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當28nm遇上Cortex-A72 驍龍652/650功耗表現(xiàn)是否過關(guān)

2016-07-14

  在過去Cortex-A57核心當?shù)赖哪甏謾C散熱無法滿足SoC要求,導致CPU降頻,從而影響用戶體驗令人煩惱。所以當高通表示驍龍652/650采用28HPm工藝時,不少人擔憂28nm工藝與最新的Cortex-A72架構(gòu)結(jié)合起來表現(xiàn)如何。畢竟20nm都招架不住Cortex-A57,28nm遇上Cortex-A72會怎么樣?可在驍龍652遇上16nm工藝、Cortex-72核心的處理器時,驍龍652上演了一場意想不到的逆襲。

  Cortex-A72:頻率1.8GHz

  Cortex-A72是目前應(yīng)用到手機SoC中性能最高的ARM Cortex A核心,也是三星、MTK、華為旗艦SoC所選用的核心,因此即使驍龍652/650的Cortex-A72最高頻率為1.8GHz,性能仍有所保證。大家對于驍龍652/650采用28nm工藝而略表擔憂,其它品牌即使不是采用最新14/16nm FinFET工藝,再不濟也是20nm SoC工藝。驍龍652/650功耗問題是否能表現(xiàn)過關(guān)?

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  根據(jù)ARM官方信息,放心在Cortex-A72上使用28nm工藝吧。下圖來自ARM官方信息圖片, ARM在設(shè)計之初已把28nm工藝作為Cortex-A72標準工藝,在28nm工藝下其最高運行頻率可達到2.0 GHz,此時比同樣采用28nm工藝的Cortex-A15(@1.6GHz)功耗還要低50%,也比20nm工藝的Cortex-A57(@2.0 GHz)也要低20%左右。在驍龍652/650上高通選擇了1.8GHz最高頻率,從而令核心功耗更加可控。

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  此外驍龍652/650搭載4個Cortex-A53負責低負載任務(wù),并集成Hexagon DSP低功率島設(shè)計,專門負責語音、圖像等任務(wù)。三者相輔相成保證整個SoC能以最高效率執(zhí)行任務(wù),從而減少功耗。

  實測如何?

  從理論上說,大家大可不必為驍龍652/650的功耗擔憂,實際表現(xiàn)如何呢?下面我們使用vivo Xplay5與華為榮耀V8進行對比,前者采用驍龍652處理器,擁有4個Cortex-A72核心與4個Cortex-A53,后者采用麒麟955處理器,由16FinFET工藝制成,核心配置與驍龍652一樣,但其Cortex-A72核心最高頻率為2.5GHz。

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  首先是連續(xù)運行10輪3DMark Ice Storm Extreme ES3.1測試,此測試主要依賴CPU、GPU與內(nèi)存性能,模擬運行大型3D游戲時智能手機的負載。在測試進行時,記錄下手機背面最高溫度與得分,環(huán)境溫度為26℃,測試開始時手機背面最高溫度約為31℃。

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  在第一輪測試開始時,Xplay5與榮耀V8表現(xiàn)非常相似,前者得分為891、后者875,機背溫度一致;隨著測試深入,兩款手機表現(xiàn)大相徑庭,Xplay5得分一直維持在890分左右,溫度緩慢提高,最高溫度在37.0℃止步。榮耀V8得分整體呈走低趨勢同時出現(xiàn)反復現(xiàn)象,在第4、5、10輪測試得分僅有590分左右,成績下跌超過3成,機身背面最高溫度為37.4℃。

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 ?。ǖ?輪3DMark測試,左Xpaly5,右榮耀V8)

  不得不說,二者表現(xiàn)完全出乎意料之外,麒麟高制程16nm處理器在長時間高負載測試中卻難敵28nm處理器,為何會出現(xiàn)這種狀況呢?上圖是3DMark監(jiān)視器數(shù)據(jù)截圖,提供了CPU在整個測試過程中的頻率變化情況,從圖中可見Xplay5 CPU最高頻率依然維持在1.8GHz,而榮耀V8 CPU的主頻卻因為負載過高而降低到接近1.6GHz水平,遠低于2.5GHz,難免得分降低。

  當28nm遇上Cortex-A72 驍龍652/650功耗表現(xiàn)是否過關(guān)? 當28nm遇上Cortex-A72 驍龍652/650功耗表現(xiàn)是否過關(guān)?

