Почему реальный разрыв производительности смартфонов не так велик, как показывают бенчмарки

С каждым новым поколением процессоров производители обещают увеличение производительности и энергоэффективности. Но на самом деле новый чип 2022 Snapdragon 8 Gen 1 медленнее и потребляет больше энергии, чем процессор 2019 Snapdragon 865

Если вы хотите узнать производительность смартфона, скорее всего вы посмотрите на результаты бенчмарков, таких как Geekbench, 3DMark или AnTutu. Иногда разрыв в цифрах так велик, что гаджет с большим количеством баллов просто «рвет в клочья». Но в реальности отрыв в производительности оказывается не столь большим. И на практике даже смартфоны многолетней давности вполне подходят для всех задач. Появляется вопрос: почему да?

Флагман 2022 года Samsung S22 с топовым процессором Snapdragon 8 Gen 1 в бенчмарке просто не оставляет мокрого места от OnePlus 7 Pro – телефона, которому уже три года и имеет старый чип Snapdragon 855.

Но в реальных задачах трехлетний телефон оказывается более производительным? К примеру, в игре в игре Genshin Impact старый OnePlus генерирует 41 кадр в секунду, тогда как Galaxy S22 проваливается до 34 кадров.

Почему на баллы бенчмарков можно не обращать внимания

Бенчмарки тестируют гаджеты только в одном очень специфическом режиме – режиме максимальной производительности. Но в действительности этот режим составляет 1-5% времени всей работы телефона. Убедитесь сами, воспользовавшись такой утилитой, как CPU-Spy.

Смартфоны никогда не работают длительное время в режиме максимальной производительности, чтобы избежать перегрева и сэкономить батарею.

При взыскательной задаче смартфон временно повышает частоту своего процессора до максимума. Чип начинает быстро греться и если задача продолжается – смартфон снижает частоту процессора. Если и этого недостаточно – снижается еще и уровень яркости экрана.

Как определить лучший процессор для смартфона

Итак, какой процессор для телефона считать лучше, если режим максимальной производительности не показывает реальную картину?

Телефон – это комплексный продукт, в котором важна не только производительность, но и автономность. С такой точки зрения лучшим процессором станет тот, который обеспечивает высокую производительность одновременно с минимальным потреблением заряда батареи.

То есть лучший процессор для смартфона – это чип с наилучшей энергоэффективностью. Чтобы определить энергоэффективность чипа, нужно определить его баллы максимальной производительности в бенчмарке и одновременно измерить потребление энергии чипом.

Смартфоны не имеют системы охлаждения и не обращайте внимания на то, что пишут производители или блоггеры. Эксперты уже давно показали, что так называемые «системы охлаждения» в смартфонах не имеют эффективности. Только некоторые смартфоны Nubia и Asus ROG имеют реальную систему охлаждения.

В обычном сматфоне сгенерированное процессором, экраном и другими компонентами тепло передается на внешние панели корпуса, а оттуда – в руки пользователя и воздуха.

Стекло и пластик очень плохо передают тепло. Потому процессор телефона после нескольких минут в пиковом режиме начинает перегреваться. Привычное явление, когда телефон нагревается до 45 градусов в работе.

Следовательно, если чип выделяет меньше тепла – он сможет дольше поддерживать высокие частоты без перегрева. Именно это показывает график энергоэффективности. Чем ближе к левому верхнему углу графика идет кривая процессора, тем лучше у него энергоэффективность.

Как видим, чип Google Tensor демонстрирует худшую энегоэффективность – его кривая самая низкая на графике. Рядом – кривая Samsung Exynos 2200. А вот чип Mediatek Dimensity 8100 демонстрирует почти такую же энергоэффективность как Apple A14.

То есть смартфон с чипом Exynos 2200 будет работать недолго от батареи и будет греться. А смартфон с Dimensity 8100 будет работать дольше и будет греться меньше.

Энергоэффективность чипов Snapdragon

Флагманский чип Snapdragon 8 Gen 1 выпуска 2021 года оказывается хуже анонсированного в 2019 году Snapdragon 865. Новый чип демонстрирует меньшую производительность при одинаковом энергопотреблении. Более того, Snapdragon 8 Gen 1 находится на уровне чипа Snapdragon 855, вышедшего в 2018 году.

Чтобы «давить цифрами» в бенчмарках чип Snapdragon 8 Gen 1 почти вдвое увеличил энергопотребление – почти 11 Вт. О теплопакетах процессоров мы писали в прошлом году.

Тепловыделение в размере 11 Вт может вам ничего не говорить. Но учтите, что ноутбук Acer ES1-332 с чипом Intel Celeron N3350 (теплопакет 6 Вт) использует вентилятор для охлаждения.

Энергоэффективность чипов Apple A

Когда говорят, что процессоры в iPhone самые лучшие – это абсолютная правда. Чип Apple A14 2020 года демонстрирует такую же энергоэффективность как топовый чип 2022 года на Android – Snapdragon 8+ Gen 1.

В любом режиме процессор Apple A14 придает большую производительность при меньшем потреблении энергии. Особенно отрыв чипа Apple ощущается в зоне низкой и средней производительности, а это типичные реальные режимы любого смартфона.

Интересно, что еще до 2019 года энергоэффективность чипов Qualcomm была лучше чипов Apple A.

Но пока энергоэффективность чипов Snapdragon топталась на месте или даже падала, энергоэффективность чипов Apple A росла. И потому даже новинка 2022 года от Qualcomm – Snapdragon 8+ Gen 1 оказывается менее энергоэффективной, чем чип Apple A14 2020 года.

