Смартфоны

Обзор и тестирование Qualcomm Snapdragon 820

⇣ Содержание

Qualcomm на сегодняшний день является одним из ведущих создателей SoC для ультрамобильных устройств, наряду с Apple и Samsung. Разработку по-своему интересных и заслуживающих внимания продуктов также ведут Intel и NVIDIA, но, однако, и низковаттные разновидности Atom, и последние версии NVIDIA Tegra больше подходят для планшетных ПК и занимают маргинальные позиции на рынке смартфонов.

Как и в других категориях высокопроизводительных ASIC, циклы разработки мобильных систем-на-чипе связаны с освоением все более «тонких» стандартов фотолитографии. На текущем этапе индустрия переживает переход с техпроцесса 20 нм на норму 14-16 нм с трехмерной конструкцией затвора транзисторов (Samsung и TSMC, являющиеся крупнейшими подрядчиками по выпуску таких чипов, используют реализацию под названием FinFET), и Qualcomm из упомянутой выше тройки последней прыгнула в эту лодку, в то время как Apple и, ранее, Samsung уже освоили прогрессивную технологию для выпуска спроектированных ими SoC.

Появление Snapdragon 820 для Qualcomm означает восстановление паритета с главными соперниками, так как чип производится на конвейере Samsung с проектными нормами 14 нм FinFET LPP. Это техпроцесс второго поколения, обеспечивающий на 10% более высокие частоты по сравнению с 14 мм FinFET LPE, на котором производится Samsung Exynos 7420. Что не менее важно, в 820-м компания вновь использовала собственный дизайн CPU. Snapdragon 800, бывший флагманским чипом Qualcomm в эпоху 28 нм, оснащался четырьмя оригинальными ядрами Krait, но сменивший его Snapdragon 810 был комбинацией стандартных лицензированных у ARM ядер Cortex-A57 и A53. Snapdragon 820 получил новый CPU с оригинальной архитектурой Kryo. Эти меры необходимы для того, чтобы будущие смартфоны на обновленной платформе Qualcomm не повторили судьбу поколения 2015 года, пострадавшего от сравнительно низкой энергоэффективности 810-й модели и связанных с ней недостатков: низкого времени автономной работы, избыточного нагрева и пр.

В данном обзоре сначала мы рассмотрим более подробно характеристики самой системы-на-чипе, а затем, прежде чем перейти к результатам бенчмарков, уделим немного внимания аппаратной платформе, которую предоставил для тестирования Qualcomm.

#Архитектура Qualcomm Snapdragon 820

По архитектуре центрального процессора Qualcomm Snapdragon 820 существенно отличается от своего предшественника – Snapdragon 810. Оба чипа регулируют уровень энергопотребления, переключая задачи между высокопроизводительным и экономичным кластерами вычислительных ядер. Однако если Snapdragon 810 использует четыре ядра Cortex-A57 и четыре структурно отличных ядра Cortex-A53 (архитектура Big.LITTLE), то Snapdragon 820 включает всего четыре ядра, одинаковых по строению конвейера.

Кластеры CPU в Snapdragon 820 различаются по настройкам частоты (вплоть до 1,6 и 2,2 ГГц соответственно) и питающего напряжения. Кроме того, высокопроизводительный кластер обладает расширенным кешем второго уровня. Конкретных чисел Qualcomm не сообщает, но сторонние источники указывают на 512 Кбайт кеша L2 для «слабой» пары ядер и 1 Мбайт L2 – для «мощной». L2 по-прежнему является высшим уровнем кеш-памяти в SoC, третий уровень в ней отсутствует.

Несмотря на то, что Snapdragon 820 сделал шаг назад по сравнению с 810-м по количеству процессорных ядер и незначительно продвинулся в тактовых частотах, это не означает, что производительность в типичных задачах принесена в жертву экономии мощности. Напротив, Qualcomm сообщает, что архитектурные изменения вкупе с переходом от техпроцесса 20 к 14 нм привели к двукратному росту как энергоэффективности, так и быстродействия CPU. Общее энергопотребление системы оценивается в 70% от такового у Snapdragon 810. К слову, в Snapdragon 820 реализована технология Quick Charge 3.0, которая должна на 27% ускорить зарядку аккумулятора по сравнению с QC 2.0, использованной в SoC предыдущего поколения.

