上得到展現。
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