Вступление

Когда пришло время протестировать флагманский Samsung Galaxy S8+, нам досталась версия на Snapdragon 835, что было немного печально, поскольку флагманская однокристальная система Qualcomm устанавливается во множество других смартфонов и ее поведение вполне предсказуемо. Другое дело – чипы Exynos производства Samsung «для себя любимой».

Да, иногда они-таки попадают в линейки к другим производителям, в частности Meizu, но это бывает редко и только тогда, когда падает спрос на «домашние» разработки корейцев.

Нетрудно понять, что полученный недавно для написания обзора Samsung Galaxy S9, предоставленный самим производителем, за что ему отдельное спасибо, основывался как раз на SoC Exynos 9810, ведь традиционно для нашего рынка поставляются именно эта модификация.

И, помимо написания самого обзора, грех было не изучить поведение новой «системы-на-чипе», ведь производитель обещал очень многое для этого поколения микросхем.

Упор был сделан на сокращение отставания в однопоточной производительности от SoC Apple Ax, и это вполне ожидаемый ход. Уже который год мы наблюдаем топтание на месте еще со времен Snapdragon 810/Exynos 7420, в то время как американский бренд наращивал производительность с каждым новым поколением на десятки процентов. Удалось ли уменьшить отрыв в итоге? Вот и посмотрим.

Технические характеристики

У новой «системы-на чипе» Exynos 9810 очень мало общего со своим предшественником. В целом, можно сказать, что изменения очень похожи на те, что произошли с чипами Qualcomm.

Архитектуру подогнали под совместимость с ARM DynamIQ, наконец-то ядра Cortex-A53 уступили место А55, добавлен более скоростной модем LTE категории 18/13 и более гибкую поддержку фотомодулей. Графическая подсистема тоже поменяла архитектуру ядер, так что пусть читателя не смущает меньшее количество исполнительных блоков.

CPU

Самое интересное начинается именно с CPU части однокристальной системы. В прошлом, при сравнении Snapdragon 835 и Exynos 8895 разницу надо было искать с микроскопом. Это было сделано по множеству причин, и в том числе было справедливо с точки зрения маркетинга. Покупатели одного из чипов не должны были чувствовать себя «обиженными» и/или гнаться за одной из модификаций.

Нынешняя ситуация заметно отличается. Чипы Exynos 9810 в составе последнего поколения «Галактик» (Samsung Galaxy S9 и другие) показывают большую производительность, чем те же смартфоны на Snapdragon 845:

Особенно хорошо это видно на примере однопоточных вычислений – это именно то, чего не хватало «железкам» внутри android-смартфонов, и то, что обещал сам производитель. Казалось бы, есть смысл обратить свой взор на версию с чипом Exynos, так ведь? Но не все так просто.

Вот скриншот бенчмарка GeekBench 4, который был получен мною еще при подготовке обзора Samsung Galaxy S9:

Цифры очень внушительные – и для своего прямого конкурента, и для всех чипов в целом. Но есть один нюанс. «Выбить» этот результат удается далеко не всегда.

 

Чаще получается результат в ~2 700 баллов для одного потока. Причем мультипоточная производительность остается примерно на том же уровне. На скриншоте слева видна история запуска тестов, из которых только в одном случае удалось добиться почти 3 700 баллов на одно ядро.

И вот на этом месте начинается интересная ситуация. С одной стороны, мы видим, что производительность чипа не всегда столь высока; с другой – при худшем раскладе она равна той, что есть у Snapdragon 845. Однако если мы посмотрим на некоторые обзоры в сети, то большинство из них показывают либо равную производительность этих чипов при реальном использовании, либо выявляют некоторое преимущество Snapdragon 845. К примеру, вот:

Судить о корректности и объективности тестирования смартфонов по такому методу я бы не хотел, но сумма всех подобных сравнений вырисовывает четкую картинку, в которой Snapdragon 845 смотрится привлекательнее. Но как же так? Разберемся.

Если мы посмотрим на масштабируемость, то увидим огромный отрыв при использовании 1-4 потоков. Значит, чип корректно распознает нагрузку и перекладывает ее на нужный кластер. А вот при использовании 5-8 потоков вне бенчмарков результат уже не столь убедительный.

Причем разброс по результатам невелик, хотя он все же больше того, который мы видели у Snapdragon 835. Впрочем, средняя производительность компенсирует это с запасом.

Как видно, отрыв в однопоточной нагрузке может быть очень велик при интенсивных вычислениях, а сам планировщик работает корректно. Но видим ли мы это на практике?

 

Нет. Как только мы даем частичную нагрузку или используем приложение, которое не распознается как бенчмарк, результаты оказываются на уровне того же Snapdragon 821.

