Análisis en profundidad del rendimiento del Snapdragon 835
Antes del Snapdragon 835, el procesador Snapdragon se llamaba SoC (System on a Chip), pero en esta generación pasó a llamarse "Plataforma", que es para todo el diseño de la plataforma informática móvil de Qualcomm, en lugar de que los componentes eléctricos individuales como la CPU y la GPU. Snapdragon 835 utiliza el proceso FinFETLPE de 10 nm de Samsung. El proceso de semiconductores actual ha alcanzado el nivel más alto de producción en masa, pero esta vez utiliza el proceso LPE. No se descarta que Qualcomm actualice una versión similar del proceso LPP en el futuro. al Snapdragon 820/821. Además, según funcionarios de Qualcomm, el Snapdragon 835 utiliza 3 mil millones de transistores, cerca de los 3,3 mil millones del A10 Fusion utilizados en el iPhone 7. Esta es también la distancia más cercana entre los procesadores Qualcomm y la serie A diseñada independientemente del iPhone. Por lo que también aporta una buena experiencia de usuario.
Podemos ver en esta tabla que el Snapdragon 835 utiliza la arquitectura Kryo280 y un diseño de ocho núcleos. La frecuencia principal más alta es de 2,45 GHz, núcleo pequeño de 1,9 GHz, GPU adre no 540. La frecuencia principal es de 710 GHz y el tamaño del paquete de todo el chip se reduce en un 35%. Según datos de Qualcomm, el consumo de energía del Snapdragon 835 se reduce un 25% (un 50% menos que el Snapdragon 801). Además, la plataforma Snapdragon 835 integra dual Spectra 180 ISP de 14 bits, Hexagon 690 DSP y módem X16. Se puede ver que, en comparación con los SoC de otros países, Qualcomm cubre más campos informáticos en los SoC, lo que convierte al procesador en un administrador integral de los teléfonos inteligentes y entra de lleno en varios campos a través del concepto de "tengo lo que otros tienen y tengo lo que otros tienen". tener". . En mi opinión, esta es también la razón por la que Qualcomm cambió el nombre de los procesadores móviles a "plataformas" en esta generación.
Prueba de rendimiento de la CPU:
En el Snapdragon 820, Qualcomm construyó por primera vez la arquitectura Kryo de 64 bits desarrollada de forma independiente. Su arquitectura única tiene muy buen rendimiento para operaciones IPC de punto flotante, pero no es tan buena como la arquitectura oficial A57 de ARM en operaciones IPC enteras y su consumo de energía no es lo suficientemente bueno. Por lo tanto, Qualcomm adoptó la nueva arquitectura Kryo 280 en Snapdragon 835. Aunque ambos son Kryo, este "Kryo no es Kryo". Kryo280 no es un producto mejorado convencional, sino una arquitectura completamente nueva.
En pocas palabras, Kryo280 utiliza ocho núcleos similares a la arquitectura BigLittle, utilizando cuatro núcleos de alto rendimiento y cuatro núcleos de baja eficiencia. Pero lo más distintivo de Kryo280 es que es la primera arquitectura rediseñada basada en la nueva arquitectura ARM. La tecnología "basada en la tecnología ARM Cortex" permite a los proveedores modificar la arquitectura común para adaptarla a sus necesidades. Por ejemplo, los fabricantes pueden personalizar el tamaño de la ventana de instrucciones para aumentar el IPC según sus propias necesidades, pero, por ejemplo, se excede el ancho del decodificador o el canal de ejecución. Este diseño semipersonalizado permite a los fabricantes diferenciar sus productos de la versión pública ARM, al mismo tiempo que ahorra el tiempo y el costo necesarios para volver a desarrollar la arquitectura. Si bien no sabemos qué versión pública del Kryo280 de Qualcomm fue modificada, ambos grupos de CPU presentan diseños semi-personalizados. Qualcomm afirma que también diseña sus controladores de memoria internamente.
En la prueba de ejecución de enteros de un solo subproceso de GeekBench4, podemos ver que el Snapdragon 835 básicamente gana entre 64 y 60 veces en comparación con el 821 de la generación anterior. Aunque hemos logrado grandes avances en IPC entero, perdimos hasta 821 en Canny (detección de bordes), JPGE y renderizado de PDF. Curiosamente, en la prueba de rendimiento anterior del Kirin 960, estos elementos también se perdieron frente al Snapdragon 821, y la mayoría de estos resultados de pruebas enteras se basaron en la caché L1 y L2, por lo que especuló ANANDTECH. Además, el rendimiento del Snapdragon 835 en otros subproyectos de GeekBench4 es cercano al del Kirin 960, sin interferencia de la frecuencia principal ni del método de prueba. Por lo tanto, incluso a través de la arquitectura semipersonalizada modificada por BOC, el alcance de la modificación es limitado.
