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高通骁龙865性能测试:为2020年Android旗舰手机搭建舞台

本月初,高通公司在年度Snapdragon峰会上正式发布了两种新的骁龙芯片,分别是骁龙865和骁龙765。骁龙865和骁龙765在性能和功能方面带来许多新的升级。当然,作为高通年度旗舰芯片,预计2020年绝大多数旗舰手机上都将会采用骁龙865处理器。

高通骁龙865性能测试

解读骁龙865的技术升级

作为骁龙855的继承者,骁龙865代表了高通公司最新旗舰级的芯片组,提供了最新的IP和技术。

在CPU方面,高通公司集成了Arm最新的Cortex-A77 CPU内核,取代了去年基于A76的IP。由于今年高通决定不对IP进行任何微体系结构更改,因此与基于Kryo 485/A76的半定制CPU相比,在设计上有一些不同之处,而骁龙865中的新A77代表了Arm提供的默认IP配置。

骁龙865时钟频率和核心缓存配置没有改变——仍然有一个“主”A77 CPU内核,主频为2.84GHz,拥有512KB的缓存;同时,拥有三个2.42GHz 的内核, 缓存为256KB。除此之外,剩余的四个小内核仍然采用A55,拥有 1.8GHz时钟频率。最后,高通公司还将L3缓存从2MB增到4MB。总的来说,高通公司宣称CPU方面具备25%的性能提升,但从参数来看也仅仅来自于新A77内核的IPC增加。

GPU方面,高通骁龙865采用了更新设计的Adreno 650,将ALU和像素渲染单元增加了50%。高通表示其性能将至少提升25%,并能够以更低的频率运行最新内容。此外,高通还公布了芯片上所有计算块的15个最高吞吐量,预计新的Tensor核心大约占这个数字的10个最高吞吐量。

总体来看,高通骁龙865是一款非常不错的芯片,带来了许多新的改进,特别是5G连接和新的摄像头功能方面,将成为芯片的核心关键所在。接下来,我们看一下高通骁龙865的第一个测试结果和分析。

采用LPDDR5内存控制器来降低内存延迟

高通新发布的骁龙芯片最大的变化之一是集成了一个新的混合LPDDR5和LPDDR4X内存控制器。在我们测试过的QRD865设备上,配备了新的LP5标准。虽然高通公司淡化了LP5本身的重要性,但新标准确实带来了更高的内存速度,提供了更好的带宽。

之前,高通公司声称他们更专注于改进其内存控制器,因此在新的芯片上我们终于看到高通解决了过去两代芯片所表现出的一些弱点:内存延迟。

虽然新一代的芯片在能效上会有更好的表现,但实际效果来看并不是特别突出。

此前,我们曾批评高通公司的骁龙845和骁龙855的内存延迟相当糟糕——自从高通公司将其系统级缓存体系结构引入设计以来,内存子系统的这一方面已经出现了一些相当平庸的特点。关于到底对性能有多大影响,有很多争论,高通公司自然会淡化这些差异。Arm通常会注意到,DRAM的每5ns延迟有1%的性能差异,如果差异很大,则可以总结为明显的差异。

通过上图对两个延迟图表的对比不难发现,首先弹出的是新的芯片的双倍L3缓存。需要注意的是,上图可以看到仍然有某种逻辑分区在进行,由此推测512KB的缓存可能专用于小核心,因为随机访问延迟开始上升,骁龙855为1.5MB,骁龙865为3.5MB。

在更深层的记忆区域,我们看到了一些非常大的延迟变化。高通公司已经能够在完全随机访问测试中减少约35纳秒,我们预计芯片的结构延迟目前已经下降到约109纳秒,比前一代芯片提高了20纳秒。虽然,这是一个非常好的改进,但它仍略落后于海思、苹果和三星的设计。因此,尽管高通在其存储子系统方面仍然排在最后一名,但它们之间的差距已经大大缩小。

此外,在DRAM领域的测试结果中,非常有趣的是TLB+CLR测试行为,这个测试总是在一个页面中的同一个缓存线跨不同的缓存线,强制替换缓存线。奇怪的是,骁龙865在这里的行为与骁龙855非常不同。结果显示,在4MB~32MB之间有一个单独的“步骤”。这个结果更像是测试的一个伪制品,只是每页只命中一个缓存线,而不是芯片实际上有某种32MB的隐藏缓存。

通过测试,我们认为高通公司在内存控制器级别对缓存线替换策略进行了某种优化,而测试命中的DRAM实际上位于SLC缓存上。这是一个非常有趣的结果,到目前为止这是第一个也是唯一一个表现出这种行为的芯片组。如果确实是SLC,则延迟将下降到大约25-35ns,不一致的延迟可能是专用于四个内存控制器的四个缓存片的结果。

总结:高通公司今年似乎对内存子系统做了相当大的改变,我们期待看到更多的对性能所带来的影响。

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