Обзор и тест Snapdragon 810: часть 2 – THG.RU

Обзор и тест Snapdragon 810 | Тестовый пакет, методика и характеристики тестовой системы

Тестовый пакет

Наше тестирование SoC Snapdragon 810 включает анализ производительности CPU, GPU и веб-тесты.

Методика тестирования

Все устройства тестируются при полностью обновленном штатном программном обеспечении. Ниже представлен список настроек, которые мы стандартизируем перед тестированием.

Ко всему прочему, для тестирования скорости работы с браузером под управлением ОС Android мы используем единую версию Opera на базе движка Chromium, чтобы исключить влияние различных версий на результаты тестируемых устройств. Ввиду ограничений платформы, лучшим решением для iOS является браузер Safari, а Windows RT работает только с Internet Explorer.

Характеристики тестовой системы

В этот раз мы фокусируемся не на устройствах, а на SoC, особенно в планшетах. Чтобы проанализировать развитие продуктов Qualcomm, мы сравним Snapdragon 810 с его предшественниками – Snapdragon 805, представленным в Nexus 6, и Snapdragon 801 в Sony Z3. В использовании смартфонов и планшетов в одном тестировании нет ничего страшного, поскольку мы не сравниваем дисплеи, время автономной работы и производительность GPU при визуальном рендеринге изображения на экран. Мы выбрали Nexus 6, поскольку он менее склонен к тепловому троттлингу, чем Galaxy Note 4, и имеет более полный и актуальный набор тестовых данных, чем другие устройства. Для тестирования Snapdragon 8011 мы взяли Z3, поскольку он показал лучшую производительность без активации системы регулирования частоты при чрезмерном нагреве. Хотя у Galaxy S5 чуть более высокая производительность в многопоточных тестах CPU, Z3 выходит вперед по графике, памяти и NAND.

Также для сравнения мы включили еще четыре планшета, использующие другие современные архитектуры: Apple iPad Air 2 с трехъядерным A8X, Dell Venue 8 7000 с Intel Atom Z3580 (который застрял на Android 4.4 и ограничивается 32-битным режимом), HTC Nexus 9 с чипом Nvidia Tegra K1 на ядрах Denver и Nvidia Shield Tablet с SoC Tegra K1 на базе ядер ARM.

Кроме того, мы добавили результаты нового SoC Tegra X1 от Nvidia с графическим процессором Maxwell. Но имейте в виду, эти цифры получены на демонстрационных платах Tegra X1, работающих под управлением Android Lollipop. Хотя мы не смогли провести наши собственные тесты и проверить тактовые частоты, мы видели, как проводились бенчмарки. Сам SoC имел небольшой радиатор (без вентилятора), который, по словам Nvidia, представлял стандартное для корпуса планшетов рассевание тепла.

Snapdragon 810 MDP-планшет

Данные для Snapdragon 810 получены на MDP-планшете (сокр. от Mobile Development Platform, – мобильная платформа для разработки), который нам прислала компания Qualcomm из своей тестовой лаборатории. Понятно, что этот планшет не будет продаваться на рынке (он заметно массивнее, чем будущие рыночные модели, что может положительно сказаться на рассеивании тепла). Устройство работало от сети переменного тока, так что его результаты следует рассматривать как предварительные. Тем не менее, мы установили и запустили наши собственные бенчмарки. Для сравнения, MDP-планшет со Snapdragon 805, как правило, набирал меньше баллов, чем последующие рыночные продукты.

К сожалению, придется дождаться серийных устройств, прежде чем можно будет проанализировать время автономной работы у Snapdragon 810, так как нам не хватило времени, чтобы собрать данные по скорости разрядки батареи.

Таблица ниже содержит всю необходимую техническую информацию об участниках сегодняшнего сравнения.

