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:
| Kirin 980 | Exynos 9820 | |
| Техпроцесс | TSMC 7-нм | Samsung 8-нм LPP |
| ЦПУ |
2 × Cortex-A76 (2.60 ГГц) 2 × Cortex-A76 (1.92 ГГц) 4 × Cortex-A55 (1.80 ГГц) |
2 × M4 2 × Cortex-A75 4 × Cortex-A55 |
| ГПУ | Mali-G76 MP10 (720 МГц) | Mali G76 MP12 |
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.
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%.