En la prueba de operación de enteros de un solo subproceso (frecuencia de suma) de GeekBench4, dividir el número entero por la frecuencia en la tabla anterior puede comparar más directamente el IPC entre diferentes arquitecturas. Se puede ver que el rendimiento arquitectónico de Kryo280 y A73 es relativamente cercano. Su IPC entero es un 6% más alto que el A72, un 14% más alto que el A57, pero un 22% más alto que el Snapdragon 821.
En operaciones de coma flotante, para nuestra sorpresa, el Kryo280 quedó por detrás del Snapdragon 821. Según la suposición del autor, las operaciones de punto flotante de Kryo siempre han sido su punto fuerte, pero a partir de Kryo280, no adoptó un diseño completamente independiente y el rango que BoC puede cambiar es menor, por lo que ocurrió esta situación. Sin embargo, se puede observar que los resultados de Kryo280 y Kirin 960 son bastante similares.
Cuando el Kirin 960 probó el A73 antes, considerando que la unidad de ejecución de neón del A73 no ha cambiado en comparación con el A72, se redujo el retraso de las instrucciones especiales. En ese momento, se especuló que algunos elementos de la prueba se vieron afectados por cambios en el ancho del decodificador A73. Por lo tanto, ya sea el A73 de Kirin 960 o el Kryo280 de Snapdragon 835, muestra que en comparación con el A72, el ancho de banda de lectura y escritura de la caché L2 se reduce (y el ancho de banda de escritura de L1 es menor), lo que también puede afectar el rendimiento.
Teniendo en cuenta la frecuencia, Kryo280 fue trágicamente derrotado por Snapdragon 821,23%. No sé si Qualcomm comprometió o cambió su filosofía de diseño. Cuando Qualcomm desarrolló Kryo hace dos años, tuvo en cuenta los cambios necesarios para nuevos trabajos en el futuro, por lo que la GPU o el DSP realizan más trabajo para mejorar la eficiencia, por lo que está bien sacrificar algunas operaciones de punto flotante para ahorrar área o consumo de energía. Aceptado.
En términos de prueba de memoria, Kryo280, A73, A72 y A57 tienen dos unidades de generación de direcciones (AGU), pero A72 y A57 pueden cargar y almacenar a través de una agu dedicada, y cada AGU de Kryo280 y A73 se carga al mismo tiempo. Entonces, para la arquitectura A73, esta estrategia equivale a reducir la latencia de la memoria y aumentar el ancho de banda de la memoria.
En cuanto a Kryo280, es incluso un 11% más que Kirin 960, y más que Snapdragon 821 y 810. Pero no tan grande como A72 a A73, porque en Kryo de Snapdragon 821, se puede cargar y almacenar una sola AGU al mismo tiempo, pero la latencia de memoria anterior era mayor.
Prueba de rendimiento del sistema:
▲Puntuación total
Hasta ahora, podemos pensar inicialmente que el Kryo280 del Snapdragon 835 es equivalente a un A53 semipersonalizado combinado con el núcleo de CPU BigLittle +A73, las operaciones de números enteros y de punto flotante están cerca del Kirin 960. Las pruebas a nivel de sistema como PCMark incluyen llamadas a interfaces API estándar de Android y enfatizan la carga de trabajo real de la CPU, GPU, RAM y almacenamiento NAND. Pero todos sabemos que la experiencia de un sistema de telefonía móvil no solo depende del rendimiento del hardware, sino que también depende de la optimización del sistema por parte del fabricante, incluida la prioridad del programa y la estrategia de ajustar dinámicamente el voltaje y la frecuencia para controlar el calor de el teléfono móvil. Sin embargo, esto no nos impide ver que el prototipo de máquina de prueba del Snapdragon 835 ocupó el primer lugar en PCMark, superando al Kirin 960 del Mate9 y aventajando al Snapdragon 821 en un 23%.
▲ Prueba web
La prueba web muestra que el prototipo Snapdragon 835 funciona bien, superando al Mate9 en un 10% y al Snapdragon 821 en un 34%. Pero, vergonzosamente, todas las máquinas que utilizan Snapdragon 820/821 van por detrás de Kirin 960 y Kirin 950, lo que parece un poco trágico.
▲Prueba de escritura
Las operaciones de escritura (incluido el procesamiento y cifrado de archivos PDF), las pruebas de memoria y la lectura y escritura de archivos en la memoria flash requerirán un gran núcleo de la CPU. Entonces esta prueba puede producir algunos resultados variables. Por ejemplo, Le Pro3 es un 40% más rápido que el S7 Edge, mientras que no hay mucha diferencia entre Snapdragon 835 y Mate9. Pero en comparación con el Snapdragon 821, todavía muestra la ventaja de no aprobar el examen.