К примеру, в браузерном тесте Octane, который отлично проверяет распределение нагрузки в одном из самых востребованных приложений, наш подопытный отстает более чем в два(!) раза от Apple A11 Bionic.

На этом моменте все стало немного запутанно, поэтому надо понаблюдать за CPU частью под нагрузкой. Без root-доступа это сложно, но не значит невозможно. Мы знаем, что в Linpack «система-на-чипе» показала себя так, как и должна, и можем посмотреть, как распределяется нагрузка по ядрам в таком случае.

Как видно, кластер ядер М3 (четыре ядра на схеме справа) используются как надо и когда надо. При этом все восемь ядер могут молотить одновременно, пусть и не очень эффективно. Но то Linpack, а что у нас с Octane?

Вот тут дело становится интересным. Во-первых, нагрузка легла именно на «Мангуста», что видно по схеме в нижнем правом углу снимка. Во-вторых, весь кластер «толстых» ядер при этом работал на частоте 2.7 ГГц. Обращаю ваше пристальное внимание, заявленная максимальная частота чипа – 2.9 ГГц. Но на каких частотах работал чип в GeekBench 4, дабы получить свои рекордные баллы?

Те же 2.7 ГГц! Однако при таком раскладе и получается не ~3 700 баллов, а ~2 750 баллов. Где наши обещанные 200 МГц? Значит ли все это, что чип рекламируется с максимальной частотой 2.9 ГГц, а на практике работает только при 2.7 ГГц? Категорично утверждать не берусь, но если он и работает на такой частоте, то крайне непродолжительное время, потому как мне не удалось ни разу наблюдать такую частоту на этой SoC.

С другой стороны, очевидно, что свой рекордный результат в тесте GeekBench 4 однокристальная система показывает на этой частоте, поскольку для другого варианта вполне хватает 2.7 ГГц. Но это еще не все.

При нагрузке на одно ядро «М3» его максимальная частота, как правило, ограничивается частотой 2.7 ГГц. Опять же, потому что частоту 2.9 ГГц «держим в уме».

При нагрузке на два ядра доступна частота уже 2.3 ГГц…

 

А если нагрузим от трех до восьми ядер, то максимальная частота может быть только 1.8 ГГц для обоих кластеров. Вот и весь фокус.

И тут не спасает даже класс приложения. В том же GeekBench 4 максимальная частота при выполнении многопоточной нагрузки все равно не поднимется выше 1.8 ГГц.

В этом-то и кроется разгадка. Планировщик старается «размазать» нагрузку по максимальному количеству ядер, что автоматически запрещает CPU-части работать на частотах выше 1.8 ГГц, даже если нагрузка частичная. Подозреваю, что Snapdragon 845 ведет себя по-другому, хотя было бы интересно это подтвердить или опровергнуть.

В общем, Exynos 9810 в плане CPU части обладает большим потенциалом, чем Snapdragon 845, хотя из-за особенности работы реализовать его не получается. «Система-на-чипе» чем-то напоминает настольные CPU, в которых технология авторазгона позволяет повышать частоты ядер в зависимости от количества потоков нагрузки. Тут та же ситуация, но если говорить языком любителей ПК, то Exynos 9810 имеет базовую частоту ядер 1.8 ГГц и Turbo Boost до 2.7 ГГц при нагрузке на одно ядро.

GPU

Производительность GPU в SoC Exynos всегда была немного ниже, чем у чипов Qualcomm того же сегмента. Разрыв был небольшой, но все же.

Оно справедливо и для Exynos 9810, который уступает Snapdragon 845, но опережает Snapdragon 835.

Если говорить о стабильности работы, можно сразу обратить внимание на одинаковый характер троттлинга у Samsung Galaxy S9 и Samsung Galaxy S8+ на базе SoC Snapdragon 835. И пусть читателя не удивляет отрыв предшественника по производительности, так как он тестировался в разрешении Full HD+.

Если мы поставим Exynos 9810 в те же условия, то он окажется быстрее. Правда, в итоге все равно сбросит частоту до уровня Snapdragon 835 уже к 20-му прогону сцены.

Но тут придется снова сделать оговорку.

Смартфон не мог пройти тест в тех же условиях, что и другие устройства, так что для него пришлось сделать их немного мягче. На практике же в играх такого не происходило, если держать аппарат в руках, а не класть на мягкую поверхность, то приложение не закрывается.

Складывается впечатление, что из-за проблем с Samsung Galaxy Note 7 производитель теперь особо тщательно следит за температурным режимом батареи, и как только она переваливает за определенную отметку, вместо троттлинга система просто срубает приложение на корню. Это мы могли наблюдать в тестовом пакете Futuremark:

 

Очень похоже на то, что связке GPU+CPU не дают развернуться на полную катушку планировщик с одной стороны и жесткий термоконтроль батареи с другой. Это, конечно, неприятно, но обратная сторона медали заключается в том, что при таком подходе ресурс батареи будет заметно выше, чем мог бы.

