去年高通發佈的 Snapdragon 820 處理器迎來了全新的里程碑,因為在經歷 Snapdragon 810 的慘敗之後,新的 Snapdragon 820 帶來了顯著的性能和能效上的改進,使其在商業上十分成功,去年幾乎沒有一款 Android 旗艦級不使用高通 Snapdragon 820 處理器。
但在這一次處理器變革中,最重要的還是,高通真正為驍龍系列處理器帶來了異構核心處理機制,通過定制的 Kryo CPU、Adreno GPU、Hexagon 680 DSP、Spectra ISP和軟體框架組合提供了一個高性能的異構計算平臺,共同分擔更多的任務,並引入了首個認知能力平臺 Zeroth 等,使其成為了真正高端頂級移動處理器。
得益於 Snapdragon 820 如此多能手的表現,高通首次將 Snapdragon 835 稱之為一個頂級“移動平臺”,這一次全新升級採用了三星 10 納米 LPE FinFET 工藝打造,在塞進 30 億電晶體的情況下,封裝尺寸仍減小了 35%,CPU 依然是升級的定制內核 Kryo 280,GPU 升級到 Adreno 540,集成更強大的 X16 LTE 數據機等等,更多的變化之前已經公佈過了,就不多列舉了。那實際表現又如何呢?
近日,權威評測站 anandtech 有幸受高通邀請, 到其總部參與官方演示和測試,在此期間還上手了兩款的 Snapdragon 835 MDP 開發設備,其中一款 6.2 英寸配 6GB 記憶體,另一款是 5.5 英寸。anandtech 摸到真機的第一感覺是,既然開發設備都能做得那麼纖薄了,說明在散熱和能效方面做得應該比上一代好很多。
話不多說,今天就來看看 anandtech 對搭載 Snapdragon 835 的 MDP 開發設備的真機測試,包括對 CPU、GPU 和記憶體性能的基準測試,瞭解一下工程樣機能夠到達什麼水準,以便為實際零售樣機作更好的參考。
CPU 性能
上一代 Snapdragon 820 是高通首次完整定制的 64 位元 CPU 內核的產品,微架構設計很獨特,IPC 性能表現很優異,但其實整數性能還是相比 ARM 的 Cortex-A57 內核略遜一些。這次的 Snapdragon 835,高通採用了不同的思路,直接定制 4 個 Kryo CPU 內核,並賦予了 Kryo 280 的命名,通過 ARM 的 big.LITTLE 架構將 4 個 2.45GHz 性能內核與 4 個 1.90GHz 低功耗內核組成 8 個晶片。
有意思的是,高通首次基於 ARM 的 BOC(Built on ARM Cortex Technology)授權設計 CPU 內核,這就表示其實 Kryo 280 內核實際上是半定制 ARM Cortex-Axx 內核而已。ARM 的 BOC 授權好處就是,獲得授權的晶片廠可以輕鬆定制成自主內核,節省了此前完全定制的成本和時間。不過,在該授權的框架內,某些部分還是禁止定制的,包括解碼器和執行管線,即便定制這兩塊也需要花大量時間。
高通沒有直接說明 Kryo 280 基於哪一個 ARM 的內核定制和修改,但坦白確實是半定制內核,而且 Snapdragon 835 的控制器是自己設計的。
Geekbench 4 整數性能成績如下:
從上對比圖可看到,Snapdragon 835 相比前兩代整體上都更加出色,這不意外,但也有部分測試出現了倒退,特別是 JPEG、Canny 和 Camera 這三部分退步不少。其實之前測試基於 ARM Cortex-A73 設計的麒麟 960 時,也碰到了同樣的情況,而這些相似的成績也證實 Kryo 280 確實是基於 ARM IP 的半定制設計,因為整數性能有了很大的進步。
上面的圖表是 CPU 頻率整數性能成績,Kryo 280 並不比麒麟 960 的 Cortex-A73 強太多,而且僅比 Cortex- A72 高出約 6%,但比 A57 高出了 14%。若是對比 Snapdragon 820/821 進步可就不小了,能夠達到 22%,主要是因為之前的 Kryo 內核在 LLVM 和 HTML5 DOM 負責性能上較差拖累整體。
