HTC 与 Samsung 3月1日在MWC 2015展前一天将举办新机发表会记者会, 预计将揭晓众所瞩目的HTC M9、M9 Plus、Samsung Galaxy S6 、S6 Edge. 这四款新机的规格与渲览照传闻在展前就已满天飞, 不再赘述. 由于处理器(Processor)一直是旗舰型手机性能表现关键要素之一, 本文将针对这次MWC 2015 三大热门手机处理器高通S810(MSM8994)、Samsung Exynos 7420 及联发科MT6795处理器, 做一探讨.
虽然三大热门处理器除Qualcomm S810(MSM8994)的规格完整外, 其余两颗处理器的规格都不完整, 只能透过手机跑分软件、业者新闻稿、前一代处理器来了解其性能. 由于一直有行动装置处理器厂商针对特定跑分软件优化(作弊)传闻, 本文乃以处理核心架构、制程工艺、GPU 三个重要影响应用处理器效能的要素及Modem支援规格来评估这三颗处理器的效能(处理器效能影响要素详见这里):
PS: Exynos 7420 及MT6795 规格仅供参考, 实际规格以原厂公告为准.
1. 高通S810(MSM8994)、Samsung Exynos 7420 及联发科MT6795 跑分软件的分数:
根据网络Antutu Test资料, 高通S810(MSM8994)略胜过Samsung Exynos 7420 ; 若根据RTN.asia 的报导,依据机器效能测试软件Geekbench 3 的评分结果,Exynos 7420 在多核心类别的得分达5,478 分, 胜过联发科 “MT6795” 得分4,536分及高通Snapdragon810处理器得分4398分。
由于坊间跑分软件都是以取得的最新机种测试出来, 各家跑分软件的测试重点不同,评分结果会因测试装置使用的屏幕分辨率、RAM、内存种类..常常会出现变化,加上处理器厂商常有作弊作为, 跑分数据并非绝对, 只能供参考而已。
2. 高通S810、Samsung Exynos 7420 及联发科MT6795 影响效能关键因素PK:
A. 处理核心架构:
三颗处理器都是使用ARM big.LITTLE 技术架构而来的八核心处理器. 关于 big.LITTLE 架构,如同以下的短片, Cortex-A53(或A7 )就像是影片中的瘦子,而 Cortex-A57(或A15) 就像是影片的胖子一样, big.LITTLE 就是让系统在低负载时将系统交由瘦子负责,等到高运算需求,再转到具备高效能的胖子来负责,两者由于架构具备相容性,系统不会因为负责的核心改变而产生改变,使用者也不会感受到转移的影响, 以达到省电及降低功耗的解决方案。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=DZbKrGYGnT0]
高通S810确定是基于32/64bit ARMv8-A ISP下, 采用2.0GHz ARM C-A57x 4 + 1.5GHz ARM C-A53x 4 八核心64 bit CPU, Samsung Exynos 7420若没意外也是采用 ARM C-A57x4+ ARM C-A53x4的big.LITTLE 技术. 联发科 MT6795 传出八核心规格是2.2Ghz*4+1.7Ghz*4, CPU的时脉较高, 推测可能是 采用 ARM C-A15x4+ ARM C-A7x4的big.LITTLE 技术(也有说法是同样采用 ARM C-A57x4+ ARM C-A53x4或ARM C-A53x8).
根据ARM 的资料,在相同28nm的制程,Cortex-A53/ Cortex A57性能将胜过 Coretex A7 /A9近 50%,若是推进到20nm、16nm FinFET,将有望超过 50%及近 100%. 由于高通S810与 Samsung Exynos 7420各是采用20nm Soc与14nmFinFET制程, 比联发科MT6795采用28nm HPm制程更先进, 所以就CPU的性能来看, 理论上是Samsung Exynos 7420性能>高通S810>联发科MT6795.
另一方面, 根据ARM资料, 以GeekBench 3 的性能测试对比结果,运作在 32bit 模式下,同时脉的 Cortex A57 将胜过 Cortex A15 性能达 15~30%。但根据RTN.asia 的报导Geekbench 3 的评分结果, 联发科 MT6795 得分4,536分是胜过高通Snapdragon810处理器得分4398分。 由于联发科MT6795的时脉最高是2.2Ghz, 高通S810 最高只有2.0 Ghz, Cortex A57的效能 不一定会胜过采用不同时脉的 Cortex A15. 换言之, 虽然三颗顶尖处理器都是采用big.LITTLE 技术下八核心CPU, 因彼此采用的制程与时脉都不相同, 性能孰高孰低很难断定. 就版主观点, 应该是伯仲之间.
