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09月 29

四足鼎立 2013旗艦手機(jī)處理器性能橫評(píng)

編輯:邱鑫 來(lái)源:中關(guān)村在線
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時(shí)間行止到2013年,智能手機(jī)引領(lǐng)的掌上的性能戰(zhàn)爭(zhēng)依然如火如荼的進(jìn)行;雖然2013年的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)已經(jīng)從單純的性能比拼到了體驗(yàn)至上的時(shí)代,不過(guò)作為更高級(jí)別用戶體驗(yàn)的有力支持,以Cortex-A15、big。LITTLE架構(gòu)以及Krait為代表的高端處理器性能依然備受關(guān)注。截至目前,年初CES所發(fā)布的幾款重磅級(jí)處理器平臺(tái)都已經(jīng)有實(shí)際出貨產(chǎn)品為依托,這也就直接催生了我們對(duì)于2013年旗艦級(jí)別智能機(jī)處理器的性能橫向測(cè)試。


四足鼎立 2013旗艦手機(jī)處理器性能橫評(píng)

這里我們所選擇的來(lái)自四大移動(dòng)處理器廠商的高通驍龍600、驍龍800、三星Exynos5410、Tegra4、英特爾Atom Z2580已經(jīng)包含了2013年的主流高端處理器平臺(tái),但是Exynos 5420由于沒(méi)有產(chǎn)品并未包含進(jìn)該橫評(píng)當(dāng)中(而且未來(lái)可能改變現(xiàn)有只能四核同時(shí)工作的狀況),另外未包含的聯(lián)發(fā)科8核處理器也可能在年內(nèi)問(wèn)世。

四大品牌旗艦手機(jī)處理器簡(jiǎn)介

驍龍600系列處理器,2013年1月在美國(guó)CES發(fā)布,采用最高主頻達(dá)1.9GHz的四核Krait 300微架構(gòu)CPU與Android 320 GPU,支持LPDDR3內(nèi)存,無(wú)調(diào)制解調(diào)器;28nm LP制程。驍龍600目前擁有APQ8064T、APQ8064M兩種型號(hào)。


驍龍600 SoC架構(gòu)(圖片來(lái)自高通官網(wǎng))

驍龍800系列處理器,2013年1月在美國(guó)CES發(fā)布,采用最高主頻達(dá)到2.3GHz的四核Krait 400微架構(gòu)CPU與Adreno 330 GPU、Hexagon V5 DSP以及目前最快的4G LTE Cat4調(diào)制解調(diào)器;28nm HPm制程;支持UHD超高清視頻以及7.1聲道環(huán)繞聲,USB 3.0。驍龍800目前擁有MSM8974 (LTE)、MSM8274 (HSPA+)、MSM8674 (CDMA)、MSM8074 (No Modem)四種型號(hào)。


驍龍800 SoC架構(gòu)(圖片來(lái)自高通)

驍龍600與去年的APQ8064廣受歡迎的情況非常相似,被包括HTC One、美版三星S4、華碩PadFone Infinity、小米2Svivo Xplay等眾多明星機(jī)型采用。驍龍800目前被三星GALAXY S4 LTE-A版本、索尼Xperia Z Ultra XL39h索尼Xperia Z1 L39h、三星Note 3LG G2以及小米手機(jī)M3所采用。

Exynos Octa是首個(gè)基于ARM big。LITTLE架構(gòu)的八核心處理器,采用四核Cortex-A15代表“超高性能”的集群和四核Cortex-A7代表“功耗節(jié)省”的集群組合;綜合表現(xiàn)方面據(jù)官方稱將比上一代Exynos處理器性能提升70%,而功耗可以下降20%。三星該處理器當(dāng)中的Cortex-A15四核與Cortex-A7四核采用物理上分開(kāi)的方式;其中A7頻率為200--1200MHz,A15頻率為200--1800MHz。


Exynos 5410規(guī)格(圖片來(lái)自AnandTech)

目前采用該平臺(tái)的機(jī)型為三星GALAXY S4魅族MX3,采用升級(jí)版Exynos 5420的機(jī)型為三星GALAXY Note 3。

Tegra 4系列處理器,2013年1月在美國(guó)CES發(fā)布,采用四核Cortex-A15架構(gòu),并延續(xù)之前的“4+1”核結(jié)構(gòu)(額外的處理器同樣為A15內(nèi)核,只是主頻被鎖定在500-600MHz左右),72核心頻率672MHz的Geforce ULP GPU;除此之外該家族還有Cortex A9-R4架構(gòu)、主頻2.3GHz、搭配60核心GPU的Tegra 4i。


Tegra4 4+1核心結(jié)構(gòu)

Tegra 4目前用于中興U988S、小米M3等智能手機(jī),和NVIDIA出品的Project Shield游戲掌機(jī)。

英特爾Clover Trail+系列處理器,2013年美國(guó)CES發(fā)布,采用最高主頻達(dá)2GHz的雙核四線程CPU,運(yùn)行頻率533MHz的PowerVR SGX544MP2 GPU,支持2GB LPDDR2內(nèi)存。手機(jī)端主要型號(hào)為Atom Z2580;被聯(lián)想K900、中興Geek手機(jī)所采用。


