Kirin 980: производительность, троттлинг, энергопотребление

Вчера у наших коллег из AnandTech вышел большой обзор двух смартфонов, Huawei Mate 20 Pro и Mate 20. Помимо тройной камеры, они примечательны фирменным процессором Huawei, HiSilicon Kirin 980. Последний, как уже рассказывал Gadgets News, первым в мире получил:

7-нм техпроцесс
двойной нейропроцессор
LTE Cat.21 (1.4 Гбит/с)
LPDDR4X с частотой 2133 МГц
WiFi со скоростью загрузки данных 1732 Мбит/с
новейшие ядра ЦПУ и ГПУ ARM, Cortex-A76 и Mali-G76.

В этом отношении Kirin 980 выгодно отличается как от Kirin 970, с его устаревшими для своего времени ядрами ЦПУ (такими же, как в Kirin 960), так и от Kirin 960, с его устаревшим для своего времени 16-нм техпроцессом.

По конфигурации ЦПУ и ГПУ процессор Kirin 980 напоминает анонсированный на днях топовый процессор Samsung, Exynos 9820:

Exynos 9820
Kirin 980

Техпроцесс
Samsung 8-нм LPP
TSMC 7-нм

ЦПУ

2 × M4

2 × Cortex-A75

4 × Cortex-A55

2 × Cortex-A76 (2.60 ГГц)

2 × Cortex-A76 (1.92 ГГц)

4 × Cortex-A55 (1.80 ГГц)

ГПУ
Mali G76 MP12
Mali-G76 MP10 (720 МГц)

Таким образом, процессор российско-европейской версии Galaxy S10, релиз которого ожидается в феврале-марте 2019, в графике номинально всего на 20% производительнее Exynos 9820 (при условии что у них одинаковые тактовая частота, энергопотребление и т.д.)

Благодаря обновлению техпроцесса и ядер ЦПУ с ГПУ, площадь кристалла Kirin 980 по сравнению с Kirin 970 уменьшилась на 23%, с 96.72 мм2 до 74.13 мм2 (из которых на ГПУ приходится 11.97 мм2). Для сравнения, площадь кристалла 7-нм Apple A12 — 83 мм2 (включая ГПУ — 14.88 мм2). Интересно также сравнить размеры главных ядер ЦПУ этих двух процессоров: Cortex-A76 (вместе с 512 Кб кэша L2) — 1.26 мм2, Vortex (без кэша L2) — 2.07 мм2.

Отдельно стоит отметить, что время задержки кэша L2 в ядре Cortex-A76 по сравнению Cortex-A73 сократилось более чем в два раза (до 4 наносекунд), но все же существенно больше по сравнению с Apple A12.

В таблице ниже представлены сводные данные по обоим процессорам — о площади кристалла и его элементов, а также, для наглядности, производительности в популярном бенчмарке ЦПУ:

Kirin 980
A12 Bionic

Техпроцесс
TSMC 7-нм

Процессор

74.13 мм2 (89%)

83 мм2

ГПУ
—
14.88 мм2

ЦПУ

—

11.90 мм2

«Тонкое» ядро
—
0.43 мм2

«Толстое» ядро
1.26 мм2 (61%)
2.07 мм2

Geekbench 4.1
(одноядерный) (1)
3,291 (68%)
4,823

(1) по данным GSMArena

Ну и конечно же самое главное — результаты тестов:

Huawei Mate 20
OnePlus 6
iPhone XS

Kirin 980
Snapdragon 845
Bionic A12

Тесты ЦПУ

 Geekbench 4 (одноядерный)
3,291 (68%)
2,450 (51%)
4,823

 Geekbench 4 (многоядерный)
9,712 (85%)
9,011 (79%)
11,472

PCMark Work

 Performance
9,342
8,437 (90%)
—

 Video Editing
5,816
5,642 (97%)
—

 Photo Editing
15,796 (86%)
18,352
—

 Writing
11,312
10,553 (93%)
—

 Data Manipulation
6,691
5,334 (80%)
—

 Web Browsing
10,230
7,410 (72%)
—

Тесты JavaScript и HTML5

 Speedometer 2.0 (OS WebView)
66.20 (54%)
50.30 (41%)
123.00

 WebXPRT 3
120 (74%)
98 (60%)
163

Графические тесты

3DMark Sling Shot Extreme (ES 3.1) — устойчивая

 Физика (ЦПУ)
2,761 (1) (95%)
2,704 (93%)
2,910

 Графика (ГПУ)
2,974 (2) (63%)
4,729
3,929 (83%)

