【高通820】高通820原型机全网首测：CPU或难敌三星 GPU吊打苹果A9-GPU-苹果A9

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高通820原型机全网首测：CPU或难敌三星 GPU吊打苹果A9

对于高通 2015 年在高端 SoC 市场的表现，我想没有什么好掩饰的，虽然高通仍然在 SoC 研发行业居于领先地位，但它们的首款 ARMv8 AArch64 指令集 SoC——骁龙 810 却远远达不到此前的预期，这可能是因为高通自家的芯片设计出了问题，当然，也有可能是因为受制于 20nm 平面工艺制程，最终骁龙 810 并没有释放出高主频 Cortex-A57 大核的真正实力，面对三星赌博跨越式发展拿出来的 14nm FinFET 芯片 Exynos 7420，颜面上确实有些挂不住。

不过，以上都算是对于过往的追忆，已然是过去时。在现在这个时间点上，我们还是要放眼未来才好。高通对于自身的情况必然十分清楚，面对三星第二代 14nm FinFET 工艺更强劲的 Exynos 8890 处理器，高通也不敢轻敌，花大成本拿出来了全新的 Kyro CPU 架构、全新 Adreno 530 GPU 以及一系列新特性，目的自然是试图夺回昔日 28nm 工艺节点上像 Krait CPU 架构那样的绝对优势。

于是乎，我们看到高通今年对于宣传骁龙 820 显得格外卖力，不仅早早的就开始透露相关新特性，选择的场地规模也是空前绝后，就在上个月，高通正式发布了骁龙 820 处理器，对这颗 2016 年旗舰手机将搭载的顶级 SoC 的性能以及功耗进行了初步的展示，看上去十分美好。

不过，遗憾也是有的，高通骁龙 820 已经确定搭不上圣诞假期的顺风车，真正的量产要等到 2016 年一季度才能正式开始，消费者朋友们恐怕还要继续看一段时间的幻灯片。

好消息是，就在上个月的骁龙 820 发布会之后，高通向在场的软件开发商和媒体提供了骁龙 820 的 MDP 设备 (Mobile Development Platform，移动开发平台) ，也就是高通自家生产的骁龙 820 开发机或原型机。这样，软件开发者们就可以提前着手针对骁龙 820 设计打造新的应用软件，比如画面更加逼真酷炫的游戏，媒体也可以借此一睹骁龙 820 在十分贴近最终软硬件形态设备上的实际表现。另外，提供 MDP 原型机，也是高通的一贯传统了，此前的骁龙 800、805、810 都是如此。嗯，不知道还有多少人记得去年骁龙 810 的那台 4K 分辨率原型机呢。好吧，既然已经拿到了骁龙 820 原型机，那么下面我们就跟随外媒 AnandTech 的视角一起来看看骁龙 820 的实际性能表现。

• 骁龙 820 MDP/S 原型机简介：首先来介绍一下这台高通骁龙 820 MDP/S 原型机，它已经囊括了除基带芯片在内的所有系统元素，配备一块 6.2 英寸的 2560*1600 分辨率屏幕、3GB LPDDR4 内存 (1804MHz，而不是常见的 1555MHz) 、64GB UFS 内置存储、2100 万像素后置摄像头、支持 802.11ac WiFi 网络连接、自带 Sense ID 超声波指纹识别模块，外观上虽然和市面上的零售机型有较大差距 (基本上就是个平板电脑，最终放到轻薄的智能手机中时，功耗和散热问题仍然值得进一步关注) ，但配置上基本八九不离十了，2016 年的旗舰机型差不多都会用这个配置。

值得一提的是，高通给的这台骁龙 820 MDP/S 仍然存在一些驱动上的问题，因此我们仍然未能完成 SPEC CPU 2000 部分性能测试，驱动完善之后，也会单独进行实测解析。

• 高通骁龙 820 详细架构参数回顾：至于骁龙 820 处理器本身，此前已经有过不少详尽的介绍，这里再简单回顾下，它在 CPU 部分采用了全新的 Kyro 架构四核心配置，其中两个高性能核心主频为 2150MHz，另外两个低功耗核心主频为 1593MHz，两个集群的架构都是相同的，只是配备了不同的缓存，在电压/主频调教上有所差异。

GPU 部分，高通骁龙 820 搭载了 Adreno 530，在它身上有一些目前我们只在桌面级 PC 设备中才能见到的元素，例如 Adreno 530 可以与 CPU 共享虚拟内存，这就使得 OpenCL 寄主程序与设备内核可以共享虚拟寻址空间，GPU 与寄主程序间进行列表或树形结构数据传输时也会更加高效。另外，Adreno 530 的底层架构支持 Renderscript、OpenCL 2.0、OpenGL ES 3.1+AEP 以及 VulKan。