Скорость работы ОЗУ

Подсистема памяти в Exynos 9810 очень схожа с той, что используется в продуктах Qualcomm высшего сегмента: четыре канала по 16 бит при чипе LPDDR4X, работающем на частоте 1794 МГц. Это немного ниже того, что предлагает Snapdragon 845 (1866 МГц), но все равно быстро.

По скорости чтения Exynos 9810 является лидером среди ближайших конкурентов, обгоняя даже Apple A11 Bionic.

Задержка – самая низкая среди тестируемых SoC.

А в плане копирования отрыв оказывается еще выше. Видимо, SoC Samsung очень хорошо совмещаются с ОЗУ того же производителя .

В итоге перед нами однокристальная система с очень быстрым контроллером памяти. Жаль только, что производитель не предлагает смартфоны с 8 Гбайт ОЗУ вкупе с Exynos 9810.

Стабильность работы CPU и энергоэффективность

В свое время SoC Exynos 7420 была весьма интересной моделью, которая отличалась хорошей стабильностью работы. Поздние чипы уже не баловали пользователей такими показателями и охотно уходили в троттлинг. А что у нас с Exynos 9810?

В отличие от троттлинга при использовании GPU, CPU-часть SoC ведет себя очень предсказуемо. Но надо отметить, что пиковые показатели производительности скромны и сравнимы со Snapdragon 660.

Более того, в зависимости от количества используемых потоков (4-20) производительность может оказаться даже ниже. Это все из-за ограничения по частоте, о котором мы говорили ранее.

 

Но в целом никаких проблем не наблюдается до тех пор, пока температура батареи не достигнет 39 градусов, после чего наступает резкий сброс частоты.

А вот что порадовало, так это энергопотребление под нагрузкой. Поскольку чип действительно мощный, то ему не требуется молотить на полной загрузке, дабы справиться почти с любой работой, отсюда и скромное энергопотребление.

Предполагаю, что новые ядра Cortex-A55 тут очень кстати, хотя обойти по этому показателю Snapdragon 625 все еще не удается.

Зато в плане эффективности Exynos 9810 уже может потягаться со Snapdragon 625, который тратит примерно столько же энергии на решение той же математической задачи.

Заключение

Samsung Exynos 9810 – огромный чип с внушительной площадью как ядер, так и самого кристалла в целом. Но, несмотря на столь нескромный транзисторный бюджет и высокие тактовые частоты, догнать Apple A11 Bionic не получилось, да и малюсенькие, относительно Mongoose третьего поколения, ядра Kryo 385 Gold все еще могут составить конкуренцию корейскому решению.

Тем не менее, Exynos 9810 по части потенциала демонстрирует внушительную производительность. Сложно представить, сколько «попугаев» можно выбить в бенчмарках, позволив всем четырем ядрам М3 Mongoose работать на заявленной частоте 2.9 ГГц.

И что-то мне подсказывает, что мы не увидим SoC на повышенных частотах в рамках этого техпроцесса, поскольку даже при пониженной частоте пиковое энергопотребление достигает тех же значений, как у конкурентов, так и у предшественников. Все же, дабы реализовать всю мощь, что заложена в Exynos 9810, нужна иная схема теплоотвода и, конечно же, более емкий аккумулятор, который мог бы выдержать столь высокие темпы разряда.

А пока что перед нами очень производительная однокристальная система, которая с одной стороны заметно душится регулятором частот (а-ля Turbo Boost), а с другой подпирается строгим контролем температурных датчиков на батарее. Ясно, что реализовать всю заложенную производительность в рамках текущей компоновки чипа типа «бутерброд из SoC и RAM» никак не выйдет.

Плюсы Exynos 9810:

• Рекордная для Android пиковая производительность в сценариях на один поток;
• Очень высокая скорость работы с данными в ОЗУ;
• Хорошие показатели энергоэффективности;
• Ядра Cortex-A55 наконец-то заменили устаревшие A53;
• Высокая стабильность CPU и GPU в реальных сценариях использования;
• Наличие объемного кэша L3.

Минусы SoC:

• GPU Mali-G72 MP18 все еще отстает от Adreno;
• Максимальная «базовая» частота ядер – 1.8 ГГц;
• Не совсем понятно, есть ли у ядер А55 доступ к кэшу L3;
• Сильные ограничения по температуре и планировщику, которые не дают в полной мере раскрыть потенциал чипа.

Нюансы:

• Очень скромный выбор моделей смартфонов на этой SoC.

Станислав Бобров aka ARGUMENT_600