Учитывая, сколько различных CPU и GPU представлено в данном сравнении, мы определенно должны увидеть любопытные результаты. Обгонит ли Snapdragon 810 процессоры Cyclone от Apple или это сделают процессоры Denver от Nvidia? Насколько приблизится Adreno 430 к GPU от Nvidia на архитектуре Kepler?

Обзор и тест Snapdragon 810 | Результаты тестов

CPU, память и Web-тесты

AnTuTu X

AnTuTu – бенчмарк для систем на Android, предназначенный для комплексной оценки производительности мобильных устройств. Он включает тесты подсистемы графики (охватывающие производительность 2D-графики, пользовательского интерфейса и простой 3D-графики), CPU (операции с фиксированной и плавающей запятой, тесты многопоточности), памяти (чтение и запись), операции ввода/вывода (чтение и запись).

Результаты AnTuTu X сортируются на основе общего балла, который показан слева от каждой полоски. Общий балл – это не просто совокупная величина, основанная на показателях отдельных тестов. Напротив, он высчитывается отдельно и имеет определенное значение. Вот почему длина полоски не соответствует общему баллу.

Тест AnTuTu GPU визуализируется на экране, и показатель Snapdragon 810 тут ниже из-за 4K-дисплея MDP-планшета. Несмотря на это, он набирает высокий общий балл благодаря впечатляющим результатам в многопоточных тестах, опережая все SoC. Он набрал на целых 66% больше баллов, чем Snapdragon 805, и на 56% больше, чем Tegra K1 с ядрами Cortex-A15, имеющий очень похожую архитектуру.

Тем не менее, в одноядерных тестах наблюдается противоположная ситуация. В них результаты сильно зависят от тактовой частоты, которая ставит Snapdragon 810 в невыгодное положение. Snapdragon 810 набрал на 31% меньше баллов, чем Snapdragon 805, пиковая частота ядра которого на 33% выше, и на 14% меньше, чем Tegra K1 (ARM), у которого частота выше на 9%. Только процессоры Nvidia Denver показали более высокие значения целочисленных операций на одном ядре (производительность с плавающей запятой равна Snapdragon 810).

Странно видеть такое несоответствие между результатами одноядерных и многоядерных тестов. Snapdragon 810 и Snapdragon 805 имеют одинаковую пиковую пропускную способность памяти, так что она тут роли не играет. Qualcomm в Snapdragon 810 использует новую внутричиповую шину CCI-400, которой нет у других систем на кристалле, представленных на графике, и может дать Snapdragon 810 преимущество в многоядерных тестах.

AndEBench Pro

AndEBench Pro создана силами организации The Embedded Microprocessor Benchmark Consortium (EEMBC) и использует тщательно разработанные низкоуровневые алгоритмы для тестирования производительности CPU, GPU, памяти и подсистемы хранения данных. Бенчмарк включает в себя задачи анализа XML, сжатия данных, рендеринга GUI, обработки фотографий и криптографии.

Хотя AndEBench визуализирует работу графического теста на экране, Snapdragon 810 удается превзойти Snapdragon 805, несмотря на то, что ему приходится обрабатывать значительно больше пикселей. Мощный GPU Nvidia выводит две платформы Tegra вперед других SoC.

Наибольшие опасения вызывает производительность памяти SoC Snapdragon 810. Судя по тесту Memory Bandwidth (пропускная способность памяти), Snapdragon 810 работает примерно наравне с Snapdragon 805, это вполне ожидаемый результат. Но мы видим очень низкий показатель в тесте Memory Latency (задержки памяти) – всего половина от показателя Snapdragon 805. Возможно, это просто отклонение, но поскольку времени на тестирование было очень мало, мы смогли провести этот тест только один раз. Давайте посмотрим, каково будет влияние задержки в других тестах.