最后，虽然在此次测试中并不包含，但我们还是想说一下骁龙 820 的全新 DSP 模块，Hexagon 680，它与 Hexagon Vector 扩展 (HVX) 一起，具备了对于 VR 虚拟现实、增强现实、图像编辑、影像编辑、视觉计算等应用场景的处理能力，这就可以极大的分流 CPU 与 GPU 的负担，效能上会更加给力，骁龙 820 的 HVX 拥有 1024 位的向量数据寄存器，同时具备每条指令四通道的寻址能力，也就是说单个周期最高可达 4096 位，性能相当给力。

一、高通骁龙 820 Kyro 架构 CPU 性能实测

下面我们开始进入测试部分的核心，也就是对于骁龙 820 Kyro 架构 CPU 的测试。首先，从骁龙 800、810 以及 820 的 CPU 核心参数对比来看，Kyro 与 Krait 架构看起来十分相似，整数运算单元和 FP ALUs 的数量也是完全一致，单从以上列表来看，我们猜测，高通此次的 Kyro 架构，很有可能就是基于 Krait 修改而来，不过，这只是我们的初步猜测，接下来的测试将会揭示两者间的具体差异。

▲除了上面所说的内容，CPU 究竟有多少个处理单元组成，以及如何将任务负载分配给它们同样十分重要，这也就是为什么许多厂商都可以拿出类似的核心单元配置，但最终的 IPC 却完全不同的最大原因。这也正是 ARM 在 Cortex-A72 上所采用的思路，也就是说，骁龙 820 的 Kyro 其实并非前所未有、也并非意料之外。

▼下面来看看我们对于骁龙 820 缓存所做的延迟和分层结构测试，从实际结果来看，骁龙 820 的 L1 缓存与此前并没有太大差异，但 L2 缓存部分仍然成谜，因为目前我们的测试工具无法获取骁龙 820 单个 Kyro 集群的 L2 缓存数据，根据高通内部人士的透露，骁龙 820 的两个高性能 Kyro 核心拥有 1MB L2 二级缓存，其余的两个低功耗 Kyro 核心则只有 512kb 的 L2 缓存，这直接影响了两者之间的性能表现，但这只是透露的消息，仍然需要进一步的查证。

有一点非常令人惊讶，那就是骁龙 820 本身竟然没有 L3 三级缓存，最高一级就是 L2，这也就是说骁龙 820 的两个 Kyro 核心集群以及 CPU 和 GPU 之间，都不会有任何的缓存回写操作，只是简单的一致性，L2 缓存之外就是设备的主内存了。

▲从 GeekBench 3 的内存性能测试来看，骁龙 820 的内存带宽相比骁龙 800/801 和 810 都有大幅度的提升，尤其是流复制部分比骁龙 810 的两倍还要多，从其他测试结果来看，骁龙 820 明显的改进了与主内存之间延迟，看来高通这次是对内存控制器以及通用内存架构进行了明显的改进，更加接近内存控制器所能提供的最大理论带宽。

▼下面来看看骁龙 820 的 SPECint2000 性能测试，这里我们并没有适配 Kyro 的单独编译器，因此只能使用 A57 的来对骁龙 820 的原型机进行测试，因此数据上可能不是特别准确，但我们仍然在部分测试环节看到了 52%的性能提升，不过要知道骁龙 820 在主频上相比 810 也更有优势，与主频更高的 Exynos7420 相比较时，这个优势就会回落到 33%，总体而言，在 SPECint 2000 测试中，骁龙 820 相比 810 提升幅度大约在 5-6%左右。

▼再来看看 GeekBench 3 测试，除了整数外，它也包含了更多的浮点类型测试。首先在整数测试环节，骁龙 820 的表现在不同项目中各有不同，比如 AES 中反而落后骁龙 810 约 10%，但在 SHA2 中，却又大幅领先 62%，所以你不能说 Kyro 比 A57 各方面都强，毕竟骁龙 810 的小核也有四个 Cortex-A53，并不是完全的摆设而已。不过，对于日常绝大部分使用场景来说，单线程性能都要比多线程重要的多，使用体验上会感受的更加明显。

▼来到浮点测试环节，采用 Kyro 架构的骁龙 820 完全占了上风，总体大幅领先骁龙 810 (仅在曼德布洛特多线程运算中落后 3%) ，这也意味着骁龙 820 现在可以更好的利用每一个执行单元参与计算。

• 网页性能测试

▼从架构角度对比过骁龙 820 和 810 之后，我们再来看看更多高水平的测试项目，和此前一样，同样是从网页浏览部分开始。

从测试结果来看，Google Chrome 对于骁龙 820 Kryo 架构的优化几乎为零，高通也已经提前对此进行了告知，稍后 Chrome 也会对 Kyro 进行单独的优化。

其次，就高通骁龙 820 MDP/S 原型机本身自带的原生浏览器来看，它相比现有的 Exynos7420 和骁龙 810 提升巨大，绝对占据目前安卓阵营中的头把交椅，但相比苹果的 A9 SoC 还是有一定的差距。

