【820】高通骁龙820处理器性能经验与总结[三星galaxy S7边缘平台]

Qualcomm高通骁龙820处理器-在网上拍的照片

移动处理器进入64位ARM-v8A体系结构后，智能手机的处理性能和效率逐渐接近X86台式机，由于手机的体积和电池限制，对流程发展的需求比PC平台更迫切。随着Apple A9、Exynos7420等16/14纳米FinFET工艺处理器的诞生，移动处理器的总体技术含量与英特尔最新Skylack体系结构X86处理器持平，在上市和上市时也几乎保持同步。经历了骁龙810发热和性能不平衡的尴尬之后，高通第一个14纳米工艺的高级移动处理器性能自然备受期待。(威廉莎士比亚，Northern Exposure(美国电视连续剧)，)原定今天进行的华为P9语音通话评估由于样品拍摄没有停止，将推迟到下周进行。

体系结构简介

Qualcomm高通骁龙820处理器架构-在网上拍的照片

骁龙820[MSM8996]三星14纳米FinFET工艺，CPU部分高通自行设计4核Kryo体系结构，由惠普高性能双核和LP低功耗双核组成，以及ARM的big。LITTLE大小核心技术基本相同，HP核心最大时脉速度不依赖2.15GHz累积核心数，达到高性能才符合高通一贯的风格。

随着应用热点的变化，新一代高通处理器不再强调GPU部分的渲染性能，而是更加重视ISP图形和视频处理功能。骁龙820内置GPU支持Adreno530、工作频率624MHz、OpenCL 2.0、OpenGL ES 3.1和最新显卡API Vulkan。支持3:1的帧缓冲显示纹理压缩是Android系统显示的硬件级别优化，以极高的压缩率大大减少了处理高分辨率CPU的负担。新的Spectra ISP支持多达2500万像素相机的图像处理和14位颜色采样，处理能力比骁龙810的2000万像素更强。事实上，手机的ISP性能比消费者级单反相机和微单相机好得多，但性能上的优势不是设备制造商能做到的，而是Lumia 950XL的相机，不能提供惊人的颜色和动态表达。我相信对14位ISP痛苦的实际能力不会有疑问。

骁龙820在HDMI2.0、4K分辨率下支持60fps显示，并具有4K分辨率的HEVC[H.265]视频编解码器功能。其中，10bit颜色HEVC解码回放和4K30FPS的录音功能，近两年没有升级的中端PC也无法企及。骁龙820还注重VR应用优化，GearVR应用在游戏中也能以60FPS帧速率录制，市场上甚至出现了骁龙820处理器的头部戴多功能一体机。但是，从纯性能角度来看，Adreno530的理论性能提升只有40%，与Tegra X1[集成nVIDIA Maxwell GPU]等图形性能卓越的移动处理器相比，将存在显着的差异。

除了强大的图形和视频处理性能外，骁龙820的多媒体性能也略有提高。Hexagon 680 DSP的性能提高使您能够在低功耗下调整各种传感器的操作。附带的WCD9335音频编解码器支持24bit192kHz播放，海通突然将HiFi作为新的卖点，但原生Android系统没有正确支持HD音频。现在主流应用程序越来越复杂，屏幕分辨率大大高于PC平均水平，手机应用环境对存储和内存的性能要求与PC差不多。骁龙820支持双通道LPDDR4内存和UFS2.0存储规格，但对于2K级分辨率屏幕手机，S7E的实际工作内存为3.4GB，系统工作时可用内存约为一半，与三星一起工作。骁龙820的X12基带支持LTE Cat 12下行/Cat 13上行的速度规格，速度规格分别为600/150mbps。与QCA9500芯片一起支持802.11ad的60Gbps速度的无线LAN[不包括S7E，仅支持802.11 AC]](如果用户有相同规格的无线路由器)。

骁龙820支持QC3.0快速充电，但S7E相对保守，采用微型USB 2.0接口和QC2.0标准，充电电流为1.67A，三星的官方说明是为了保持与GearVR的兼容性。

理论性能测试和使用经验

三星galaxy S7 Edge智能手机-性能测试-Geekbench3测试成绩

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Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 性能测试 - 3DMark Ice Storm Unlimited测试

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 性能测试 - PCMark测试

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 性能测试 - GFXBenchmark测试

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 性能测试 - GFXBenchmark测试排名

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 性能测试 - 《3DMark》Ice Storm Unlimited测试排名