В качестве графического процессора Qualcomm использует собственную разработку нового поколения – Adreno 530. Помимо улучшенной производительности сравнительно с Adreno 430 (на 40%, по данным производителя), входящим в состав в Snapdragon 810, новое графическое ядро совместимо с расширенным списком API. Появилась поддержка Vulkan и OpenGL ES 3.1 + Android Expansion Pack. Для неграфических вычислений Snapdragon 820 поддерживает OpenCL 2.0 и эксклюзивный для Android интерфейс Renderscript. Еще одна особенность, ранее свойственная только десктопным SoC, – общая для CPU и GPU виртуальная память. Qualcomm также представила программный компонент Symphony System Manager, управляющий гетерогенной нагрузкой на уровне ядра ОС.

Еще одна часть SoC, которую стоит выделить, – это DSP Hexagon 680, предназначенный для различных задач, связанных с обработкой изображений: кодирование и декодирование видео, компьютерное зрение, дополненная реальность и т.д. Блок оперирует эксклюзивным для него набором инструкций HVX (Hexagon Vector Extensions).

Snapdragon 820 получил новый интегрированный модем QS X12 с поддержкой LTE категории 12 для входящего сигнала и 13 – для исходящего (пиковые скорости – 600 и 150 Мбит/с соответственно). Wi-Fi поддерживается на уровне стандартов IEEE 802.11ac (MIMO 2x2 с пропускной способностью вплоть до 600 Мбит/с) и IEEE 802.11ad. Возможно переключение трафика (в т.ч. звонков) на лету между сетями Wi-Fi и LTE. Впрочем, модуль Wi-Fi, судя по всему, не входит в состав самой SoC и выполнен в виде отдельного чипа QCA6174A, который конечные производители могут заменить чем-нибудь другим.

#Платформа для разработки на базе Snapdragon 820

Для проведения бенчмарков нам предложили MDP (Mobile Development Platform) с чипом Snapdragon 820 на борту. Устройство представляет собой «плафон» с экраном 6,2 дюйма (разрешение 2560 × 1600). ОЗУ LPDDR 4 объемом 3 Гбайт работает на частоте 1804 МГц в отличие от 1555 МГц, характерных для устройств на базе Snapdragon 810 и Samsung Exynos 7420. Из беспроводных коммуникаций образец поддерживает только Wi-Fi.

Коммерческие устройства на базе Snapdragon 820, естественно, будут отличаться от MDP по внешнему виду, но в плане основных спецификаций образец вполне репрезентативен и, главное, позволяет оценить работу новой SoC в целевом форм-факторе смартфона. По крайней мере, за время тестовой сессии корпус устройства ни разу не был заметно горяч на ощупь, и это уже хороший знак.

#Тестирование: производительность

Участники тестирования

Apple iPhone 6sGoogle Nexus 6PQualcomm Snapdragon 820 MDPSamsung Galaxy Note 5
CPU Apple A9:  
два ядра Apple Twister (ARMv8, 64 бит), частота 1,85 ГГц;    
интегрированный сопроцессор Apple M9; 
техпроцесс FinFET 14/16 нм
Qualcomm Snapdragon 810 v2.1 MSM8994: 
четыре ядра ARM Cortex-A53, частота 1,55 ГГц  (ARM v8, 64 бит); 
четыре ядра ARM Cortex-A57, частота 2 ГГц (ARM v8, 64 бит); 
техпроцесс 20 нм HPm
Qualcomm Snapdragon 820: 
два ядра Qualcomm Kryo (ARMv8, 64 бит), частота 1,6 ГГц; 
два ядра Qualcomm Kryo (ARMv8, 64 бит), частота 2,2 ГГц; 
техпроцесс FinFET 14 нм
Samsung Exynos 7420: 
четыре ядра ARM Cortex A53 (ARMv8, 64 бит), частота 1,5 ГГц; 
четыре ядра ARM Cortex-A57 (ARMv8, 64 бит), частота 2,1 ГГц; 
техпроцесс FinFET 14 нм
GPU Imagination PowerVR GT7600 Qualcomm Adreno 430, 630 МГц Qualcomm Adreno 530, 624 МГц ARM Mali-T760 MP8, 772 МГц
Оперативная память 2 Гбайт LPDDR4 3 Гбайт LPDDR4 3 Гбайт LPDDR4 4 Гбайт LPDDR4
Операционная система (в момент тестирования) Apple iOS 9.1 Google Android 6.0 Marshmallow Google Android 6.0 Marshmallow Google Android 6.0 Marshmallow