英特爾Clover Trail+平臺(tái)(圖片來(lái)自Intel官網(wǎng))

測(cè)試平臺(tái)規(guī)格簡(jiǎn)介:

我們選擇了vivo Xplay(驍龍600)、索尼Xperia Z Ultra(驍龍800)、小米M3(Tegra4)、魅族MX3(Exynos 5410)、聯(lián)想K900(Atom Z2580)作為測(cè)試用平臺(tái),參數(shù)介紹見(jiàn)上表。

五大平臺(tái)綜合性能測(cè)試

由于智能機(jī)集成度太高,處理器之外的其他部分都可能影響到處理器最終性能表現(xiàn),而我們無(wú)法規(guī)避這些誤差,那樣就成了拿各平臺(tái)的開(kāi)發(fā)機(jī)測(cè)試而忽略了成品機(jī)型的真實(shí)體驗(yàn);因此開(kāi)始綜合性能測(cè)試之前有必要重申幾點(diǎn)關(guān)乎整個(gè)測(cè)試過(guò)程的測(cè)試條件限制。

1、關(guān)于優(yōu)化,由于各廠商對(duì)于處理器平臺(tái)的優(yōu)化功力不同,容易造成對(duì)該平臺(tái)本身的性能增強(qiáng)或減弱;雖然我們用相似屏幕分辨率(1080p,MX3略占優(yōu)),相似內(nèi)存容量挑選了除處理器外其他參數(shù)盡量相同的機(jī)型來(lái)規(guī)避誤差,但仍然有可能由于上述原因造成實(shí)際測(cè)試成績(jī)與各處理器平臺(tái)理論成績(jī)的差距。

2、關(guān)于降頻,大部分機(jī)型出于續(xù)航和熱量控制兩方面的考慮,不能夠持續(xù)高負(fù)載的運(yùn)行,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)降頻現(xiàn)象;由于不同廠商采取的溫控策略不同,我們無(wú)法統(tǒng)一,因此這也會(huì)對(duì)最終結(jié)果帶來(lái)誤差。

3、關(guān)于測(cè)試條件,所有機(jī)型測(cè)試過(guò)程統(tǒng)一在相同恒定室溫條件下進(jìn)行,每項(xiàng)測(cè)試每次完成之后自然冷卻至室溫,再重新進(jìn)行第二次或者其他項(xiàng)測(cè)試,以此來(lái)規(guī)避高溫降頻對(duì)于最終性能的影響。

4、關(guān)于電池策略,小米3這樣的機(jī)型當(dāng)中包含“均衡模式”“性能模式”這樣的電池策略,為了探究各平臺(tái)的最大性能,有該策略的機(jī)型開(kāi)啟“性能模式”,其他保持默認(rèn)模式。

5、關(guān)于型號(hào)區(qū)別,由于各個(gè)廠商的調(diào)校,不同平臺(tái)最終出貨可能并不處于它的最高主頻上;而且例如驍龍600、800這樣的處理器也都各自有8974、8974AB不同的型號(hào);這部分誤差同樣需要考慮。

6、關(guān)于續(xù)航發(fā)熱,由于不同機(jī)型的續(xù)航發(fā)熱不僅與處理器有關(guān),還與屏幕、射頻信號(hào)耗電、各機(jī)型散熱措施等有著非常大的關(guān)系,因此這里的測(cè)試不包含這兩方面內(nèi)容。

綜合性能測(cè)試從CPU、GPU兩部分來(lái)考慮處理器平臺(tái)的性能表現(xiàn),同時(shí)我們采用的AnTuTu Benchmark 4.0也是兼顧到了多任務(wù)和Android虛擬機(jī)性能兩方面。

該部分測(cè)試采用三次測(cè)試取最高分的方式。Tegra4,也就是性能模式的小米3在這里得到最高分,接下來(lái)是驍龍800、Exynos 5410以及驍龍600,Intel Atom Z2580雙核平臺(tái)分?jǐn)?shù)最低。


AnTuTu Benchmark 4.0總分

就我們所測(cè)試過(guò)的所有涉及到這幾個(gè)平臺(tái)的機(jī)型的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,Atom Z2580、驍龍600以及Exynos 5410基本符合正常表現(xiàn),Tegra4也比較符合小米3發(fā)布會(huì)的展示成績(jī)(與Shiled掌機(jī)4萬(wàn)分+的差距在于手機(jī)版Tegra4本身CPU和GPU頻率都有降低,而且沒(méi)有風(fēng)扇散熱,滿載過(guò)程會(huì)有降頻現(xiàn)象),至于驍龍800尚有潛力,比如驍龍800三星Note 3的測(cè)試成績(jī)就有35000+,而且內(nèi)存的分?jǐn)?shù)提升并未占主要部分。