Энергоэффективность чипов Exynos

Процессорный прогресс Samsung идет в обратном направлении: более старый чип Exynos 2100 имеет лучшую энергоэффективность, чем более новый Exynos 2200. Более того, чтобы в бенчмарках Exynos 2200 выглядел на уровне Snapdragon 8 Gen 1 ему позволили потреблять очень много энергии – около 12,4 Вт.

Но на практике смартфоны с Exynos 2200 и Exynos 2100 не так плохи — в режимах низкой и средней производительности они почти не отличаются от Snapdragon 888 и 8 Gen 1. Именно поэтому, несмотря на разрыв показаний в бенчмарках, телефоны на этих процессоры демонстрируют примерно одинаковую автономность.

Разница автономности между Galaxy S22 на чипах Qualcomm и Exynos составляет 2 минуты

Энергоэффективность чипов Mediatek

Процессоры Mediatek многими считают тормозными чипами, не стоящими внимания. Но на самом деле эти чипы демонстрируют самую лучшую в мире Android энергоэффективность.

Только посмотрите, насколько выше и левее находится график для вышедшего в марте 2022 года процессора Mediatek Dimensity 8100. Он сравнивается с чипом Qualcomm Snapdragon 8+ Gen 1, выпущенным в мае 2022 года.

Однако если судить о процессорах смартфонов только по бенчмаркам – Dimensity 8100 полностью «сливает» чипа Snapdragon 8+ Gen 1, график которого заканчивается выше по вертикальной оси.

Почему улучшение энергоэффективности процессоров смартфонов тормозит

Следовательно, современные процессоры смартфонов не лучше, а иногда даже хуже в плане энергоэффективности. Причины этому две – ядра ARM и производственные фабрики. ARM разрабатывает ядра процессоров, которые компании закупают, модифицируют по своим потребностям и заказывают их выпуск на фариках.

Ядра ARM Cortex

Если верить маркетинговым презентациям – у ARM все отлично с разработкой новых ядер. Они становятся более производительными и меньше потребляют энергии — то есть энергоэффективность растет. Но представленное в 2020 году ядро ??Cortex-A78 оказывается лучше ядра Cortex X2, которое представили в 2021 году.

Различие энергоэффективности между ядрами Cortex-A55 (2017 год) и Cortex-A510 (2021 год) еще более впечатляющее, причем не в пользу нового ядра.

Ядра A510 являются определяющими энергоэффективность смартфона, ведь именно они выполняют наибольшее количество задач.

Производственная фабрика и техпроцесс

Другой причиной, почему энергоэффективность последних процессоров смартфонов не растет, как обещано, производство. Чипы Snapdragon 888 и 8 Gen 1 производились на фабриках Samsung соответственно по 5- и 4-нанометровым технологическим процессам. Но это производство оказалось не самым лучшим. Производство на фабриках TSMC более совершенно, и поэтому процессоры Snapdragon 865 и 855 демонстрируют лучшую энергоэффективность.

Влияние фабрики хорошо видно , если сравнить одно ядро, сделанное с технологическим процессом схожего поколения, но на разных фабриках.

Фабрики Samsung и TSMC выпускают процессоры существенно разной энергоэффективности и по техпроцессу 4 нанометра.

То есть, Qualcomm получила лучший процессор, просто перенеся его производство с фабрики Samsung на фабрику TSMC. Так, Snapdragon 8 Gen 1 превратился в Snapdragon 8+ Gen 1.

Энергоэффективность видеоядра смартфона

Видеоядро в процессоре смартфона обычно не является проблемным местом производительности. Мобильные видеоядра работают на небольших частотах по сравнению с видеоядрами в видеокартах на ПК. Ведь все равно игры в смартфонах часто ограничены на уровне 60 кадров в секунду. Интерфейс операционной системы не требует высокой производительности от видеоядра.

Поэтому смотреть на пиковые показатели производительности видеоядра смарфтона, работающего на максимальных частотах (правые верхние участки графиков) не имеет практического смысла.

Как видим, чипы Apple получают еще больше энергоэффективности благодаря своему мощному видеоядру, потребляющему немного энергии. Интересно, что ближе всего к Apple A14 по энергоэффективности видеоядра приближаются чипы Mediatek и Snapdragon 8+ Gen 1.

—> Как определяли энергоэффективность процессора смартфона (нажмите, чтобы раскрыть)

Энергоэффективность – это график, на котором по вертикальной оси отложены баллы бенчмарка Geekbench для каждой частоты процессора и уровень его энергопотребления на этой частоте.

Как управлять частотой процессора на Android и iOS

Для управления частотами процессора требуется полный пользовательский доступ. На Android для этого нужно получить рут-доступ, на iPhone – джейлбрейк.

Имейте в виду: не все смартфоны и прошивочные версии позволяют это сделать, поэтому такие данные можно получить не для всех гаджетов. Именно поэтому на графиках нет чипа Apple A15, выпущенного в 2021 году – для айфонов с ним нет джейлбрейка.

Как отследить энергопотребление процессора смартфона

Android и iOS даже с рут-доступом и джейлбрейком не отображают энергопотребление процессора. Поэтому единственным решением является заменить аккумулятор телефона лабораторным блоком питания. Он позволяет мониторить текущее потребление энергии.


По материалам: Geekerwan, PhoneBuff, Golden Reviewer

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

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