• Basemark OS Ⅱ性能测试

再来看看 Basemark OSⅡ测试，从总体得分来看，骁龙 820 相比现有的安卓设备领先幅度超过 20%，尤其是在内存和图形方面优势巨大，但系统部分的分数仍然低于三星的最新设备。对比苹果 iPhone6s Plus 来看，骁龙 820 虽然在个别场景下有所领先，但总体仍然落后。

• PCMark 性能测试

最后我们使用的测试软件为 PCMark，骁龙 820 凭借更好的总体成绩再度摘得头名，单项测试中同样有所差异，例如由于 Chrome 等浏览器的优化不给力，网页浏览后面就被甩在了 A57 设备后面，视频播放能力稍微落后于搭载骁龙 810 的 HTC One M9，文本编辑处理能力也没有超越三星的 Galaxy S6。但在图像编辑方面，骁龙 820 的表现可谓一骑绝尘，大幅领先现有的设备，比第二位的小米 Note Pro 高出近 34%。

二、高通骁龙 820 Adreno 530 GPU 测试

① 3DMark Ice Storm Unlimited 测试：

在 GPU 测试环节，我们首先使用的是 3DMark 的 Ice Storm Unlimited，总体得分受到了物理部分跑分的拖累，最终表现反而落后于现有的 Exynos 7420 和骁龙 810，毕竟物理计算主要看 CPU 能力，四核心配置的 Kyro 还是输给了八核心的 Exynos7420 和骁龙 810，如果单把图形 (OpenGL ES 2.x) 一项拿出来单看的话，骁龙 820 的表现绝对一骑绝尘，领先当前的所有安卓设备。

② GFXBench 测试

再来看看更纯粹的 GPU 测试，骁龙 820 在 GFXBench 测试环节中表现出了巨大的优势，在曼哈顿 ES 3.1、曼哈顿 ES 3.0 以及霸王龙测试场景下，骁龙 820 的原型机都表现出了 52%或更高的优势，即便是面对目前最强的苹果 A9 上的 Power VR GR7600，骁龙 820 的 Adreno530 也能胜出一筹，离屏性能明显更强，绝对堪称当前最强悍的 GPU。只是在屏上环节，由于原型机的 2K 分辨率高出苹果 1080P 不少，因此才有所落后。

③ GFXBench 混合测试：

奇怪的是，GFXBench 混合测试并没有显示出同样的差距，就拿离屏 ALU 性能测试来看，骁龙 820 相比骁龙 810 的提升幅度仅有 10%，这显然不是骁龙 820 所能提供的全部游戏能力。我们也一直怀疑骁龙 810 的 Adreno 430 也存在某种瓶颈，或许是 ALU/纹理数组无法得到全部利用，如果真是这样的话，高通仅通过纠正该问题就可以在几乎不改变混合性能的前提下，大幅提升渲染能力。另外，我们也发现，骁龙 820 的驱动仍然存在一些问题，这可能与原型机这个早期设备有关。

总结

高烧不退的骁龙 810 已经注定成为史上最尴尬的一枚 SoC，高通也在 2015 年里遭到了三星的全面压制，但是正因为有了这样的经历，大家才更期待高通在骁龙 820 身上能带来怎样的转变，换句话说，如何纠正自己的错误才是高通所面临的最大问题。

从此次的实际测试数据来看，高通显然又重新找回了自己的发展道路，在 CPU 以及 GPU 测试环节都有所改善，要知道的是，这还是在原型机、驱动不完善、软件未作优化的情况下测得的数据，后期还有不小的优化空间。性能提升固然值得称赞，但经历了骁龙 810 事件后，大家的关注点也都转向了每 W 性能或者说效能，毕竟实际设备不可能像现在的 MDP/S 原型机一样厚重，在有限的机身空间内，骁龙 820 的实际表现具体如何仍然值得关注，这里讨论原型机的发热情况也确实意义不大，要知道骁龙 810 的 4K 原型机也同样不存在发热问题，但是，实际的表现大家都懂的。

放眼整个行业来看，高通骁龙 820 在 CPU 方面依然将会面临来自 ARM 的 Cortex A72 以及三星 M1 的挑战，毕竟从原始性能来看，Kyro 并没有将 A72 甩开很远，再加上华为麒麟 950 或是联发科 Helio X20 已经将其主频提升至 2.3 和 2.5GHz 的水平，因此高通骁龙 820 在 CPU 上要想胜过它们并不轻松。另一个值得关注的就是软件层面的优化程度，毕竟目前绝大多数软件都没有针对骁龙 820 做出专门的优化，骁龙 820 的功力究竟能在实际应用中发挥出几成也非常值得关注。GPU 方面，骁龙 820 的 Adreno530 表现足够给力，甚至力压苹果 A9 的 PowerVR GT7600，相信这一优势也会在最终的零售设备上得到展现。

注：本文发布在 IT 之家，翻译自外媒 AnandTech，由网友“樱花庄的白猫”编辑整理，原文链接：http://www.ithome.com/html/digi/193973.htm。

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