AnTuTu Benchmark 4.0各項(xiàng)總分

分項(xiàng)目來(lái)看,Tegra4平臺(tái)的多任務(wù)性能表現(xiàn)搶眼,驍龍800 Android虛擬機(jī)部分表現(xiàn)出色;同時(shí)作為值得關(guān)注的圖形能力部分,3D測(cè)試當(dāng)中Tegra4的72核心GPU、Exynos5410的PowerVR SGX544 MP3 和驍龍800的Adreno 330的成績(jī)幾乎可以匹敵。

CPU性能單項(xiàng)測(cè)試部分

綜合測(cè)試過(guò)后,我們采用GeekBench以及幾種Javascript Benchmark測(cè)試CPU部分的性能;GeekBench 3.0采用對(duì)單核心和多核心分別的方式對(duì)CPU性能進(jìn)行測(cè)試,主要衡量CPU和內(nèi)存的運(yùn)算能力,得分分四個(gè)大項(xiàng)——整數(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算、內(nèi)存性能以及內(nèi)存帶寬性能。


Geekbench 3.0單核多核測(cè)試(得分越高越好)

我們依然采用了三次測(cè)試取最高分的方式;結(jié)果呈現(xiàn)出兩種狀況,Exynos 5410、Tegra4和驍龍800依然是不依不饒的在單核和多核測(cè)試當(dāng)中分?jǐn)?shù)都非常接近;而除此之外驍龍600基本保持在跟Atom Z2580一樣的水平。

Sunspider是針對(duì)的是瀏覽器測(cè)試項(xiàng)目,通過(guò)設(shè)備內(nèi)置瀏覽器對(duì)多種數(shù)據(jù)、包括圖形等顯示速度的快慢來(lái)考量該瀏覽器的優(yōu)劣,其中包括的測(cè)試項(xiàng)目非常繁瑣,通過(guò)對(duì)3d、access、bitops、math、string等等項(xiàng)目的測(cè)試得出一個(gè)總分,分值以毫秒(ms)記錄,最終數(shù)值越低,即時(shí)間越短,證明該瀏覽器性能越好。


Sunspider 1.0.1測(cè)試(得分越低越好)

作為可以從側(cè)面反映CPU性能的測(cè)試方法,sunspider并沒(méi)有拉開(kāi)太大的差距,這也與其本身負(fù)載較簡(jiǎn)單有關(guān);就個(gè)平臺(tái)700~1000ms左右的成績(jī)來(lái)看,在網(wǎng)頁(yè)性能方面都不存在任何短板。


Google Octane測(cè)試(得分越高越好)

作為Google V8之后發(fā)布的新的測(cè)試套件Octane,包含以各種JavaScript密集型使用場(chǎng)景作為模型,從2D/3D圖形渲染,到瀏覽器內(nèi)代碼編譯。該套件包含了V8基準(zhǔn)測(cè)試套件中的所有測(cè)試,并且添加了一套新的基準(zhǔn)測(cè)試程序,這些程序來(lái)自一些著名的web應(yīng)用程序和庫(kù)。

該測(cè)試再次證明了驍龍800與Tegra4在CPU方面的運(yùn)算能力,Tegra4尤為出色;其他三個(gè)平臺(tái)驍龍600稍弱,Atom Z2580與Exynos 5410也都不錯(cuò)。

GPU性能單項(xiàng)測(cè)試部分

隨著視頻與游戲的不斷普及,近年對(duì)于GPU的性能需求并不亞于單純的拼CPU核數(shù),因此GPU部分也是我們重點(diǎn)考察的內(nèi)容;從對(duì)GPU的基本性能測(cè)試當(dāng)中可以看出,不同平臺(tái)對(duì)于像素填充和三角形生成所給予的權(quán)重并非完全均衡,Exynos 5410的PowerVR SGX544 MP3就具備最高的像素填充效率,而三角形生成效率明顯不如驍龍800的Adreno 330以及Tegra4。


GPU像素填充率(得分越高越好)


GPU三角形生成率(得分越高越好)

接下來(lái)我們首先采用來(lái)自Futuremark的3DMark安卓版本,Android與iOS版3DMark通過(guò)IceStorm與IceStorm Extreme兩個(gè)負(fù)載場(chǎng)景對(duì)設(shè)備的圖形處理能力進(jìn)行測(cè)試,每個(gè)場(chǎng)景通過(guò)兩段動(dòng)畫(huà)檢驗(yàn)GPU的圖形處理能力,另有一段動(dòng)畫(huà)用以檢測(cè)CPU的物理渲染能力,總成績(jī)中GPU圖形測(cè)試所占比重更大。

綜合來(lái)看,無(wú)論“共同合作開(kāi)發(fā)”所占的比率多大,高通的Adreno 330/320都還是表現(xiàn)出色的,特別以Adreno 330最佳,普通場(chǎng)景領(lǐng)先Tegra4或者PowerVR SGX544 MP3、Adreno 320二分之一之多,極限場(chǎng)景成績(jī)更幾乎是其他平臺(tái)GPU性能的兩倍。


