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高通骁龙855详尽测试:安卓称王 难追苹果

程序员文章站 2022-05-11 18:38:25
随着一代设备的发布,高通依旧传承着提前展示最新一代soc性能的传统。不过意外的是,高通今年没有像往常一样选择在圣地亚哥总部举办活动,而是在ces上公开展示了骁龙85...

随着一代设备的发布,高通依旧传承着提前展示最新一代soc性能的传统。不过意外的是,高通今年没有像往常一样选择在圣地亚哥总部举办活动,而是在ces上公开展示了骁龙855,抢先于三星exynos 9820让我们了解其实际表现。

自骁龙835开始,高通一直坚持arm授权的boc(built on arm cortex technology)模式,在公版架构的基础上进行“微调”,骁龙855也不例外,其使用的kyro 485核心是基于cortex a76优化定制而来。

既是微调,所做的自然都是小改动,高通也并没有公开细节,只透露kyro 485扩充了重排序缓冲区(cortexa76公版为128条目)、优化了预取器并改进了分支数据结构。

骁龙855的cpu集群虽然仍使用“4+4”的big.little配置,但其大核心集群实际上为“1+3”设计, 其中1颗大核使用了更适合高频率的物理电路设计,最高频率可达2857mhz,并为其配备了更大的512kb l2缓存;剩余3颗大核心的最高频率为2439mhz,配备256kb l2缓存。

不过,这个“1+3”大核心集群虽然使用了异步频率层设计,但4颗核心仍然共享相同的电压层。

为此高通解释说,这是出于成本、复杂性以及效率之间的折衷,因为增加额外的电压层则需增加另一个带有电感器和电容器的pmic轨道。

大体来看,kryo 485可能是高通有史以来性能提升幅度最大的核心,与骁龙845所使用的kryo 385相比,kryo 485的性能提升了45%,而与同样使用了cortex a76的麒麟980相比,二者的总体性能应处于相仿的水平,高通的“微调”可能在某些场景下有一定优势,此外他们的缓存/内存子系统性能也可能会有一些不同。

本次测试骁龙855所用的是高通最新的骁龙855 qrd平台(qualcomm reference design,高通参考设计)。不得不说,今年这款qrd是高通历来最“商业化”的设计,一改以往“傻大黑粗”的demo风格,如果不是那些标签,很难让人联想到这只是一个参考平台。

安兔兔和geekbench

在硬核测试之前,先来看看常规的安兔兔和geekbench。

据微博知名测评人张威的现场测试,骁龙855在安兔兔中拿到了超过36万分的成绩,是目前安卓阵营绝对的第一名。

具体到子项中,骁龙855在cpu项目上与麒麟980不相上下,gpu项目上则看齐苹果a12 bionic,大幅领先所有安卓soc,而ux和mem受系统影响较大,仅供参考。

geekbench方面,骁龙855单核成绩超过3500分,略微领先麒麟980的3300分,但相比苹果的a11的4200+和a12的4800+还差的很远,离使用超强魔改版exynos m3架构的exynos 9810也还有约300分的差距;多核方面,11000+的分数已经属于现今手机的最高水平,包括苹果a12在内。

骁龙855的大问题:内存延迟

在去年的骁龙845上,高通在缓存和内存之间增加了一级3mb系统缓存,为各种ip块充当soc范围的缓冲区,可减少高延迟的内存访问量,从而提高系统效率。不过,系统缓存最出名的应用要属苹果的a系列处理器,自a7以来苹果一直都在使用的这种设计。

高通在骁龙845上引入这样的设计固然令人兴奋,但这也是一把双刃剑,在减少内存访问量的同时,也使内存延迟增加了30%,可能在一定程度上限制了cpu的性能。然鹅高通已经确认,骁龙855似乎没有在这方面做出任何重大改进,其系统缓存的设计与骁龙845中完全相同。

经过对缓存/内存的测试,可以在对数图中看到缓存/内存的层次结构,并更好的可视化层次结构之间的各种延迟跳转:

测试结果表明,骁龙855相比骁龙845,即便在大约2.8ghz的同频率下,l2缓存的延迟也有一定改善,而二者的dsu系统缓存均为2mb,延迟也几乎是相同的,麒麟980的4mb系统缓存虽然更大,但响应时间却慢了20%。

换成线性图来看,骁龙855的内存延迟确实略低于骁龙845,但不好直接确定是内存控制器的改进,也可能是得益于频率更高的lpddr4x 2133mhz内存。而与麒麟980相比,二者相同规格的内存,但骁龙855的延迟要明显高于麒麟980。

cpu性能和功耗测试

spec2006是一个重要的基准测试软件,它与其他测试软件的区别在于所处理的数据集更大更复杂。作为基准测试更有代表性,它可以充分展示微架构的更多细节,特别是在内存子系统性能方面。

在左侧轴上,条形图表示给定工作负载下的电能消耗情况,越长的条形意味着消耗的电能越多。条形上的文字标注显示的是消耗电能的具体数值(单位为焦),以及测试期间的平均功耗(单位为瓦)。

需要注意的是,骁龙855 qrd平台的功耗管理可能与正式发售的手机产品有所不同,本次测试结果只作为总体参考。

骁龙855的性能非常出色,在specint2006测试中,骁龙855的性能相比骁龙845提升了51%,能耗比则提升了39%;在specfp2006测试中,骁龙855相比骁龙845的性能提升更大,达到了61%。

而与同样基于cortex a76的麒麟980相比,骁龙855也要略胜一筹,在specint2006测试中领先4%,在specfp2006测试中则领先9%。

对测试成绩进行详细研究后发现,在骁龙855与麒麟980的对抗中,一方面骁龙855的频率提高了9%,并通过架构上的微调来改善运算效能,另一方面麒麟980则通过更大的系统缓存来改善读写效率。

在绝大多数情况下,两款处理器都是并驾齐驱,只是在某些特定负载下存在分歧。在不太吃内存性能的项目中,骁龙855的频率优势得以充分发挥,而在延迟敏感性更高的项目中,这种差异又会缩小甚至逆转。

当然,众多测试项中也总有几个例外的,比如462.libquantum测试项,骁龙855领先麒麟980达31%之多,这已经不是单纯频率高一点和缓存延迟低一点所能达成的结果。高通称这主要是因为其架构上的特殊改进,然后又傲娇的表示不告诉你具体改了哪里~

又比如在458.sjeng项目中,骁龙855的性能落后麒麟980大约13%,这本是一个对分支预测性能敏感的测试项,高通也表示骁龙855在cortex a76公版的基础上改进了分支数据结构,最终结果却反而落后于公版。(ps:反向奶?)

再比如429.mcf,这本是一个对内存延迟敏感的测试项,但骁龙855的表现却非常出色,这又一次违背了这违背了骁龙855的内存延迟高于麒麟980的前情,莫非是骁龙855延迟更低的系统缓存在此立了一功?

specfp2006测试结果也大体上差不多,在部分测试项中骁龙855比麒麟980更块,尤其是447.dealii和453.povray这两项,领先幅度达到了17%和22%;而在另一部分对内存敏感的项目中,骁龙855又被麒麟980追平,二者并驾齐驱。

总的来说,骁龙855在cpu性能上的出色其实是意料之中的,而能耗比的表现才是真正让人们吃下了定心丸。

测试结果表明,kryo 485核心的高能耗比区间非常宽,即便是运行在2.85ghz的高频上依然是非常高效的,这也代表着2019年的安卓旗舰手机将具有出色的电池续航表现。