骁龙 865 性能预览:2020 年安卓旗舰重振王者之风?

2019 年是智能手机发展历程中的一个重要节点,因为这一年美国、韩国、欧洲及中国都宣布商用 5G 了,这个时间点比之前预期的 2020 年全球商用 5G 要早,这也在某种程度上改变了全球 5G 的格局,也会影响 5G 芯片厂商。

12 月 3 日,高通举办了 2019 年度的骁龙技术峰会,正式推出了新一代旗舰级移动平台——骁龙 865,它有两个重点,一个是提供全球性的 5G 支持,一个是进一步提升性能、能效,为 2020 年的安卓旗舰机打下基础,毕竟三星、小米、OPPO、Vivo、魅族等公司都要用骁龙 865 打造 2020 年的新机皇。

对于骁龙 865 的性能,目前还没有手机可供测试,不过高通提供了骁龙 865 QRD 开发机,Anandtech 网站每年都会基于 QRD 开发机原型对新一代骁龙做性能预览测试,这次也不例外,他们前不久也发了骁龙 865 的性能测试结果,可以说是业界最详细、最权威的测试结果,没有之一。

这里我们就来简单看下他们的测试结果,首先来看下骁龙 865 的规格简介:

骁龙 865 规格简介

骁龙 865 的规格现在大家不算陌生了,这是骁龙 855 的继任者,很多设计其实是在骁龙 855 上的升级改良,CPU 从之前的基于 Cortex-A76 架构升级变成了基于 ARM Cortex-A77 的 Kryo 585 CPU,采用了公版 A77 核心,不过其中部分技术还是高通的定制的 IP。

频率及缓存方面跟骁龙 855 没什么变化,A77 超级内核的频率为 2.84GHz,搭配 512KB L2 缓存,3 个 A77 性能内核的频率是 2.42GHz,搭配 256KB L2 缓存,还有 4 个低功耗的 A55 效率内核,搭配 128KB L2 缓存。

L3 缓存方面,骁龙 865 容量提升到了 4MB,比骁龙 855 翻倍,不过频率没有公布。

根据高通的说法,骁龙 865 的 CPU 性能提升了 25%,能耗降低了 25%。

GPU 方面,骁龙 865 升级到了 Adreno 650,ALU 及像素渲染性能提升了 50%,最终性能提升是 25%,功耗降低了 35%。

新处理器中性能提升最大的是 DSP 单元—— Hexagon 698 处理器中引入了全新的张量加速器(Tensor Accelerator),其整体性能提升了 4 倍,高通表示 SoC 所有单元总共提供了 15TFLOPS 的 AI 加速性能,Anandtech 预计新的张量加速器性能就占了 10TFLOPS。

总的来说,骁龙 865 是一款全方面都有提升的 SoC,5G 以及全新的拍摄功能会是它的关键功能,不过 Anandtech 表示他们这篇文章的重点是性能,所以先来看看内存及延迟上的改进。

骁龙 865 内存及延迟性能

骁龙 865 的一大重点改进就是集成了混合式的内存主控,能够同时支持 LPDDR4X 及全新的 LPDDR5 内存,测试的 QRD 开发机是配备了 LPDDR5 内存的。对于内存延迟的影响,高通方面没有给出具体数据,不过 ARM 指出每 5ns 的延迟可能会影响 1% 的性能,延迟越大的话就越能在性能上反映出明显的区别。此前骁龙 845 及骁龙 855 都采用了高通设计的系统级缓存来改善延迟,但最终的内存表现仅仅是中等水平,此次骁龙 865 则在这方面做出了重大提升。

骁龙 865 的大核缓存性能

骁龙 855 的大核缓存性能

在骁龙 865 上,L3 缓存容量加倍,而且有 512KB 专用缓存,所以骁龙 855 的访问延迟大增开始于 1.5MB 左右的位置,而骁龙 865 则是在 3.5MB 左右的位置。

随着队列加深,Anandtech 表示他们看到骁龙 865 的延迟性能有了很大的改进,高通表示完整的访问时间节省了大约了 35ns 的延迟,测试估计骁龙 865 的延迟是 109ns,比前代减少了 20ns,这是一个不错的进步。

还有一点,Anandtech 测试发现骁龙 865 在 TLB+CLR 内存测试中有个有趣的结果。与骁龙 855 不同,骁龙 865 在 4MB 到 32MB 之间的测试结果有个特别的 " 阶梯 ",他们认为高通在内存主控中对缓存系统做了某种优化,这部分区域实际上可能不是位于内存,而是在 SLC 高速缓存中,这是个很有意思的结果,目前也只有高通骁龙 865 处理器有这样的性能表现。