▲Operación de datos
En la prueba de operación de datos, la prueba principal es la carga de trabajo de números enteros, que se utiliza para medir el tiempo necesario para analizar datos de muchos tipos de archivos diferentes y luego utilice gráficos dinámicos para la velocidad de fotogramas de grabación interactiva. El prototipo Snapdragon 835 es similar al Mate9 aquí, excepto que el segundo alcanzó los 5000 puntos, lo que supone otra pausa para los otros 821 teléfonos. . .
▲Prueba de edición de video
Prueba de edición de video: utilizando el sombreador OpenGL ES 2.0 para proporcionar efectos especiales de video para la prueba de edición de video, es una prueba relativamente liviana para el sistema. En la prueba, encontramos que la GPU está básicamente inactiva y, en la mayoría de los casos, esto se completa con el pequeño núcleo de la CPU. Por lo que se puede observar que básicamente los resultados de cada producto son similares.
▲Prueba de edición de fotografías
La prueba de edición de fotografías utiliza varios efectos y filtros fotográficos para probar la CPU y la GPU. Debido al potente rendimiento ALU en la GPU Adreno, Snapdragon 835 y Snapdragon 820/821 están en la cima. Adreno 540 está equipado con la serie Mali T y G71.
En la prueba Kraken 1.1 (usando Chrome, Safari, IE), el iPhone tuvo el mejor desempeño, pero esto no es suficiente para demostrar la diferencia entre los chips de la serie A de Apple y otros SoC de Android porque usan diferentes navegadores. dispositivo. Una gran parte de la ventaja de rendimiento del iPhone proviene del motor JavaScript de Safari.
En comparación con otros teléfonos que utilizan Chrome, el prototipo Snapdragon 835 es aproximadamente el mismo que el Snapdragon 821 en la prueba Kraken, similar al Mate9 en JetSteam y significativamente por delante de la prueba WebXPRT 2015 Snapdragon 820/. 821.
Prueba de rendimiento de la GPU:
En términos de GPU, el Snapdragon 835 utiliza Adreno 540, que es básicamente la misma que la arquitectura Adreno 530 del Snapdragon 821. Se han realizado algunas optimizaciones en la ALU y los registros de archivos, y la carga de trabajo de cada píxel se ha reducido mejorando el filtro de profundidad, mejorando aún más el rendimiento y reduciendo el consumo de energía. Por lo tanto, Qualcomm afirma oficialmente que la representación 3D de Adreno 540 es un 25% más alta que la de 530, y la frecuencia máxima de la GPU alcanza los 710MHz, que es un 14% más alta que la de Adreno 530.
La prueba Tyrannosaurus Rex de GFXBench es una prueba de simulación de juegos basada en OpenGL ES 2.0. Hemos visto que los prototipos de Snapdragon 835, iPhone7 Plus y Mate9 alcanzan 60 fotogramas, pero tanto Mate9 como iPhone7 Plus tienen pantallas de 1080P, y el prototipo de Snapdragon 835 es el primer producto con resolución 2K.
En la prueba fuera de pantalla (renderizado de resolución fija 1080P), el rendimiento del Snapdragon 835 es mejor que el del iPhone7 Plus y el Mate 9, e incluso un 25% mayor que el del Snapdragon 820, lo que está en línea con el informe oficial de Qualcomm. declaración consistente.
La prueba de persecución de autos de alto rendimiento en GFXBench simula un proceso de renderizado moderno, que incluye OpenGL ES 3.1 y el paquete de extensión de Android, y prueba principalmente el rendimiento de ALU. En esta prueba, el Snapdragon 835 sufrió cierta pérdida de resolución y su rendimiento quedó por detrás del OnePlus 3T y Mate9. Volverá a la primera posición cuando salgas de la pantalla. En términos generales, el PPT del fabricante es un poco exagerado, pero en la parte de la GPU, Qualcomm ha logrado la mejora prometida en su PPT, y es incluso mejor que el Mali G71 mp8 del Mate9 cuando se prueba debajo de la pantalla. Mali G71 se basa en la última arquitectura Bifrost de ARM y la frecuencia principal alcanza incluso entre 960 MHz y 1037 MHz.