Basemark OS II Full (Anti-Detection)

Basemark OS II – это инструмент типа “все в одном”, разработанный для тестирования общей производительности мобильных устройств. Он проверяет продукты по четырем критериям: System (система), Memory (память), Graphics (графика) и Web. Модуль System отражает скорость памяти и центрального процессора. В частности, он измеряет скорости целочисленных вычислений и вычислений с плавающей запятой, а также скорость обработки 32-битных изображений с разрешением 2048×2048 точек на одном или нескольких ядрах. Анализ скорости передачи данных на и с внутреннего NAND-накопителя (модуль Memory) выполняется посредством чтения и записи файлов фиксированного размера, набора файлов размером от 65 Кбайт до 16 Мбайт, а также различных файлов в случае высокой степени дефрагментации памяти. Для расчета показателя Graphics используется смесь графики 2D/3D в одной сцене, применение шейдерных эффектов и отображение 100 частиц в одну команду прорисовки для тестирования обработки вершинных операций на GPU. Бенчмарки визуализируются при разрешении 1920×1080 точек с выключенным экраном 100 раз, затем изображение выводится на экран. И, наконец, подтест Web нагружает CPU, выполняя трехмерные трансформации и изменения размеров объектов с помощью CSS. Также он включает тест с физическими частицами HTML5 Canvas.

В модуле System, тестирующем CPU и память, Snapdragon 810 и Snapdragon 805 борются за второе место. Snapdragon 810 также смог обогнать Snapdragon 805 на 17% в тесте Graphics, но отстал в Web-тесте, показав наименьший результат (на 18% ниже, чем Snapdragon 805, и примерно в два раза медленнее, чем A8X).

Geekbench 3 Pro

Geekbench от Primate Labs является чем-то вроде отраслевого стандарта благодаря своей обширной базе данных и широкой совместимости с различными платформами (Windows/OS X/Linux/iOS/Android). Этот бенчмарк дает два набора оценок: для однопоточных и многопоточных приложений. В каждом случае он проводит серию тестов, разбитых на три категории: целочисленные вычисления (Integer), вычисления с плавающей запятой (Floating Point) и производительность памяти (Memory). Независимые результаты используются для вычисления общего балла в той или иной категории, который, в свою очередь, используется в общей оценке Geekbench.

В отличие от одноядерного теста AnTuTu, где Snapdragon 810 отставал от Snapdragon 805, прежде всего, из-за тактовой частоты, здесь показатель Snapdragon 810 на 24% выше, чем у Snapdragon 805. Тем не менее, он заметно отстает от архитектур с большим числом выполняемых инструкций на такт (A8X и Denver).

Преимущества процессоров A8X (3 ядра) и Tegra K1 (Denver 2 ядра) в многоядерном тесте заметно сокращается, поскольку у них меньше ядер. Как и в многоядерном тесте AnTuTu самым быстрым здесь является Snapdragon 810, показавший лучший балл в тесте Integer и второй результат в Floating Point. По сравнению со своим предшественником, Snapdragon 810 набрал на 78% баллов больше в тесте Integer и на 37% больше в тесте Floating Point. Чтобы лучше понять, в чем заключается преимущество Snapdragon 810, давайте посмотрим на разбивку результатов целочисленного теста (Integer) в таблице ниже.

Результаты теста Geekbench 3 Pro Integer

Snapdragon 805 немного обгоняет Snapdragon 810 в некоторых одноядерных тестах благодаря преимуществу по тактовой частоте. Тем не менее, Snapdragon 810 почти во всех тестах показывает впечатляющий прирост скорости, особенно в многоядерных. Заметно выделяются тесты шифрования AES и SHA1, в которых отмечается огромный прирост производительности благодаря дополнительным командам криптографии SIMD в AArch64.

Кроме того, в таблице выше приведены результаты для ARM-версии Tegra K1, использующей ядра Cortex-A15. Новый 64-битный A57 явно превосходит своего 32-битного собрата. Tegra K1 даже имеет чуть более высокую тактовую частоту, хотя Snapdragon 810 имеет преимущество в более высокой пропускной способности памяти и другой межпроцессорной шины.