总之,在内存及缓存方面,骁龙 865 有着非常明显的提升。

骁龙 865 的 CPU 性能及效率

在 CPU 性能测试中,Anandtech 会使用 SPEC2006 这样的基准软件来测试处理器,这也是其他网站极少做到的。

整数性能测试

上图中,左边的是处理器的功耗,右边的数据是处理器不同测试的性能,骁龙 865 成绩是橙红色的。

在 SPEC2006 的测试中,可以看到骁龙 865 在整体性能上有着显著的改进,部分基准测试与预期增长的还要多,特别是在内存密集的测试中,429.mcf 测试对内存比较敏感,骁龙 865 相比骁龙 855 提升了 46%。

在 456.hmmer 基准测试中,性能提升了 28%,这主要是跟 A77 增加了第 4 个 ALU 单元有关,理论上性能会提升 33%。

当然有些性能提升比较小,比如 400.perlbench,403.gcc 的增长也只有 12%。

浮点性能测试

在这部分测试中,骁龙 865 的性能测试也有多样化的提升,最大的性能提升是在 470.ibm 测试中,对内存要求比较高,得益于 A77 的 MOP 缓存在指令集吞吐量及骁龙 865 的内存系统改进,性能提升了 65%。

ARM 表示 Cortex-A77 在 IPC 及浮点性能上分别提升了 25%、35%,在这个测试中,Anandtech 测试出的 IPC 性能提升确实有 25%,不过浮点性能提升约为 29%。

综合来看,在 CPU 性能上,骁龙 865 确实达到了高通所说的 25% 性能提升的承诺,整数性能提升了 25%,浮点性能提升了 29%。

能耗方面,随着性能的增加,总功耗比上一代处理器有所增加,但由于性能的提升,能效依然保持相对稳定,甚至有所改善。

系统性能测试

高通依然在 QRD 开发机上提供了性能模式,提供了默认的调度及 DVFS。

Anandtech 表示高通在骁龙 865 QRD 开发机上提供的性能模式很激进,可以在大约 30ms 内就将频率提升到最大频率。

至于默认模式,跟去年骁龙 855 QRD 开发机上的模式类似,不过这也意味着默认模式比较保守。

下面就是各个测试中的具体测试了,不一一解释每个项目的结果了。

系统性能总结:

测试机的 Web 性能稍低,此外骁龙 865 的整体性能非常出色。

机器学习推理性能测试

除了常规的性能测试之外,Anandtech 也测试了手机的 AI 性能,这部分也越来越重要了。

AIMark 3 性能测试

AIBenchMark 3 性能测试

骁龙 865 的 AI 加速性能为 15TFLOPS,比骁龙 855 的 7TFLOPS 翻倍,不过在 AI 性能测试中并没有展示出它应有的性能,主要是测试软件还没有正确利用骁龙 865 的 Tensor 加速单元,这个要等以后的软件更新了。

GPU 性能及功耗

这里测试的是 GPU 性能及功耗、能效等问题,对游戏性能影响最大。

将 GFX 的 Aztec High 场景测试性能与功耗汇总后如上所示,骁龙 865 的功耗跟骁龙 855 差不多,但是性能及能效全面领先。

在 Normarl 级别的 Aztec Ruins 性能测试中,性能及能效依然是领先骁龙 855 的,不过总功耗也增加了一些。

曼哈顿 3.1 测试中,骁龙 865 在性能及能效上依然有着明显的改进。

T-RX 霸王龙测试是对性能要求最低的测试了,在这部分中骁龙 865 的性能依然提升了 23%。

在 GPU 性能方面,Anandtech 表示高通公司所说的 25% 性能提升基本可以验证了,确实有这样的性能增长。

最后的总结

总结部分就长话短说了,Anandtech 这篇主要是评估骁龙 865 的性能,单就这一点来看,骁龙 865 还是表现的很不错,全新的 A77 内核带来了巨大的 IPC 性能改进,高通还大幅改进了骁龙 865 的内存子系统,骁龙 865 的性能提升很可观。

GPU 方面,骁龙 865 的提升也很突出。高通宣传的持续性能优于对手,不过由于设备限制,Anandtech 网站的测试无法反应这一点。

类似的还有 AI 性能,高通官方宣传性能翻倍还多,不过测试软件支持还不够好,所以测试结果也没有反映出这一点。

总的来说,骁龙 865 是一款非常平衡的芯片,毫无疑问会成为 2020 年安卓旗舰机保持竞争力的基础,而且高通的优势还有完整的 5G 解决方案。