3DMark(得分越高越好)

如果拆分普通場(chǎng)景來(lái)看各項(xiàng)成績(jī),關(guān)乎CPU性能較多的物理測(cè)試當(dāng)中驍龍800并不占優(yōu),而雙四核Exynos 5410顯然更突出一些;如果到了關(guān)乎GPU性能較多的圖形測(cè)試1和2當(dāng)中,驍龍800 Adreno 330的性能優(yōu)勢(shì)就比較明顯了。極限場(chǎng)景當(dāng)中的成績(jī)分布與之相似,表現(xiàn)最好的仍然是驍龍800平臺(tái)與Tegra4平臺(tái)。


3DMark Icestorm(得分越高越好)


3DMark Icestorm Extreme(得分越高越好)

接下來(lái)是GFXBench 2.7.0,作為之前圖形測(cè)試軟件GLBenchmark 2.5.1的升級(jí)版本,其中包含了超過(guò)30個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目。主要包含高質(zhì)量的3D場(chǎng)景,畫(huà)面更加復(fù)雜。在負(fù)載最高的T-Rex HD場(chǎng)景當(dāng)中,驍龍800 Adreno 330以及Tegra4斬獲20fps以上的幀率,基本可以實(shí)現(xiàn)流暢運(yùn)行;而Exynos 5410的PowerVR SGX 544 MP3以及驍龍600的Adreno 320次之,15fps左右的幀率還無(wú)法流暢運(yùn)行;Atom Z2580的PowerVR SGX 544 MP2性能最弱。


GLBenchmark 2.7 T-Rex HD(得分越高越好)

作為2.5時(shí)代遺留下來(lái)的Egypt HD版本,五種平臺(tái)都可以無(wú)壓力運(yùn)行在30fps以上,驍龍800基本滿幀,Tegra4也非常不錯(cuò);Exynos 5410基本與驍龍600持平。


GLBenchmark 2.7 Egypt HD(得分越高越好)

Basemark ES 2.0 Taiji是一款圖形測(cè)試軟件,其中使用了一個(gè)經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的女孩打太極的畫(huà)面場(chǎng)景來(lái)測(cè)試設(shè)備的三維圖形性能,從中可以了解被測(cè)試設(shè)備在游戲和圖形的背景下執(zhí)行的速度有多快。該測(cè)試的結(jié)果仍然反映出與上面相似的結(jié)果,驍龍800與Tegra4接近滿幀;Exynos 5410與驍龍600次之。


Basemark ES 2.0 Taiji(得分越高越好)

Basemark X是唯一一款建立于真正的游戲引擎Unity4之上的專業(yè)評(píng)測(cè)軟件,具體來(lái)說(shuō),Basemark X是根據(jù)現(xiàn)在甚至將來(lái)的3D游戲使用情況來(lái)設(shè)計(jì)負(fù)荷的,可以在極高的狀態(tài)下測(cè)試設(shè)備,Basemark X主要測(cè)試的是游戲類的內(nèi)容,包括了粒子特效、高級(jí)的燈光效果以及后處理,主要可以針對(duì)硬件設(shè)備的GPU性能進(jìn)行測(cè)試。


Basemark X(得分越高越好)

游戲畫(huà)質(zhì)及流暢度體驗(yàn)測(cè)試

雖然前面用到了分門(mén)別類的Benchmark軟件,但是仍然會(huì)跟實(shí)際體驗(yàn)有所差距;而且不排除某些機(jī)型根據(jù)跑分優(yōu)化,因此Benchmark基準(zhǔn)測(cè)試過(guò)后,下半部分的性能測(cè)試將著重放在體驗(yàn)部分。首先我們采用公認(rèn)的對(duì)處理器平臺(tái)性能要求較高的大型游戲進(jìn)行實(shí)際體驗(yàn)測(cè)試,除了效果對(duì)比,我們也將在稍后借此探究不同平臺(tái)的工作方式。


史詩(shī)城堡跑分示例

首先我們采用《Epic Citadel》當(dāng)中自帶的Benchmark,該游戲采用unreal引擎實(shí)現(xiàn),不提供試玩只提供演示;內(nèi)置的Benchmark可以讓我們?cè)谧罱咏鎸?shí)游戲場(chǎng)景的條件下測(cè)試GPU的性能。最終數(shù)值同樣以幀率fps表現(xiàn),游戲分低畫(huà)質(zhì)、中畫(huà)質(zhì)、最高畫(huà)質(zhì)幾檔。


史詩(shī)城堡幀數(shù)測(cè)試(得分越高越好)