在理论测试中，我们仍以GeekBench3、3DMark[Ice Storm Unlimited为主]以及PCMark测试分别给处理器的CPU理论性能，GPU理论性能以及日常应用做参考，对于高端设备再加入GFXBench等高级测试进行参考。在GeekBench3的理论CPU性能测试中，高通Kryo架构优势异常可怕，理论性能首度超越Surface Pro2上的i5 2500U，尽管这已经是一颗老架构的处理器了，但其意义依旧非凡，虽然看起来相比台式机的i5 3570K差距依然较大，但要注意的是这颗i5的测试成绩是在4.2GHz的运行主频下获得的，而S7E的骁龙820一般情况下不会超过1.8GHz。

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 使用Gear VR玩《Minecraft VR》

图形单元部分，Adreno530的进步似乎较小，相比骁龙810的Adreno 430，性能仅提升不到20%，对于VR游戏等应用的性能需求，这点进步显然是完全不够的。当然整体来说，理论测试也仅仅是记录其理想成绩，820在连续长时间运行时主频会进一步降低至1.2GHz，目前绝大多数3D手游将帧率限制在30FPS，影响或许较小，但在VR类应用中则需要火力全开至60FPS甚至75FPS以上，以跟上显示器的刷新速率，即使是Mincraft VR这种画面特效相对简单的游戏中，也很难保持平滑流畅帧率。当前移动处理器的性能瓶颈已经不在CPU上，而是GPU及散热。

而在PCMark上，S7E的表现稍稍落后于vivo Xplay5，初步预计是和主频限制以及存储性能有关，毕竟Xplay5的128GB存储容量和性能都明显高过32GB的S7E。当然随着用户预装的网络应用越来越多，系统性能和速度下降也是必然的，如何有效控制后台程序乱跑才是Android手机最需要解决的问题。

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 影音体验 - 播放4K分辨率H.264编码视频

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机 - 影音体验 - 播放HEVC编码视频

S7E支持应用分屏显示，这刚好便于我们查看在视频解码播放时CPU资源的占用情况，可以看到在播放1080P分辨率的HEVC编码视频时，CPU资源占用率和运行频率还是比较低的，而同样的视频在i5 3570K的台式机上播放时，处理器占用在25%以上。

总结

随着半导体工艺和处理器架构设计水平接近极限，移动平台的处理器已经很难像几年前那样每年性能以翻倍的速度增长了，目前无论是ARM的Cortex-A72或是高通Kryo架构，在手机散热限制下性能已经足够出色，效率也已经基本追平了上一代英特尔X86处理器的水准，而图形性能仍是移动处理器的弱项，相比入门的i5 2500U英特尔核显都有较大差距，也比不上工艺落后一代的Tegra X1，而骁龙820相比已经是目前手机平台拿得出手的最好的处理器了。当然这也可以理解，目前图形单元技术的光栅、向量运算单元等核心科技基本掌握在nVIDIA以及AMD这两家专业图形单元设计厂商手里，门槛相对ARM处理器的开放式架构设计要高出许多，而高性能GPU的功耗相对CPU也要大得多。移动处理器的图形单元厂商具体是什么技术水平？给苹果手机处理器提供图形单元技术授权的PowerVR在15年前就尝试过在PC领域挑战当时的nVIDIA和当时尚未被AMD收购的ATI，答案已经很明确。

台积电和三星都将在今年底实现10nm工艺芯片的量产，相比之下英特尔的X86则要等到明年第三季度才能出现，移动处理器的发展肯定还远未结束。但如今的商业热门VR或AR，都是对图形性能要求极高的应用，处理器的性能瓶颈相对于图形单元反而不那么明显。当然PC平台上VR应用和游戏对显卡的要求也是极高，基本上已经将占市场份额80%的核显用户完全阻挡在外。

虽然移动处理器性能已经难以提升，但为什么还是能成为市场热门，每一代高通旗舰处理器都能成为国产手机的宣传热点，连抢“首发”都成为了必要的商业手段？手机生产设计的标准化导致的卖点枯竭，上游厂商单一等因素外[至少已经没有手机厂商有勇气使用Tegra X1]，手机价格相对低廉，容易购买也是非常重要的原因。一台Skylake i7处理器的高性能PC的价格相比各品牌的“旗舰”手机价格差距在5~10倍以上，PC使用时间减少，价格昂贵阻止了用户升级电脑的消费欲望，PC DIY正逐渐变成小众的高端消费市场，不考虑各类八心八钻的贵族产品，手机显然要便宜得多。拥有一台技术含量科技水平比家里那坨电脑高得多的智能手机，已经是当代消费者的生活常态。