Замечания по тестовому ПО

На MDP была установлена ОС Android 6.0, хотя ПО для Snapdragon 820 еще нуждается в серьезной доработке. В частности, в наших руках образец довольно часто «глючил», но для MDP это простительно. Более важно отметить, что ключевые компоненты Android, в особенности браузер Chrome, пока не оптимизированы в полной мере под архитектуру Snapdragon 820. Сообщается, что в будущих версиях Google включит правки, предложенные Qualcomm, поэтому пока что результаты MDP в браузерных тестах стоит оценивать осторожно. К счастью, вместе с Chrome на устройстве была установлена оптимизированная версия штатного браузера Android, показывающая Snapdragon 820 в более выгодном свете.

AnTuTu Benchmark v6.0

В качестве комплексного бенчмарка мы использовали недавно выпущенную шестую версию AnTuTu. Здесь мы видим, что Snapdragon 820 просто уничтожил Samsung Exynos 7420 и своего предшественника Snapdragon 810, практически на равных соперничая с Apple A9.

Geekbench 3 64-bit

Замечательные для Qualcomm результаты показывает однопоточный тест Geekbench, где Snapdragon 820 ненамного уступает Apple A9 – системе, славящейся своей производительностью в однопоточной нагрузке.

В многопоточной версии теста Snapdragon 820 оставил позади как своих восьмиядерных соперников – Snapdragon 810 и Samsung Exynos 7420, так и Apple A9, которую недостаток ядер сдерживает не так уж и сильно.

Google Octane 2.0

Комбинация Apple A9 + Safari остается безоговорочным лидером в тестах быстродействия JavaScript, но в группе устройств на Android аппарат на Snapdragon 820 показал наилучшее быстродействие даже в Chrome, а оптимизированный браузер дает Qualcomm дополнительное преимущество.

WebXPRT 2015

Данный тест – довольно длинный, поэтому за ограниченное время тестовой сессии мы успели прогнать WebXPRT только в оптимизированном браузере. Здесь отрыв Apple A9 от преследователей не настолько велик, а Snapdragon 820 расположился даже ближе к лидеру, нежели к следующему по рангу Exynos 7420.

GFX Bench 3.1 (T-Rex HD)

По «чистой» производительности GPU (тест Offscreen, разрешение 1920 × 1080) тестовый образец на Snapdragon 820 показал впечатляющий результат на фоне других представителей команды Android и опережает даже смартфон Apple, традиционно сильный по части графики. Впрочем, при рендеринге на экран iPhone 6s лидирует за счет более низкого разрешения (1334 × 750) по сравнению с таковым у MDP Snapdragon 820 (2560 × 1600).

3DMark Ice Storm Unlimited

На общий балл 3DMark сильное влияние оказывает быстродействие CPU, поэтому здесь Snapdragon 820 смотрится не столь выгодно, как в чисто графических тестах, и уступает не только Apple A9, но и Exynos 7420.

#Выводы

В целом тесты Snapdragon 820 смотрятся весьма оптимистично для Qualcomm. Что касается производительности CPU, то пока не ясно, какой фактор оказал большее влияние – смена техпроцесса с 20 на 14 нм или же новая архитектура, но в итоге Snapdragon 820 сделал большой рывок в однопоточной нагрузке по сравнению с Snapdragon 810 и даже продвинулся в многопоточной, невзирая на сокращение количества ядер с восьми до четырех. Apple по-прежнему вне конкуренции в любых задачах, не способных полностью загрузить архитектуры с более чем двумя ядрами, но, на фоне существующих конкурентов для платформы Android, система Snapdragon 820 достигла серьезных результатов. В графических задачах эта платформа стала быстрейшей из SoC для смартфонов на сегодняшний день, оставив позади даже Apple A9, которая до сих пор удерживала безоговорочное лидерство в этой области.

Впрочем, в то время, когда уже будут широко доступны коммерческие продукты на базе Snapdragon 820, конкуренция не будет столь легкой. Им придется соревноваться с флагманом (флагманами) Samsung на базе будущей SoC Exynos 8890, которая, по некоторым данным, уже поступила в производство.

 
 
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