La prueba Sling Shot Extreme en 3DMark enfatiza el rendimiento de la GPU y la memoria con renderizado de resolución 2K usando OpenGL ES 3.1 en Android o Metal en iOS. Entre A10, Exynos 8890, Kirin 960 y Snapdragon 820, casi todos los procesadores principales se evalúan juntos, por lo que Snapdragon 835 ocupa el primer lugar en la prueba de puntuación general y el iPhone 7 Plus es un 10% mejor en la prueba de gráficos que el 820 y el 8890. Las versiones del S7 son un 24% más altas. Este resultado sigue siendo muy significativo.
La segunda prueba se centró en el rendimiento del sombreador de GPU. Se puede observar que el Adreno 540 ha mejorado significativamente, un 34% más que el Adreno 530 S7, y un 50% más que el Mate 9 G71. 50%. Las mejoras de Qualcomm en la ALU y los registros de archivos ya están dando sus frutos.
Las pruebas físicas se ejecutan principalmente en la CPU y se ven gravemente afectadas por los accesos aleatorios del administrador de memoria del SoC. Entonces, aunque el rendimiento de la CPU es cercano, el Snapdragon 835 sigue siendo un 14% más rápido que el Mate9. Quizás sea porque la gestión de memoria del Snapdragon 835 tiene una latencia más baja y un ancho de banda más amplio que la gestión de memoria del Kirin 960.
La prueba Basemark ES 3.1 simula OpenGL ES 3.1 de Metal en Android e iOS, incluyendo muchos efectos de posprocesamiento, partículas y iluminación, pero es diferente de los cálculos en la prueba de persecución de autos GFXBench 4.0.
Antes de que se agregara Vulkan al punto de referencia, la mayoría de los dispositivos Android dependían de OpenGL, lo que colocaba a los iPhone que ejecutaban la API de gráficos de Metal en una gran desventaja. Esto coloca al Snapdragon 835 detrás del iPhone 7 Plus en un 73%. En la prueba Basemark ES 3.1, la GPU Mali de ARM en realidad superó al Mali-T880 MP12 del Exynos 8890 y fue un 15% más rápido que el Adreno 540 del Snapdragon 820. El Mali-G71MP8 del Kirin 960 también fue mejor que el Adreno del S835 en la prueba de pantalla. Snapdragon 835 es un 40% más rápido que Pixel XL.
Todas las pruebas de simulación de juego muestran el excelente rendimiento ALU de Adreno 540. Así que probamos la prueba ALU sintetizada del Snapdragon 835 en GFXBench, pero curiosamente, la microarquitectura mejorada no es muy útil en comparación con el 820. En la tabla, la mejora del Snapdragon 835 respecto al Snapdragon 820/821 corresponde a la frecuencia principal.
Prueba de consumo de energía:
En términos de consumo de energía, después de probar dos prototipos de Snapdragon 820 y Snapdragon 835, el consumo de energía promedio del Snapdragon 820 es de 4,6 W, mientras que la potencia promedio El consumo del Snapdragon 820 es de 4,6W y el 835 se reduce a 3,56W, el consumo de energía se reduce en un 23%. Sin embargo, en el uso real, diferentes usuarios tienen diferentes escenarios de uso, por lo que esta conclusión solo puede usarse como referencia por el momento.
Resumen:
El SoC de teléfono móvil actual incluye CPU, GPU, DSP de alto rendimiento, DSP de bajo consumo, ISP, módem y módulo de función fija (decodificación de audio y vídeo). Entre tantos componentes eléctricos, el rendimiento de la CPU, la GPU y la memoria está bien probado. No es fácil probar las piezas que pueden dar lugar a grandes diferencias en el diseño de SoC, como DSP, ISP, etc., y estos son precisamente los puntos fuertes de Qualcomm.
En las pruebas, especulamos que la arquitectura Kryo280 del Snapdragon 835 puede considerarse como una arquitectura semipersonalizada de A53+A73. El número entero de Kryo280 está muy cerca del IPC de punto flotante en Kirin 960 y A73. En comparación con Snapdragon 821, las operaciones de números enteros se han mejorado significativamente y las operaciones de punto flotante están completamente atrasadas, pero en general, el progreso supera el atraso. En la prueba, no hay duda de que el Snapdragon 835 tiene una mejor experiencia que el Snapdragon 821. Aunque todos los datos de prueba se basan en prototipos de Qualcomm, después de que el autor experimentó la versión de producción en masa de Snapdragon 835 (Xiaomi 6) durante un período de tiempo, siento que Qualcomm Snapdragon 835 tiene una buena experiencia: estable, fluida y no caliente. El mayor sentimiento del autor es que, en comparación con el Snapdragon 820, el Snapdragon 835 casi puede mejorar la experiencia "visible". Para los teléfonos inteligentes actuales cuyo rendimiento se reduce gradualmente, el Snapdragon 835 funciona muy bien.