Чому реальний розрив продуктивності смартфонів не такий великий, як показують бенчмарки

З кожним новим поколінням процесорів виробники обіцяють збільшення продуктивності та енергоефективності. Але насправді новий чип 2022 року Snapdragon 8 Gen 1 повільніший та споживає більше енергії, ніж процесор 2019 року Snapdragon 865

Якщо ви хочете дізнатися продуктивність смартфона, швидше за все, ви подивитеся на результати бенчмарків, таких як Geekbench, 3DMark чи AnTutu. Іноді розрив в цифрах такий великий, що гаджет з більшою кількістю балів просто «рве на шматки». Але в реальності відрив в продуктивності виявляється не таким великим. І на практиці навіть смартфони кількарічної давнини цілком підходять для усіх завдань. З’являється питання: чому так?

Флагман 2022 року Samsung S22 з топовим процесором Snapdragon 8 Gen 1 в бенчмарку просто не залишає мокрого місця від OnePlus 7 Pro – телефону, якому уже три роки і який має старий чип Snapdragon 855.

Але в реальних задачах трирічний телефон виявляється більш продуктивним? Наприклад, в грі в грі Genshin Impact старий OnePlus генерує 41 кадр на секунду, тоді як Galaxy S22 провалюється до 34 кадрів.

Спостерігаючи таку картину стає зрозуміло: бали у бенчмарках мало що значать в реальному світі.

Чому на бали бенчмарків можна не звертати уваги

Бенчмарки тестують гаджети лише в одному дуже специфічному режимі – режимі максимальної продуктивності. Але в реальності цей режим становить 1-5% часу всієї роботи смартфона. Переконайтеся самі, скориставшись такою утилітою як CPU-Spy.

Смартфони ніколи не працюють тривалий час в режимі максимальної продуктивності, щоб уникнути перегріву та заощадити батарею.

При вимогливій задачі смартфон тимчасово підвищує частоту свого процесора до максимуму. Чип починає швидко грітися і якщо задача продовжується – смартфон знижує частоту процесора. Якщо і цього недостатньо – знижується ще і рівень яскравості екрану.

Як визначити кращий процесор для смартфона

Отже, який процесор для телефона вважати кращим, якщо режим максимальної продуктивності не показує реальної картини?

Телефон – це комплексний продукт, в якому важлива не лише продуктивність, а й автономність. З такої точки зору кращим процесором буде той, який забезпечує високу продуктивність одночасно з мінімальним споживанням заряду батареї.

Тобто найкращий процесор для смартфона – це чип з найкращою енергоефективністю. Щоб визначити енергоефективність чипа потрібно визначити його бали максимальної продуктивності в бенчмарку та одночасно виміряти споживання енергії чипом.

Смартфони не мають системи охолодження і не зважайте на те, що пишуть виробники чи блогери. Експерти уже давно показали, що так звані «системи охолодження» в смартфонах не мають ефективності. Лише деякі смартфони Nubia та Asus ROG мають реальну систему охолодження.

У звичайному сматфоні згенероване процесором, екраном та іншими компонентами тепло передається на зовнішні панелі корпусу, а звідти – в руки користувача та повітря.

Скло та пластик дуже погано передають тепло. Тому процесор телефону після кількох хвилин в піковому режимі починає перегріватися. Звичне явище, коли телефон нагрівається до 45 градусів в роботі.

Отже, якщо чип виділяє менше тепла – він зможе довше підтримувати високі частоти без перегріву. Саме це показує графік енергоефективності. Чим ближче до лівого верхнього кута графіка йде крива процесора, тим краща у нього енергоефективність.

Як бачимо, чип Google Tensor демонструє найгіршу енегоефективність – його крива найнижча на графіку. Поруч – крива Samsung Exynos 2200. А ось чип Mediatek Dimensity 8100 демонструє майже таку ж енергоефективність як Apple A14.

Тобто, смартфон з чипом Exynos 2200 буде працювати недовго від батареї та грітиметься. А смартфон з Dimensity 8100 працюватиме довше і грітиметься менше.

Енергоефективність чипів Snapdragon

Флагманський чип Snapdragon 8 Gen 1 випуску 2021 року виявляється гіршим за анонсований в 2019 році Snapdragon 865. Новий чип демонструє меншу продуктивність при однаковому енергоспоживанні. Більш того, Snapdragon 8 Gen 1 знаходиться на рівні чипа Snapdragon 855, який вийшов в 2018 році.

Щоб «давити цифрами» в бенчмарках чип Snapdragon 8 Gen 1 майже удвічі збільшив енергоспоживання – майже 11 Вт. Про теплопакети процесорів ми писали минулого року.

Тепловиділення у розмірі 11 Вт може вам нічого не говорити. Але зважте, що ноутбук Acer ES1-332 з чипом Intel Celeron N3350 (теплопакет 6 Вт) використовує вентилятор для охолодження.

Енергоефективність чипів Apple A

Коли кажуть, що процесори в iPhone найкращі – це абсолютна правда. Чип Apple A14 2020 року демонструє таку ж енергоефективність як топовий чип 2022 року на Android – Snapdragon 8+ Gen 1.

В будь-якому режимі процесор Apple A14 надає більшу продуктивність при меншому споживанні енергії. Особливо відрив чипа Apple відчувається в зоні низької та середньої продуктивності, а це типові реальні режими будь-якого смартфона.

Цікаво, що ще до 2019 року енергоефективність чипів Qualcomm була кращою за чипи Apple A.

Але поки енергоефективність чипів Snapdragon тупцювала на місці чи навіть падала, енергоефективність чипів Apple A зростала. І тому навіть новинка 2022 року від Qualcomm – Snapdragon 8+ Gen 1 виявляється менш енергоефективним за чип Apple A14 2020 року.

