Snapdragon 800 - Smocza perła w koronie Qualcomma

W tekście tym porównamy wydajność Snapdragona 800 do innych konkurencyjnych i obecnych na rynku jednostek, do podzespołów stosowanych w mobilnych i stacjonarnych komputerach oraz zastanowimy się, czy Qualcomm ma jakiegokolwiek konkurenta na rynku, a jeśli tak, czy będzie w stanie mu sprostać. Jednak zanim to zrobimy, powinniśmy przypomnieć sobie, z czego składa się najlepsza jednostka z oferty Qualcomma.

Tak jak w przypadku rodziny Snapdragon 600, tak też do S800 należy tylko jeden model, a konkretnie MSM8974. Tak jak wszystkie inne procesory opisane w tym artykule, także on został wykonany w procesie technologicznym 28 nm i wspiera instrukcję ARMv7. Składa się on z czterech rdzeni Krait 400, do tej pory najwydajniejszych wyprodukowanych przez Qualcomma, taktowanych zegarem wynoszącym maksymalnie 2,3 GHz na rdzeń. Uzyskanie tak ogromnej częstotliwości taktowania zegara rdzeni dzięki zastosowaniu procesu technologicznego TSMC 28 nm HPM (High Performance for Mobile) HK-MG zamiast używanego wcześniej (między innymi przy produkcji rdzeni Krait 200 i Krait 300) procesu 28 nm LP (Low Power), który pozwalał uzyskać maksymalnie 1,7 GHz.

Tak naprawdę rdzenie Krait 400 różnią się od Krait 300 tylko (albo aż) właśnie zastosowaniem innego procesu technologicznego oraz szybszej pamięci podręcznej drugiego poziomu. Każdy rdzeń został wyposażony w 8 kB pamięci podręcznej zerowego poziomu oraz 32 kB pierwszego poziomu. Wszystkie cztery rdzenie współdzielą między sobą pamięć podręczną drugiego poziomu, której jest 2 MB. Procesor ten współpracuje z 32-bitową pamięcią LP-DDR3 działającą w trybie dwukanałowym. Pamięć ta działa z częstotliwością 800 MHz, a jej przepustowość wynosi aż 12,8 GB/s.

Zastosowany tu układ graficzny to zupełnie nowy Adreno 330. Qualcomm nie zdradził zbyt dużo informacji na jego temat, ale udało się nam dowiedzieć, że jego wydajność potrafi być aż o połowę większa niż w przypadku Adreno 320, stosowanego między innymi w Snapdragonach S4 Pro oraz 600. Jest to naprawdę duży postęp, który powinien sprawić, że smartfony i tablety wyposażone w procesory Qualcomma będą bez problemu pozwalać na uruchamianie nowych gier w rozdzielczości 1920×1080 i wyższej. Tak jak Adreno 320, nie został on wyposażony w oddzielne jednostki od obliczania wierzchołków i pikseli, a w zunifikowane shadery potrafiące wykonywać oba te zadania. Wspierane przez Adreno 330 silniki graficzne to OpenGL ES 3.0, DirectX, OpenCL, Renderscript Compute oraz FlexRender. Tak jak wcześniej opisane układy graficzne, tak też i ten został przystosowany do obsługiwania silników graficznych takich jak Unity, Epic oraz Unigine.

W skład Snapdragon 800 wchodzi też sygnałowy Hexagon QDSP6. Przydaje się on w mało wymagających zadaniach, takich jak odtwarzanie muzyki, wzbogacanie efektów audio, przetwarzanie obrazu oraz poprawianie jakości obrazu. Hexagon wspiera też operacje zmiennoprzecinkowe, operacje wektorowe, dynamiczną wielowątkowość oraz rozszerzone instrukcje multimedialne, które poprawiają wydajność prądową jednostki. Jest to jednostka bardziej wydajna od Hexagona QDSP6 stosowanego w Snapdragonach 400 i 600.

Qualcomm Snapdragon 800 dysponuje ogromnymi możliwościami, obecnie praktycznie nie do wykorzystania. Umożliwia on nagrywanie i odtwarzanie wideo w rozdzielczości 3840 x 2160. Oprócz tego jego prędkość przetwarzania danych podczas robienia zdjęć i nagrywania filmów wynosi aż 640 Megapikseli na sekundę, co może pomóc podczas robienia wielu zdjęć w trybie Burst oraz podczas nagrywania materiału wideo. Oprócz tego umożliwia odtwarzanie wielu kanałów dźwiękowych przy wykorzystaniu DTS-HS oraz Dolby Digital Plus. Kolejnym plusem Snapdragona 800 jest możliwość obsługi wyświetlaczy o maksymalnej rozdzielczości 2560  x 2048 i 4K oraz strumieniowania wideo w rozdzielczości 1080p za pomocą Miracast.

Także pod tym względem Snapdragon 800 prezentuje się lepiej od innych układów. Przede wszystkim wspiera łączność LTE (4G) w takich standardach jak LTE FDD, LTE TDD, WCDMA, CDMA1x, EV-DO, TD-SCDMA oraz GSM dla maksymalnych prędkości 150 Mbps. Oprócz tego obsługuje nie USB 2.0, a USB 3.0 (kompatybilny wstecznie), przez co prędkość przesyłania plików za jego pomocą jest wielokrotnie większa niż w przypadku USB 2.0. Oprócz tego nie zabrakło tu również WiFi w najnowszej wersji 802.11 ac, Bluetooth w wersji 4.0 oraz modułu GPS wspierającego technikę lokalizacyjną IZAT.