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  (第10輪3DMark測試,左Xpaly5,右榮耀V8)

  到了第10輪測試中,Xplay5 CPU頻率曲線與第7輪相似,榮耀V8 CPU最高頻率保持不變,但測試全程中CPU平均頻率比第7輪要低,因此得分進一步下降。再考慮到榮耀V8的溫度變化情況,可以得出一個結(jié)論,采用16nm FinFET麒麟955功耗實測情況不佳,在長期高負載運行下,榮耀V8為了保證處理器溫度控制在一定水平,會降低CPU頻率,犧牲性能而換取發(fā)熱控制。

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  驍龍652連續(xù)運行3DMark性能不減可謂表現(xiàn)出色。不過現(xiàn)實的使用場景更為復雜,許多用戶為保證長時間游戲,一邊充電一邊使用手機。在這種情況下,驍龍652 表現(xiàn)又會如何,在上述測試完成后將Xplay5與榮耀V8接入Anker 6口60W充電器,再運行3輪3DMark測試:

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  充電時一部分電量會轉(zhuǎn)化為熱量,在快速充電時同一時間下涌進手機的電量更多,造成手機發(fā)熱情況更明顯。從數(shù)值上看,此輪測試中Xplay5與榮耀V8背面最高溫度維持在37℃左右,可用手觸摸會感到榮耀V8是整個機身在發(fā)熱,Xplay5高溫區(qū)集中在機身上部。高溫區(qū)域擴大最直接反應(yīng)是兩款手機成績均有下降,Xplay5降低了約8%(跟最初得分比較),榮耀V8則更是暴跌了38%。在這種極端情況下,驍龍652的表現(xiàn)依然遠遠優(yōu)勝于麒麟955。

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  也許有人認為3DMark測試屬于理論測試,并不能反應(yīng)驍龍652和麒麟955在連續(xù)運行高負載任務(wù),如3D大型游戲和駕車導航下的真實表現(xiàn)?,F(xiàn)在我們將測試進行下去,讓驍龍652和麒麟955在《真實賽車3》的賽道上“跑”一圈。

  上面是一段Xplay5、榮耀V8在進行3DMark + 快充后運行《真實賽車3》的視頻實拍,其中從3DMark切換到比賽開始前的片段進行快鏡頭處理。經(jīng)受了3DMark + 快充折磨下,Xplay5表現(xiàn)如常,游戲畫面非常流暢。而榮耀V8畫面不時出現(xiàn)卡頓和掉幀狀況,影響了玩家判斷及操作,比較突出是在1分23秒前后——當屏幕下方彈出新提示,畫面突然停頓了,這是CPU降頻后性能不足所造成的。在《真實賽車3》的賽道上的表現(xiàn),再次印證了前文的結(jié)論。

  結(jié)語:審慎的成功

  先進的工藝卻帶來了落后的結(jié)果,可以說明制程和工藝是部分原因,但廠商的優(yōu)化及技術(shù)的積累更為重要。在長時間高負載測試環(huán)境下,28HPm工藝的驍龍652性能遠超16nm FinFET的麒麟955,即使在3DMark + 快充的極端使用情況下,前者僅損失8%性能,而后者卻損失高達38%。有了優(yōu)秀的設(shè)計以及選擇恰當頻率,Cortex-A72核心在28nm依然能在長時間高負載的環(huán)境中擁有出色的表現(xiàn),這是高通實力的證明,同時也是嚴謹態(tài)度的成功。


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