Приведенная выше таблица показывает результаты теста памяти STREAM. Когда мы тестировали предсерийный планшет под управлением Snapdragon 810, в этом тесте наблюдался значительный дефицит производительности, так как шина памяти работала на половине своей скорости. Сравнивая показатели Snapdragon 805 и Snapdragon 810 сейчас, которые должны быть близки, поскольку чипы имеют одинаковую теоретическую пиковую пропускную способность, становится ясно, что шина памяти Snapdragon 810 работает на полной скорости. Также в этом тесте нет проблем с производительностью памяти, поскольку в некоторых случаях Snapdragon 810 немного обгоняет Snapdragon 805. Показатели многоядерного теста SoC Snapdragon 810 на 8-20% ниже, чем у Snapdragon 805. Но судя по превосходной общей многоядерной производительности, они не оказывают негативного воздействия.

Browsermark 2.1

Rightware Browsermark 2.1 – это синтетический браузерный тест, анализирующий различные характеристики, время загрузки, CSS, DOM, HTML5 Canvas, JavaScript и WebGL.

Snapdragon 810 показал неплохие результаты в Browsermark, обогнав Snapdragon 805 на 44%. Он вышел на один уровень с Tegra K1 на ядрах А15. В этом есть смысл, поскольку веб-тесты обычно не ограничены пропускной способностью памяти, и используемая нами старая версия Opera не 64-битная, в результате все преимущества AArch64 в Snapdragon 810 сводятся на нет.

Google Octane 2.0

Google Octane – это бенчмарк на базе JavaScript, который запускает множество сложных тестов, в том числе криптографию, трассировку лучей, синтаксический анализ, задержку компилятора и механизма сборки мусора, обработку строк и массивов, а также различные математические вычисления.

Результаты Octane схожи с Browsermark, здесь Snapdragon 810 превосходит Snapdragon 805 на 58% и финиширует прямо перед Tegra K1 (ARM).

Теперь мы имеем достаточное представление о производительности CPU и оперативной памяти, и можем перейти к тестированию GPU Adreno 430.

Тесты ядра GPU

3DMark (Anti-Detection)

Последняя версия пакета 3DMark предлагает три основных тестовых сюжета: Ice Storm, Cloud Gate и Fire Strike. На текущий момент Ice Storm уровня DirectX 9 является кроссплатформенным с поддержкой Windows, Windows RT, Android и iOS.

Ice Storm имитирует работу игр на OpenGL ES 2.0, используя шейдеры и физику встроенного движка Futuremark. Хотя тест был представлен только в мае прошлого года, с его экранным компонентом мобильные чипсеты справляются легко. Nvidia Tegra 4 и Qualcomm Snapdragon 800 без проблем проходят данный тест на разрешении Extreme (1080p). Однако Ice Storm Unlimited визуализирует сцену без участия экрана в разрешении 720p и показывает разницу в производительности между различными GPU.

В соответствии с заявленным Qualcomm приростом скорости в 30% Adreno 430 в Snapdragon 810 набрал на 36% больше баллов, чем Snapdragon 805. Тем не менее, в тесте Physics наблюдается значительная регрессия. Как мы уже отмечали в нашем обзоре iPhone 6, Futuremark провела исследование производительности Cyclone в тесте Physics и выявила проблемы “взаимодействия непоследовательных структур данных с памятью”. Другими словами, контроллер памяти Apple оптимизирован для последовательных, а не случайных запросов доступа. Вполне возможно, что контроллер памяти в Snapdragon 810 также предпочитает последовательные данные. Упор Qualcomm на запись и воспроизведение 4K-видео, а также обработку изображений с высоким разрешением, безусловно, требует контроллер памяти, оптимизированный для последовательного доступа к данным.

На показатель теста Physics также может повлиять высокая задержка памяти при работе со случайным доступом с зависимостями. Но даже если бы это было правдой, это бы не объясняло падение производительности на 48%. Скорее всего, здесь имеет место сочетание факторов.