Енергоефективність чипів Exynos

Процесорний прогрес Samsung йде у зворотному напрямку: старіший чип Exynos 2100 має кращу енергоефективність, ніж новіший Exynos 2200. Більш того, щоб в бенчмарках Exynos 2200 виглядав на рівні Snapdragon 8 Gen 1 йому дозволили споживати дуже багато енергії – близько 12,4 Вт.

Але на практиці смартфони з Exynos 2200 та Exynos 2100 не такі погані – в режимах низької та середньої продуктивнсті вони майже не відрізняються від Snapdragon 888 та 8 Gen 1. Саме тому попри розрив показань в бенчмарках телефони на цих процесорах демонструють приблизно однакову автономність.

Різниця автономності між Galaxy S22 на чипах Qualcomm та Exynos складає 2 хвилини

Енергоефективність чипів Mediatek

Процесори Mediatek багатьма вважають такими собі гальмівними чипами, не вартими уваги. Але насправді ці чипи демонструють найкращу в світі Android енергоефективність.

Лише погляньте, наскільки вище та лівіше знаходиться графік для процесора Mediatek Dimensity 8100, який вийшов в березні 2022 року. Він порівнюється з чипом Qualcomm Snapdragon 8+ Gen 1, який випущений у травні 2022 року.

Однак якщо судити про процесори смартфонів лише по бенчмарках – Dimensity 8100 повністю «зливає» чипу Snapdragon 8+ Gen 1, графік якого закінчується вище по вертикальній осі.

Чому покращення енергоефективності процесорів смартфонів гальмує

Отже, сучасні процесори смартфонів не кращі, а іноді навіть гірші в плані енергоефективності. Причини цьому дві – ядра ARM та виробничі фабрики. ARM розробляє ядра процесорів, які компанії закуповують, модифікують за власними потребами та замовляють їхній випуск на фариках.

Ядра ARM Cortex

Якщо вірити маркетинговим презентаціям – у ARM все чудово з розробкою нових ядер. Вони стають продуктивнішими та менше споживають енергії – тобто енергоефективність зростає. Але представлене в 2020 році ядро Cortex-A78 виявляється кращим за ядро Cortex X2, яке представили в 2021 році.

Різниця енергоефективності між ядрами Cortex-A55 (2017 рік) та Cortex-A510 (2021 рік) ще більш вражаюча, причому не на користь нового ядра.

Ядра A510 є тими, що визначають енергоефективність смартфона, адже саме вони виконують найбільшу кількість задач.

Виробнича фабрика та техпроцес

Іншою причиною, чому енергоефективність останніх процесорів смартфонів не зростає, як обіцяно, є виробництво. Чипи Snapdragon 888 та 8 Gen 1 виготовлялися на фабриках Samsung відповідно по 5- та 4-нанометрових технологічних процесах. Але це виробництво виявилося не найкращим. Виробництво на фабриках TSMC більш досконале, і тому процесори Snapdragon 865 та 855 демонструють кращу енергоефективність.

Вплив фабрики добре видно, якщо порівняти одне ядро, зроблене з технологічним процесом схожого покоління, але на різних фабриках.

Фабрики Samsung та TSMC випускають процесори суттєво різної енергоефективності і за техпроцесом 4 нанометри.

Тобто, Qualcomm отримала кращий процесор, просто перенісши його виробництво з фабрики Samsung на фабрику TSMC. Так Snapdragon 8 Gen 1 перетворився на Snapdragon 8+ Gen 1.

Енергоефективність відеоядра смартфона

Відеоядро в процесорі смартфона зазвичай не проблемним місцем продуктивності. Мобільні відеоядра працюють на невеликих частотах, порівняно із відеоядрами у відеокартах на ПК. Адже все одно ігри в смартфонах часто обмежені на рівні 60 кадрів за секунду. А інтерфейс операційної системи не вимагає високої продуктивності від відеоядра.

Тому дивитися на пікові показники продуктивності відеоядра смарфтона, яке працює на максимальних частотах (праві верхні ділянки графіків) не має практичного сенсу.

Як бачимо, чипи Apple отримують ще більше енергоефективності завдяки своєму потужному відеоядру, яке споживає небагато енергії. Цікаво, що найближче до Apple A14 за енергоефективністю відеоядра наближаються чипи Mediatek та Snapdragon 8+ Gen 1.

–> Як визначали енергоефективність процесора смартфона (натисніть, щоб розкрити)

Енергоефективність – це графік, на якому по вертикальній вісі відкладено бали бенчмарку Geekbench для кожної частоти процесора та рівень його енергоспоживання на цій частоті.

Як керувати частотою процесора на Android та iOS

Для керування частотами процесора потрібно мати повний доступ користувача. На Android для цього потрібно отримати рут-доступ, на iPhone – джейлбрейк.

Майте на увазі: не всі смартфони та версії прошивок дозволяють це зробити, тому такі дані можна отримати не для всіх гаджетів. Саме тому на графіках немає чипу Apple A15, випущеного в 2021 році – для айфонів з ним немає джейлбрейку.

Як відстежити енергоспоживання процесора смартфона

Android та iOS навіть з рут-доступом та джейлбрейком не відображають енергоспоживання процесора. Тому єдиним рішенням є замінити акумулятор телефона на лабораторний блок живлення. Він дозволяє моніторити поточне споживання енергії.


За матеріалами: Geekerwan, PhoneBuff, Golden Reviewer

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Коментуйте, будь-ласка!
Будь ласка введіть ваше ім'я