Geekbench 4 單執行緒浮點性能:
這個浮點性能的測試,明顯可以看到 Kryo 280 在多個方面成績相比 820/821 的 Kryo 有所下滑了,還是再一次向 A73 看齊,畢竟是半定制的內核。其實 A73 相比 A72 也有類似的衰退,有可能是 L2 緩存讀寫頻寬相對於 A72 降低造成的負面影響,但真正的原因要問 ARM了。
上面浮點性能對比中,Snapdragon 835 的浮點性能比 Snapdragon 821 弱了 23%,與麒麟 960 基本持平,這可能是因為晶片平臺設計邏輯的改變而導致的結果。兩年前高通就開始 Kryo 的設計工作,強調異構計算極致,所以推測非常有可能是將負載轉移到了 GPU 和 DSP 以提高效率,從而犧牲一些浮點性能,換來更小面積和更低的功耗。
Geekbench 4 單執行緒記憶體性能:
Kryo 280、A73、A72, 和 A57 都有 2 個 AGU,但 A72/A57 與 Kryo/A73 的作用不同,大大降低了延遲並嫺熟提高了頻寬。由於 CPU 頻率差異,Snapdragon 835 在記憶體延長和頻寬方面相比麒麟 960 高出 11%,不過相比 821 大幅提升。
系統性能
從初步測試結果來看,考慮到 Kryo 280 是版定制內核,整數和浮點性能方面 835 整體上其實與 Cortex-A73 + Cortex-A53 定制的麒麟 960 性能表現差不多。接下來的系統級別的測試中,將測試整機的 CPU、GPU、記憶體和快閃記憶體組合的負載性能,不過 OEM 廠商可以調整軟體參數進行控制調度,以實現性能和能效之間的理想平衡,並考慮到體驗和散熱設計,所以不同的設備相同配置分數也不會相同。
在 PCMark 的跑分中,搭載 Snapdragon 835 晶片的高通 MDP 開發設備,僅勉強跑贏了搭載麒麟 960 的華為 Mate 9,不過相比之前的 Snapdragon 821 手機有約 23% 的提升。
從上面測試結果來看,搭載Snapdragon 835 的高通 MDP 開發者設備ZAI Web 方面的測試表現良好,領先麒麟 960 的 Mate 9 優勢大約為 10% 左右,不過相比 821/820 領先較大。不過,在Writing、Data Manipulation 兩個項目則落後于麒麟 960 的 Mate 9,其實說實話這兩枚晶片之間的性能差異是微不足道的,具體還要看 OEM 廠商如何根據使用者體驗進行調度和調整。目前來看,Snapdragon 835 的高通 MDP,整體都比搭載 Snapdragon 821 的設備強了很多。
上面是視頻和照片編輯測試。在視頻編輯測試方面,主要考慮 OpenGL ES 2.0 著色性能,實際上對系統屬於輕載狀態。而照片編輯測試則同時考慮到 CPU 和 GPU 性能, 不過在這兩方面,Snapdragon 835 的高通 MDP 設備名列前茅,沒有爭議。
上面三份都是有關設備自帶流覽器的 JavaScript 性能的測試,這裡加入蘋果的 A 系列晶片作比較,就是表明了這方面系統體驗的重要性,得益於內置的 Safari 流覽器的 JavaScript 引擎優化,A 系晶片的手機長期保持領先。高通的 MDP 設備預設是穀歌 Chrome,整體性能在所有設備中表現不錯。其實這方面無需做太多比較,因為內置流覽器不同,而且軟體層面的影響很明顯。
GPU 性能
Snapdragon 835 集成了最新的 Adreno 540 GPU 圖形處理器單元,不過 GPU 的基礎架構與 Snapdragon 820 的 Adreno 530 相同,高通對此做了不少優化,以消除 ALU 和寄存器檔之間的瓶頸,同時也通過深度的修整,針對每一圖元的渲染實現進一步提升性能並降低功耗。高通表示在 3D 性能表現上,Adreno 540 相比 Adreno 530 提升了 25% 左右。但由於採用最新 10 納米工藝,高通借此將 GPU 峰值頻率提升到了 710MHz,相比之前提升月 14%