GFXBench Aztec Ruins (off-screen) — устойчивая

 High
10.36 к/с (69%)
11.45 к/с (76%)
15.02 к/с

 Normal
18.41 к/с (3) (42%)
30.30 к/с (69%)
43.73 к/с

GFXBench Manhattan 3.1 (off-screen) — устойчивая

 Производительность
37.89 к/с (4) (62%)
50.87 к/с (83%)
61.46 к/с

 Энергопотребление
—
—
3.79 Вт

 Производительность/Вт
—
—
16.22 к/с

GFXBench Manhattan 3.1 (off-screen) — пиковая

 Производительность
54.76 к/с
60.60 к/с
104.30 к/с

 Энергопотребление
4.57 Вт
5.01 Вт (5)
5.98 Вт

 Производительность/Вт
11.98 к/с (69%)
12.10 к/с (69%)
17.44 к/с

(1) у Mate 20 Pro — 4,059 (+47%)
(2) у Mate 20 Pro — 2,454 (-17%)
(3) у Mate 20 Pro — 26.33 к/с (+43%)
(4) у Mate 20 Pro — 32.63 к/с (-14%)
(5) по данным Galaxy S9+ с процессором Snapdragon 845

Как можно видеть в комментариях, в некоторых графических тестах между Mate 20 Pro и Mate 20 имеются существенные расхождения, причем в обе стороны. Поскольку в этих двух моделях установлены одинаковые процессоры и, теоретически, одинаковые прошивки, причина этих расхождений непонятна.

Если резюмировать данные из таблицы с бенчмарками, то расклад получается такой:

1) Во всех тестах ЦПУ (кроме PCMark Work Photo Editing) Kirin 980 заметно превосходит Snapdragon 845 (особенно в задачах, связанных с веб-серфингом), но не дотягивает до Bionic A12;

2) Во всех тестах ГПУ (кроме 3DMark Sling Shot Extreme Физика) Kirin 980 уступает обоим соперникам. Что касается противостояния между Snapdragon 845 и Bionic A12, то разные результаты в 3DMark и GFXBench скорее всего связаны с тем, что быстродействие в 3DMark зависит от объема оперативной памяти.

В заключение давайте взглянем на результаты AI Benchmark, разработанного Андреем Игнатовым, сотрудником лаборатории компьютерного зрения Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Следующие семь тестов не задействуют ни НПУ, ни даже ГПУ — только ЦПУ:

Huawei Mate 20
OnePlus 6
Galaxy S9

Kirin 980
Snapdragon 845
Exynos 9810

 1a — The Life
53 (40%)
134
50 (37%)

 6 — Ms.Universe
1,570 (75%)
2,090
1,260 (60%)

 7 — Berlin Driving
320 (92%)
348
275 (79%)

 1c — The Life — INT8
94
10 (11%)
59 (63%)

 3 — Pioneers — INT8
723
89 (12%)
695 (96%)

 5 — Cartoons — INT8
94 (14%)
10 (1%)
687

 8 — Berlin Driving
1,120 (57%)
1,970
655 (33%)

В отличие от предыдущих, в трех следующих тестах активно используется НПУ — и это хорошо заметно по результатам:

Huawei Mate 20
OnePlus 6
Galaxy S9

Kirin 980
Snapdragon 845
Exynos 9810

 1b — The Life — FP16
19
555
46

 2 — Zoo — FP16
50
6,730
299

 7 — Berlin Driving
58
1,200
522

Результаты в обеих таблицах приводятся в миллисекундах — чем меньше, тем лучше.

Почти во всех тестах AI Benchmark сильно отличаются между собой результаты Galaxy S9 и OnePlis 6 (Snapdragon 845), а также Galaxy S9 и Galaxy Note 9 (Exynos 9810) — вероятно, из-за разных прошивок.

Словом, пока тестирование производительности смартфонов в задачах машинного обучения представляется преждевременным.

Возвращаясь к актуальной в играх устойчивой графической производительности, подытожим. Если не принимать во внимание лучшую оптимизацию игр под такие процессоры как A12 Bionic и Snapdragon 845, cмартфоны с HiSilicon Kirin 980 вполне могут претендовать на топовый уровень. В самом новом и требовательном тесте GFXBench Aztec Ruins High процессор отстает от Snapdragon 845 всего на 10%. Правда, в двух других тестах бенчмарка GFXBench разрыв более значительный — 26% и 40%. По мере того, как топовые Android-смартфоны начнут переходить на новый процессор Qualcomm, этот разрыв будет расти. Пока же королем процессоров среди смартфонов является Apple A12 — в тестах GFXBench процессор Kirin 980 отстает от него на 31%-58%.

С использованием данных AnandTech и GSMArena

Источник: gadgets-news.ru