都是頂尖平臺(tái),自然不會(huì)在低畫(huà)質(zhì)和中畫(huà)質(zhì)檔位上面拉開(kāi)差距,五種平臺(tái)的兩個(gè)畫(huà)質(zhì)檔位通通接近60fps滿幀;最高畫(huà)質(zhì)雖然運(yùn)行起來(lái)也都沒(méi)有壓力,所有平臺(tái)在30fps以上,不過(guò)差距就顯而易見(jiàn)了——這次驍龍800與Exynos 5410領(lǐng)銜,而其他三平臺(tái)在相似的水平上。

接下來(lái)我們采用更加貼近實(shí)際使用的方式,采用《狂野飆車8》作為測(cè)試游戲。統(tǒng)一場(chǎng)景為競(jìng)速賽,地圖摩納哥,車型為布加迪威龍,所有加速裝置相同;結(jié)果計(jì)算一場(chǎng)競(jìng)速賽平均畫(huà)面幀數(shù)。(Intel平臺(tái)無(wú)可用的fps追蹤軟件,因此這里無(wú)成績(jī))


狂野飆車8幀數(shù)測(cè)試(得分越高越好)

非常低——中畫(huà)質(zhì)三個(gè)階段,驍龍800表現(xiàn)最佳,而到了高畫(huà)質(zhì)階段,Tegra4與Exynos 5410和驍龍600都算不錯(cuò);當(dāng)然這并不是說(shuō)驍龍800的性能突然減弱,而是雖然同為高畫(huà)質(zhì)水平,但不同GPU所適配的最終畫(huà)面仍有不同,我們可以通過(guò)下面的畫(huà)質(zhì)對(duì)比看出。


各平臺(tái)遠(yuǎn)景畫(huà)質(zhì)對(duì)比


各平臺(tái)細(xì)節(jié)畫(huà)質(zhì)對(duì)比

同為最高畫(huà)質(zhì)級(jí)別的《狂野飆車8》同一場(chǎng)景,以驍龍800、Tegra4、Exynos5410所呈現(xiàn)的畫(huà)面最佳,其中又以驍龍800的抗鋸齒能力最佳。而驍龍600和Atom Z2580平臺(tái)所呈現(xiàn)的畫(huà)質(zhì)顯然要第一個(gè)檔次,對(duì)于GPU性能的要求自然較弱。而且值得一提的是,雖然這里的性能橫評(píng)不涉及功耗和發(fā)熱表現(xiàn),不過(guò)長(zhǎng)期試玩的發(fā)熱情況來(lái)看,驍龍600的vivo Xpaly散熱最佳,這也與其畫(huà)面沒(méi)有頂尖的畫(huà)質(zhì)、而且機(jī)身背后良好的金屬導(dǎo)熱有關(guān);其他幾個(gè)平臺(tái)的散熱狀況均不理想。

驍龍平臺(tái)游戲CPU使用分析

對(duì)大型游戲在五種平臺(tái)上的畫(huà)質(zhì)以及流暢度表現(xiàn)有了初步了解之后,下面我們借此深入探究一下各種平臺(tái)CPU以及GPU的工作情況。

所采用的工具為系統(tǒng)監(jiān)控器Systom Monitor(下圖右下角,實(shí)時(shí)顯示各個(gè)核心的頻率及使用狀況百分比)、Trepn分析器(左上角及右上角,記錄一段時(shí)間內(nèi)的CPU頻率變化狀況)以及FPS Meter作為輔助(顯示游戲?qū)崟r(shí)幀率及平均幀率)。


檢測(cè)參數(shù)及說(shuō)明

首先為驍龍800平臺(tái),初始進(jìn)入游戲狀態(tài),驍龍800 CPU以2.2GHz的高頻率工作;由于頻率很高因此前段時(shí)間僅需兩個(gè)核心開(kāi)啟就可以滿足游戲計(jì)算需求。其他兩個(gè)核心維持關(guān)閉狀態(tài)。GPU則維持在450MHz的頻率保持不變,始終維持在高負(fù)載運(yùn)行。


驍龍800游戲初始狀態(tài)

游戲開(kāi)始階段,碰到一些復(fù)雜的光暈效果場(chǎng)景,也會(huì)有額外CPU核心加入輔助工作,工作頻率并不需要達(dá)到最高的2.2GHz,呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的趨勢(shì)。GPU的工作狀態(tài)與開(kāi)始時(shí)保持不變。


驍龍800游戲運(yùn)行中狀態(tài)

游戲運(yùn)行一段時(shí)間之后,CPU部分發(fā)熱導(dǎo)致手機(jī)的溫控策略實(shí)施降頻,開(kāi)始運(yùn)行在2.2GHz的CPU核心降到1.5GHz、1.2GHz等不同的工作節(jié)點(diǎn)。同時(shí)為了滿足游戲的持續(xù)需求,系統(tǒng)會(huì)開(kāi)啟額外更多的第三、第四CPU核心(下圖分別為開(kāi)啟三個(gè)核心和開(kāi)啟四個(gè)核心的狀況)。此時(shí)GPU工作狀態(tài)依然不變。


驍龍800游戲運(yùn)行中狀態(tài)