上面是典型的 GFXBench 圖形性能測試,跑 T-Rex 場景,非常考量 OpenGL ES 2.0 性能,在 Onscreen 測時中,只有 1080p 的 iPhone 7 Plus 和 Mate 9 實現了 60fps 的幀數,然而搭載 Snapdragon 835 晶片的高通 MDP 設備,首次在 2K 屏上實現了 60fps 的幀數,這應該算是一次不小的里程碑了。而在 Offscreen 測時中,也終於首次擊敗了 iPhone 7 Plus,比搭載 Snapdragon 821 的幀數提升了 25% 左右,幀數高達 118fps。
上面是另一個 Car Chase 的模擬場景,考量 OpenGL ES 3.1 性能,同時也強調 ALU 性能,確保能夠提供高級視覺效果。Onscreen 測試還是 1080p 屏解析度的手機占優,很難得 Snapdragon 835 的 Adreno 540 托著 2K 屏上升到了第四位。而在 Offscreen 測時中,不負眾望,Adreno 540 終於體現出真正的實力,確實是相比 Adreno 530 有約 25% 的性能提升。
上面三張圖是3DMark Sling Shot Extreme 的跑分測試,安卓機考量 OpenGL ES 3.1 性能,而 iOS 機子考量 Metal 性能,而且是 Offscreen 2K 解析度的渲染測試 。這一環節 Adreno 540 的成績相當驚人,整體性能領先 30% 左右,畢竟之前 A10、Exynos 8890、麒麟 960 和 821 這些晶片 GPU 之間的差異不到 8%。若具體來說,835 比 A10 的 GPU 強了 10%,比 820 強了 24%。
第一個 Overall 測試圖,由於 ARM 的 Mali GPU 在幾何處理方面一直做得不錯 ,所以 Adreno 540 僅比 Mate 9 的 Mali G71 快 11%。到第二個強調著色器性能的 Graphics 測試圖,Adreno 540 就大幅領先了,比 Adreno 530 快 34%,甚至比 Mali-G71 快近 50%,高通改進 ALU 在這裡產生了效益。最後的 Physics 物理測試,很大程度會受記憶體控制器性能影響,擁有更低延遲和更高頻寬的幾枚晶片,都排在了前面,不過 Adreno 540 領先第二約 14%左右。
上面是 Basemark ES 3.1 的跑分測試,同樣是通過場景類比體現性能,考量的也是 OpenGL ES 3.1 和 Metal 性能。在這個 測試中,由於工具充分考慮到了蘋果的 Metal 特性,所以第一個測試圖就看到 iPhone 7 Plus 一騎絕塵,領先 73% 左右, 其他分數隨便看看就行了。預計要等年底這個工具加入 Vulkan 優化之後,Android 機才能翻身。
最後來測試 ALU 性能,很多遊戲都希望這方面表現足夠好,否者難以在特效上有驚人的突破。果然,Adreno 540 的 ALU 表現較好,微架構的改進體現了出來,終於與蘋果的 A10 大屏了,而且比之前 Adreno 530 提升不小。當然了,正如前述,這可能與架構改進關係不大,畢竟 GPU 頻率提升了 14% 左右了。
最後值得一提的是,anandtech 還測試了 Snapdragon 835 的功耗表現,在新工藝下,Snapdragon 835 的平均功耗為 3.56W 左右,而此前 Snapdragon 820 則是 4.60W,功耗降低了 23% 左右。需要注意的是,這是負載功耗,現實中是不會滿功耗運行的。
小結
anandtech 最後表示,儘管高通真正把 Snapdragon 835 打造成了移動平臺,讓 DSP、ISP 這些模組承擔更多工作。但歸根結底,一枚晶片最重要的還是 CPU 和 GPU,關係到設備的整體性能和功耗。在初步測試過程中,Snapdragon 835 有得有失,整數性能提升了,但浮點性能倒退了,半定制的影響不小。
總體來說,Snapdragon 835 讓人喜憂參半吧,喜人的部分在於整體收益超過損失,性能也比上一代更強勁,但憂心的是,835 並沒有超過麒麟 960 太多,高通還是比較依賴于先進的 10 納米工藝。最後,還是希望 Snapdragon 835 能夠趕緊上市出貨吧,產能問題可能決定晶片在生命週期內的貢獻如何。