Basemark X 1.1

Rightware Basemark X на базе Unity 4.0 – это еще один кросс-платформенный графический тест для Android, iOS и Windows Phone 8. Он использует современные функции движка Unity через OpenGL ES 2.0. Такие функции – как сложные многоугольники, шейдеры с нормальными картами, сложные алгоритмы LoD и объемное попиксельное освещение (включая направленный и рассеянный свет), наряду с полным набором постобработки, системы частиц и физических эффектов, прекрасно демонстрируют, как должна работать и выглядеть современная игра. Современным SoC пока не удается достичь потолка значений в Basemark X.

Похоже, Snapdragon 810 не очень любит Basemark X. Он примерно на 20% отстает от Snapdragon 805 в модулях Dunes и Hangar, как на средних, так и на высоких настройках. Учитывая, насколько Adreno 430 быстрее в 3DMark и в других графических тестах, мы предполагаем, что проблема в драйвере, а не в аппаратной части. Возможно проблема также в тепловом троттлинге, хотя мы не заметили чрезмерного повышения температуры во время выполнения тестов.

GFXBench 3.0 Corporate

Kishonti GFXBench 3.0 (ранее известный как GLBenchmark) является кросс-платформенным тестом GPU с поддержкой API OpenGL ES 2.0 и OpenGL ES 3.0. Он предлагает общие игровые сценарии, а также тесты, разработанные для конкретных подсистем.

Общие тесты включают и тест на работу в OpenGL ES 3.0 (Manhattan), и тест OpenGL ES 2.0 ( T-Rex), который достался нам от GFXBench v2.7.

Отдельные задачи включают следующие компоненты: Fill (заполнение), которое измеряет скорость прорисовки с помощью визуализации четырех слоев сжатых текстур; Alpha Blending – данный тест визуализирует слои полупрозрачных четверток с помощью несжатых текстур высокого разрешения; ALU для измерения производительности обработки шейдеров: Driver Overhead, измеряющий скорость работы CPU с графическим драйвером; и API, подразумевающий множество запросов на прорисовку и изменение состояния.

Подробный разбор этого бенчмарка можно найти в англоязычном обзоре “GFXBench 3.0: A Fresh Look At Mobile Benchmarking”.

Заявленное Qualcomm 30%-ное повышение производительности подтвердилось. Adreno 430 на 35% быстрее, чем Adreno 420 в тесте Manhattan, и на 27% быстрее в тесте T-Rex. Однако этот результат не дотягивает до Nvidia Tegra X1 на базе архитектуры Kepler, который уходит в полный отрыв. Очень любопытно, сколько энергии потребляет X1.

Snapdragon 810 на 9% медленнее, чем Snapdragon 805 в тесте Alpha Blending, из-за ограниченной пропускной способности памяти, что соответствует результатам многоядерного теста STREAM. Учитывая 68%-ное преимущество Adreno 430 перед Adreno 420 в тесте ALU, можно сделать вывод, что он действительно содержит дополнительные шейдерные ресурсы. В SoC Snapdragon 810 также увеличилась скорость заполнения, в результате он выходит на второе место после Tegra X1. Еще Qualcomm заметно увеличила скорость в тесте driver overhead.

Если не обращать внимания на возможные проблемы с драйверами в Basemark X, то Adreno 430 обеспечивает обещанное 30%-е увеличение производительности. Если GPU сможет поддерживать этот уровень производительности без троттлинга, то 430-й можно будет назвать значительным прогрессом по сравнению с «ограниченным температурой» Adreno 420.

Обзор и тест Snapdragon 810 | Заключение

Из-за слухов о проблемах в архитектуре, Snapdragon 810 вызвал волну всевозможных обсуждений на профессиональных форумах и в прессе. К счастью, наши тесты доказали, что они в большей степени не подтвердились.