當(dāng)溫度持續(xù)升高,CPU頻率會(huì)降到更低的主頻,比如1GHz左右和800MHz左右,此時(shí)幾乎四個(gè)核心都需要參與到游戲當(dāng)中,來(lái)保證畫(huà)面效果和流暢體驗(yàn)不受影響。


驍龍800游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)


驍龍800游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)

最終GPU核心也開(kāi)始降頻,從450MHz降至320MHz,此時(shí)游戲尚未結(jié)束。盡管四顆800MHz的CPU核心全部參與到工作當(dāng)中,但還是可以感覺(jué)到跟游戲開(kāi)始時(shí)的流暢感覺(jué)存在差距,而且從實(shí)時(shí)幀數(shù)上面也可以檢測(cè)到這樣的變化。

驍龍600情況與之類似,以兩到三個(gè)核心以1.7GHz的高頻率啟動(dòng)游戲;進(jìn)行到一段時(shí)間,發(fā)熱導(dǎo)致降頻,而計(jì)算任務(wù)不變,于是需要更多核心參與工作——比如四個(gè)核心同時(shí)工作在1.1GHz水平。


驍龍600游戲初始狀態(tài)


驍龍600游戲運(yùn)行中狀態(tài)

隨著游戲進(jìn)行,發(fā)熱進(jìn)一步累積,導(dǎo)致CPU核心繼續(xù)降頻;如果四核心以800MHz左右的頻率工作無(wú)法勝任游戲需求時(shí),會(huì)偶爾出現(xiàn)卡頓的情況。整個(gè)過(guò)程GPU幾乎維持在400MHz的高頻狀況不變。


驍龍600游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)

5410/T4/Z2580游戲CPU使用分析

Exynos5410的情況比較特殊,因?yàn)槲覀兯扇〉膬煞N軟件都無(wú)法支持雙四核,猜測(cè)這里顯示的為四個(gè)(A15+A7)集群——也就是虛擬CPU的工作狀況,不過(guò)并不確定,因此Exynos5410這部分的結(jié)果僅供參考。


Exynos 5410游戲初始狀態(tài)

可以看到Exynos5410以四核600MHz左右的頻率啟動(dòng)游戲,按照同樣最高是四核A15的Tegra4的運(yùn)行情況來(lái)說(shuō),這樣的使用率與實(shí)際有所差距,僅供參考。而且整個(gè)過(guò)程Exynos5410也始終運(yùn)行在400~600MHz的低頻上面。我們猜測(cè)所采用的追蹤工具并未監(jiān)測(cè)到它的所有核心活動(dòng)。


Exynos 5410游戲運(yùn)行中狀態(tài)


Exynos 5410游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)

Tegra4方面,游戲以兩個(gè)核心1.4GHz的頻率啟動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)熱也導(dǎo)致了CPU核心降頻,降至與驍龍800類似的1.1GHz四核啟動(dòng)的方式。


Tegra 4游戲初始狀態(tài)


Tegra 4游戲運(yùn)行中狀態(tài)

隨著時(shí)間推移,降頻現(xiàn)象更加嚴(yán)重,最低可以到達(dá)510MHz,這時(shí)候畫(huà)面已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的幻燈片式的卡頓,無(wú)法正常進(jìn)行。測(cè)試過(guò)程所采用的小米手機(jī)3為工程機(jī),并不保證這里的散熱策略與發(fā)售的正式機(jī)型相同。


Tegra 4游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)


Tegra 4游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)

Intel Atom Z2580的情況也比較特殊,本來(lái)雙核2GHz的它被識(shí)別成了四線程,游戲以四線程全部活動(dòng)啟動(dòng)。整個(gè)游戲過(guò)程該雙核CPU并未出現(xiàn)明顯的降頻,基本都是在以高頻核心+低頻核心的工作方式來(lái)搭配。游戲長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行未出現(xiàn)明顯卡頓。


Atom Z2580游戲初始狀態(tài)


Atom Z2580游戲運(yùn)行中狀態(tài)


Atom Z2580游戲長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)

該部分測(cè)試可以看出,由于目前Cortex-A15和Krait的功耗依然很高,因此驍龍800、600以及Tegra4在運(yùn)行大型游戲過(guò)程當(dāng)中都出現(xiàn)了因?yàn)榘l(fā)熱而采取的降頻現(xiàn)象;工作方式大致為2~3個(gè)CPU核心高頻工作進(jìn)入游戲,隨時(shí)間推移CPU核心頻率下降,更多CPU核心加入工作;隨后CPU核心頻率繼續(xù)下降,各個(gè)平臺(tái)出現(xiàn)不同程度的卡頓。

也就是說(shuō)以目前無(wú)論是A15還是驍龍Krait核心的性能,滿足這種大型游戲需求僅需雙核高頻工作即可;但由于功耗和發(fā)熱無(wú)法有效控制,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)降頻。如果長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法散熱,將直接影響畫(huà)面流暢度。