值得一提的是, S810 是高通旗下第一款采用 big.LITTLE 双四核心设计(ARM Cortex-A57 和 Cortex-A53 架构)的 64 位元处理器,也是 800 系列处理器中首款抛弃自有 Krait 设计的产品. big.LITTLE技术虽然有助于解决功耗问题的优点, 但大小核设计对于任务调度和电源管理有着比较特殊的要求, 稍有不慎反而会适得其反. 也是采用big.LITTLE 双四核心设计技术处理器 (Exynos 5422)的Galaxy S5上市之初出了不少状况, 高通首款 big.LITTLE 双四核心S810是否也会出状况, 让人必须提心吊胆. 相较三星 Exynos 5433 采用了 ARM 和 Linaro 开发的全局任务调度 (Global Task Scheduling)机制,S810 则是高通自主研发, 虽先前传闻有过热问题, 不过根据AnandTech 测试后发现, S810 CPU 成绩依旧可以称之为优秀,虽然还有进一步提升优化的空间,但并未出现传言中的过热现象。
B. 制程工艺:
高通S810 采用20nm SoC制程, Samsung Exynos 7420采用14nmFinFET制程, 联发科MT6795则采用28nm HPm制程.
根据Samsung IT媒体的说法, Samsung 14nmFinFET制程在Low Vdd与Less Delay上的表现会优于台积电(TSMC) 20nm.
由于平面技术在达到20nm后几乎已达到极限, 采用FinFET技术将可以在高通安谋国际(ARM)核心的芯片尺寸、静态随机存取内存(SRAM)的晶粒大小(Cell Size)、设计规则、单元数据库内轨道的数量、速度及电力消耗的技术上有较大的突破。不过FinFET技术与过去2D平面技术的经验不同, FinFET无论在制程、设计、IP与电子设计自动化(EDA)工具各方面都必须经过众多挑战, Samsung 14nm FinFET制程的商业化价值是否可以赢过台积电的20nm Soc制程目前很难预料. Samsung 14nm与台积电的16nm的FinFET制程真正的胜负, 应该在Apple新一代处理器代工争夺战中才能见真章.
C. GPU :
高通S810 采用Adreno 430@ 600Mhz, Samsung Exynos 7420采用Mali T760 , 联发科MT6795则采用PowerVR G6200@ 700Mhz, 各是Mobile GPU三大阵营的主力产品. 根据3DMark的跑分资料, Adreno 430 > Mali T760 = PowerVR G6200.
根据目前资料, Samsung Exynos 7420应该是采用Mali T760 MP8 比 Exynos 5433的Mali T760 MP6等级高, 而且ARM 还有已发表Mali-T8XX系列. Exynos 7420 在GPU表现不一定会输给S810的Adreno 430.
D. Modem支援规格 :
就处理核心架构、制程工艺、GPU 三个角度来看高通S810、Samsung Exynos 7420 及联发科MT6795, 三者处理器的效能虽然有差异, 但整体来看, 差距有限. 手机真正的效能, 最终还是要看手机厂商与处理器之间优化功力而定.
不过, 高通S810处理器最大的优势乃是本身拥有众多3G/4G专利, 在Modem可以支援规格上, 明显领先其他两家处理器. 高通S810是采内建基频(Baseband)的, 可以整合十种通讯规格(LTE FDD, LTE TDD, WCDMA (DC-HSPA+, DC-HSUPA), CDMA1x, EV-DO, TD-SCDMA and GSM/EDGE), 不但通杀全球所有通讯规格, 更支援下行速度高达 450Mbps 的 Cat 9(采用 3 组 20MHz LTE 载波聚合), 也支援支持双SIM,LTE广播和VoLTE。 高通在通讯协定的专利与整合全球规格的实力遥遥领先三星与联发科, 对于以全球市场(特别是导入先进LTE国家)为目标的国际手机厂商而言, 选择高通处理器材仍是首选.
不过, 由于Cat 9、CA、 VoLTE 目前普及程度仍低, 高通S810虽然在可以支援Modem规格技术领先, 但对多数用户而言, 实质价值有限.
3. 高通S810、Samsung Exynos 7420 及联发科MT6795鹿死谁手?
由于行动装置硬件发展濒临发展极限, 处理器本身的性能已经远高过行动装置硬件所需. 由高通最新公布的新处理器Line-up, 就是以可支援的基频规格来区别, 可以看出行动装置处理器的发展将不再独大诉求效能表现.
由于中国目前仍是全球最大的智能手机市场, 日前中国工业和信息化部正式提颁发FDD-LTE执照给中国联通与中国电信, 中国4G发展可望有一波大多头需求, 在中国市场都将面临联发科、华为及紫光集团“国货当自强”的强力挑战, 预计行动装置处理器的竞争将会更激烈, 更血腥.
根据市场研究机构 Canaccord 的资料显示,2014 年第四季市占20%的苹果 iPhone 在全球手机市场利润占比高达93%, Android手机厂商除三星外, 其他厂商的手机业务利润大都微薄或是亏损. 占手机成本大宗的处理器, 将是Android手机厂商力求Cost Down的重点项目. 由HTC一口气推出采用S810的M9及采用MT6795的M9 Plus来看, 处理器厂商谁能协助手机厂商创造利润, 才会是最后的赢家.