Говоря о предполагаемой проблеме с контроллером памяти, данные наших тестов показывают, что Snapdragon 810 в целом работает на уровне с Snapdragon 805. Многоядерный тест памяти STREAM продемонстрировал небольшое снижение производительности памяти, но в других бенчмарках этого не наблюдалось. Snapdragon 810 очень хорошо справился с многоядерным тестом System. По данным бенчмарка 3DMark Physics можно предположить, что контроллер памяти в SoC Snapdragon 810 более оптимизирован для последовательных, а не случайных операций, подобно SoC Cyclone Apple. Но нас беспокоят задержки памяти. Этот момент заслуживает отдельного тестирования, когда на рынок поступят серийные модели. Хотя, учитывая уже полученные результаты, даже если и есть повышенная задержка, она не так велика, как это муссировалось в слухах.

Игры: Snapdragon 810 демонстрирует более низкую температуру поверхности устройства, чем Snapdragon 800

В ходе тестирования Qualcomm обсуждала важность температуры поверхности устройства и ее влияние на впечатления от продукта. На графике выше показаны результаты тестов температуры поверхности, который Qualcomm провела с двумя устройствами в игре Asphalt 8. Они показывают, что планшет с SoC Snapdragon 810 холоднее, чем устройства под управлением Snapdragon 800. Если частота кадров была ограничена значением 30 кадров в секунду, то результаты кажутся правдоподобными. Благодаря гораздо более мощному GPU, Snapdragon 810 может понизить частоту и уменьшить напряжение, но при этом обеспечивать скорость в 30 кадров в секунду, в то время как старший SoC 800, скорее всего, должен работать на полной скорости, чтобы поддерживать 30 FPS. Но если OEM-производители не станут внедрять программные функции ограничения производительности (такие как функция Shield Power Control), а опираться только на температурные пределы чипа, эти графики не будут иметь практического смысла.

Мы не можем сделать окончательный вывод касательно вопроса перегрева, пока тщательно не протестируем серийную модель в тестах с интенсивными и длительными нагрузками. Тем не менее, после прогона тестов один за другим (без времени на охлаждение, как мы обычно делаем) мы не наблюдали ухудшения производительности или заметного увеличения температуры поверхности. Хотя MDP-планшет Qualcomm немного толще, чем будущие серийные планшеты, полученные нами данные обнадеживают.

Производительность 64-битного A57 от ARM значительно повысилась по сравнению с предыдущей архитектурой Krait, которая, безусловно, выработала свой ресурс. Особенно впечатляет многоядерная производительность Snapdragon 810, поскольку его эффективная архитектура AArch64 и новые инструкции шифрования обеспечивают значительное ускорение некоторых задач. Однако A57 по-прежнему ограничен IPC и отстает от архитектур Apple A8X и Nvidia Denver в однопоточных задачах.

Производительность GPU также повысилась, и Adreno 430 смог продемонстрировать обещанный Qualcomm 30%-ный прирост скорости. Регресс в Basemark X, наряду с несколькими сбоями в игровых тестах, наводят на мысль о необходимости оптимизации программного обеспечения, но с аппаратной точки зрения с GPU все в порядке.

Опираясь на наш первоначальный анализ, слухи о серьезных проблемах Snapdragon 810, кажется, сильно преувеличены. Нам еще нужно более тщательно изучить производительность контроллера памяти и проверить энергопотребление/температуру, прежде чем мы сможем присудить новому SoC нашу награду, но кажется, что Snapdragon 810 уже готов к тому, чтобы стать сердцем для нового поколения флагманских смартфонов и планшетов. В зависимости от потребляемой мощности, X1 может составить ему конкуренцию в сегменте планшетов, а если Samsung сможет перенести свой Exynos на техпроцесс 14 нм FinFET, Qualcomm, наконец, получит серьезного конкурента в нише смартфонов. Да, этот год должен быть весьма интересным.