驍龍600峰值/長(zhǎng)效性能工作方式

為了使上面的說(shuō)法更具有說(shuō)服力,我們記錄了5個(gè)平臺(tái)在運(yùn)行《狂野飆車8》時(shí)的CPU頻率變化曲線。記錄分為兩種方式——(類比跑分狀態(tài),短時(shí)間內(nèi)高性能表現(xiàn),計(jì)時(shí)100秒)和(類比日常使用狀態(tài),長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的均衡性能表現(xiàn),計(jì)時(shí)10分鐘)。

短時(shí)間內(nèi),驍龍600用到最多的為前兩核,而且核心2和3都有不同程度降頻現(xiàn)象,核心4則不常啟動(dòng)或運(yùn)行在較低的1GHz頻率。

長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),降頻現(xiàn)象更加明顯;核心1在以1.7GHz的高頻運(yùn)行6分鐘左右之后,降至1GHz或800MHz水平。核心2也偶有降頻,最終同樣降至800MHz,核心3、4偶爾運(yùn)行,基本閑置。

因此經(jīng)過(guò)10分鐘的長(zhǎng)時(shí)間使用,原本四核1.7GHz的驍龍600 CPU僅有1顆核心使用率較高,其他2、3核心僅平均為1.3GHz左右,核心4大部分時(shí)間并不工作,因此平均頻率只有0.6GHz左右。

驍龍800峰值/長(zhǎng)效性能工作方式

接下來(lái)是驍龍800平臺(tái),與上面驍龍600所不同的是,由于驍龍800 CPU核心的性能更強(qiáng),該游戲?qū)τ贑PU的挑戰(zhàn)進(jìn)一步降低,因此驍龍800的主要1、2核心從一開(kāi)始就沒(méi)有持續(xù)運(yùn)行在最高主頻上,而是在2.15GHz到1.2GHz之間浮動(dòng)。核心3、4更是啟動(dòng)次數(shù)和時(shí)間非常少,基本不需要他們加入工作。

長(zhǎng)效工作方面,核心1、2仍然為主力核心,不過(guò)大約5分鐘過(guò)后也不得不從2.2GHz左右的高頻降至1.2GHz左右的頻率;核心3在后期比較密集的啟動(dòng)來(lái)支持整體工作,核心4幾乎不參與工作。

從平均值來(lái)看,10分鐘內(nèi)驍龍800的兩顆主力CPU核心的頻率平均在1.3GHz左右,核心3僅需要0.5GHz左右的頻率參與輔助即可,核心4幾乎用不到。

Exynos 5410峰值/長(zhǎng)效性能工作方式

與上面提到的原因相同,由于追蹤軟件無(wú)法追蹤8核心變化,這里的Exynos 5410頻率變化曲線仍然只是僅作參考。這里的CPU頻率變化并無(wú)規(guī)律可循,短時(shí)間內(nèi)基本維持四核心400-600MHz左右的工作頻率,偶爾有達(dá)到A15最高1.6GHz頻率的狀況。

長(zhǎng)效工作狀況與之相似,“四核心”的平均運(yùn)行頻率10分鐘內(nèi)一直在400MHz~600MHz之間徘徊。偶爾有1GHz或者1.6GHz的突發(fā)頻率提升。

Tegra 4峰值/長(zhǎng)效性能工作方式

相比無(wú)法完全偵測(cè)的Exynos 5410,Tegra4顯然更具備代表四核Cortex-A15的資格;顯然除了核心1能夠比較持續(xù)的維持在1.6GHz的高頻之外,其他核心的頻率走向非常不穩(wěn)定,根據(jù)工作負(fù)載調(diào)度的幅度很大。

長(zhǎng)效工作方面,四個(gè)A15的工作方式就比較相似、而且有規(guī)律可尋了;開(kāi)始階段由于發(fā)熱不嚴(yán)重,2~3個(gè)核心輪流運(yùn)行在高頻,其他核心運(yùn)行在低頻或離線;它們之間的隨機(jī)切換造成了開(kāi)始階段各個(gè)核心頻率變化都非常頻繁的狀況。自此之后各個(gè)CPU核心都開(kāi)始降頻,穩(wěn)定在800MHz~1GHz左右的水平,偶爾出現(xiàn)一段時(shí)間的階梯下降,但總趨勢(shì)不變。

A15的性能還是可見(jiàn)一斑的,10分鐘內(nèi)四個(gè)核心的使用狀況都不是很多;最主要的核心1、2頻率也僅有0.7GHz左右的水平,這樣就可以滿足大型游戲的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

Atom Z2580峰值/長(zhǎng)效性能工作方式

英特爾Atom Z2580的工作方式應(yīng)該算是最簡(jiǎn)單的,整體雙核四線程100秒內(nèi)都維持在1.5GHz左右的頻率運(yùn)行,伴隨秘籍的800MHz~1.5GHz的頻率變化,雙核一直同時(shí)開(kāi)啟。

長(zhǎng)效工作方式依然如此;Atom Z2580并沒(méi)有驍龍800或者Tegra 4那樣的隨著時(shí)間進(jìn)行、而出現(xiàn)階梯狀降頻的現(xiàn)象,而是整個(gè)過(guò)程兩個(gè)核心的頻率都在800MHz~1.5GHz之間頻繁變化,偶爾用到最高的2GHz主頻。

五平臺(tái)視頻解碼CPU使用分析

除此之外,我們也順便測(cè)試了高清視頻解碼對(duì)于CPU和GPU的資源需求。所采用的資源位1080p High Profile MKV格式。

驍龍600


五平臺(tái)視頻解碼CPU使用分析

驍龍800


五平臺(tái)視頻解碼CPU使用分析

Exynos 5410


五平臺(tái)視頻解碼CPU使用分析

Tegra4


五平臺(tái)視頻解碼CPU使用分析

Atom Z2580


五平臺(tái)視頻解碼CPU使用分析

可以看到這種工作已經(jīng)不需要太多CPU的介入了,除非是需要軟解碼;整個(gè)過(guò)程所有平臺(tái)的CPU核心都是單核心高頻運(yùn)行、或者多核心低頻運(yùn)行的方式,高清視頻解碼對(duì)于所測(cè)試平臺(tái)的CPU性能消耗微乎其微。

性能橫評(píng)總結(jié)與展望

四核Cortex-A15、big。LITTLE架構(gòu)、Krait升級(jí)以及Intel Clover Trail+平臺(tái)在2013年初CES的首發(fā)終于全部開(kāi)花結(jié)果,旗艦機(jī)處理器性能的提升又為我們重體驗(yàn)的2013年帶來(lái)了一次體驗(yàn)上質(zhì)的飛躍。在階段性總結(jié)了年內(nèi)四個(gè)品牌、五個(gè)平臺(tái)的處理器性能之后可以大致得出這樣的結(jié)論;

驍龍800與Tegra4幾乎同時(shí)處于目前智能機(jī)處理器性能的頂峰,Tegra4具備較強(qiáng)的理論性能優(yōu)勢(shì),而驍龍800則適配性更佳、具備更好的實(shí)際體驗(yàn)優(yōu)勢(shì);

此外驍龍600性能幾乎與Exynos 5410等同,前者在GPU性能上占優(yōu),而后者憑借big。LITTLE當(dāng)中的四核A15架構(gòu)從而使得CPU性能上占優(yōu);

Intel Atom Z2580雙核平臺(tái)已經(jīng)沒(méi)有太多性能優(yōu)勢(shì),但總體相距其他四種平臺(tái)差距并不多。

作為本次測(cè)試的衍生結(jié)論,雖然考慮到機(jī)型差別太大我們沒(méi)有加入功耗與發(fā)熱部分的測(cè)試,但是從實(shí)際測(cè)試過(guò)程還是能夠感受到幾個(gè)新架構(gòu)帶來(lái)高性能的同時(shí),發(fā)熱情況也不容樂(lè)觀;而且隨著發(fā)熱的增加,一般系統(tǒng)都會(huì)啟動(dòng)溫控降頻策略,從而造成該平臺(tái)長(zhǎng)效性能的損失。簡(jiǎn)而言之,你雖然可能拿某個(gè)平臺(tái)跑出了高分,但是運(yùn)行一段時(shí)間游戲或許就會(huì)出現(xiàn)比其他平臺(tái)更卡的狀況。

既然ARM為了功耗控制推出了big。LITTLE架構(gòu),但這也并不是理想中從A9升級(jí)至A15的解決方式,相比與此,未來(lái)中端平臺(tái)的Cortex-A12架構(gòu)還是值得期待的。


Cortex-A12架構(gòu)圖(圖片引自slashgear)

據(jù)稱在相同功耗下,Cortex-A12的性能上比Cortex-A9提升了40%,同時(shí)尺寸上也同樣減小了30%。Cortex-A12也同樣能夠支持big。LITTLE技術(shù),可以搭配Cortex-A7處理器進(jìn)一步提升處理器的效能。


CPU遷移模式工作原理(圖片來(lái)自MTK)


HMU異構(gòu)多任務(wù)模式工作原理(圖片來(lái)自MTK)


MTK采用的方式與三星采用的方式性能效果對(duì)比(圖片來(lái)自MTK)

就big.LITTLE架構(gòu)本身來(lái)說(shuō),目前的“CPU遷移”無(wú)法全部開(kāi)啟8核心的方式將有望被“異構(gòu)多處理HMP”這一同時(shí)開(kāi)啟8核心的方式所代替,用于Exynos 5420;因此它也仍然是最值得期待的高性能產(chǎn)品。當(dāng)然聯(lián)發(fā)科傳言當(dāng)中能夠飆到3萬(wàn)分的8核心A7架構(gòu)處理器也有望在第四季度發(fā)布。

  • 四足鼎立 2013旗艦手機(jī)處理器性能橫評(píng)
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