Odpowiadając na pytanie mówię: układ jest dostępny w smartfonach Samsung Galaxy S4 LTE-A, Sony Xperia Z Ultra, LG G2. Niestety jak na razie nie mieliśmy dłużej korzystać z tego procesora, dlatego musimy posłużyć się wykresami kolegów z serwisu Anandtech, którzy jakiś czas temu zostali zaproszeni przez Qualcomma na spotkanie w San Francisco, gdzie mogli pobawić się urządzeniami deweloperskimi udostępnianymi bezpośrednio przez Qualcomma. Najciekawszym z nich jest tablet MSM8974 MDP/T. Urządzenia bazujące na nim powinny pojawić się jeszcze w tym roku, konkretnie w ostatnim jego kwartale. Wcześniej powinny pojawić się pierwsze smartfony ze Snapdragonem 800.

Jest on wyposażony w cztery rdzenie Krait 400 cechujące się częstotliwością taktowania rdzeni równą 2,3 GHz, kartę graficzną Adreno 330 o taktowaniu 450 MHz, 2 GB pamięci LPDDR3 o częstotliwości taktowania 800 MHz, 32 GB pamięci flash eMMC 4,5, 11,6-calowy ekran o rozdzielczości 1080p, dwie kamery: przednią o rozdzielczości matrycy 2 Megapiksele i tylną z matrycą o rozdzielczości 12 Megapikseli i lampę błyskową. Tablet był wyposażony w złącza USB 3.0, microHDMI, microSD oraz gniazdo słuchawkowe 3.5 mm i pracował pod kontrolą systemu Android 4.2 Jelly Bean.

Jednak to nie o same wykresy chodzi, gdyż włączyć benchmark i spisać z niego wynik potrafi absolutnie każdy. Najważniejsza jest ich poprawna interpretacja, gdyż niekiedy nawet maszyna może się pomylić i dać nam bezsensowną informację. Są to pojedyncze sytuacje, ale trzeba wiedzieć, kiedy się na nie trafiło.

Testy procesora wykonano w programach takich jak Browsermark 2.0, Google Octane Benchmark v1, Mozilla Kraken Benchmark 1.1, SunSpider Javascript Benchmark 1.0, Vellamo Benchmark 2.0 oraz AndEBench. Sprawdzały one przede wszystkim wydajność procesora w przeglądaniu Internetu, obsłudze HTML 5 i Javy. Zabrakło tu typowych aplikacji do testowania mobilnego procesora z prostego powodu – na Androidzie jest ich wyjątkowo mało. O wiele więcej programów pozwala porównać wydajność zastosowanego układu graficznego lub całego urządzenia.

Tablet wyposażony w procesor Qualcomm Snapdragon 800 (MSM8974) okazał się gorszy od konkurencji zaledwie w dwóch testach – Google Octane Benchmark oraz Mozilla Kraken Benchmark. Warto wziąć pod uwagę, że najlepszy Snapdragon został tu pokonany tylko i wyłącznie przez tablet Google Nexus 10, który jest wyposażony w jednostkę Samsung Exynos 5 Dual (Dwa rdzenie ARM Cortex A15) o częstotliwości taktowania rdzeni 1,7 GHz. Jak na moje oko, ewidentnie widać tu, że wynik tego testu zależy nie tylko od samej wydajności procesora, ale również od zastosowania zupełnie czystej wersji Androida, która zawsze będzie sobie radzić lepiej (zwłaszcza w teście Google). Zresztą nawet biorąc pod uwagę także te dwa testy na pierwszy rzut oka widać, że w pozostałych programach Qualcomm Snapdragon 800 wręcz masakruje konkurencję i jest zdecydowanie najwydajniejszą jednostką w tym zestawieniu.

Pierwsze testy wykonano w programie 3DMark for Android. Wybór akurat tego benchmarka był oczywisty z kilku względów. Najważniejszy z nich to fakt, że firma Futuremark robi dobre benchmarki od kilkunastu lat, czyli od czasów kiedy smartfony i tablety nam się jeszcze nie śniły. Program ten składa się z kilku testów, z których tylko najmniej wymagający (Ice Storm) jest dostępny na smartfonach i tabletach. Bardziej skomplikowane testy można uruchomić tylko w wersji na komputery PC. Niemniej mimo to pozwala nie tylko na porównanie wydajności poszczególnych urządzeń mobilnych między sobą, ale też w porównaniu do typowych komputerów, stacjonarnych i przenośnych.

3DMark kiepsko nadaje się do testowania całych urządzeń z wbudowanymi ekranami, ale świetnie pokazuje samą wydajność układu. Dzieje się tak, gdyż test nie jest uruchamiany w rozdzielczości urządzenia, a po prostu 720p lub 1080p, po czym obraz jest skalowany do rozdzielczości ekranu sprzętu. Przez to dosyć trudne jest sprawdzenie tu, czy gry będą lepiej działać na urządzeniu X czy Y, ale o wiele łatwiej jest sprawdzić czystą wydajność układu bez względu na inne elementy urządzenia. Jeśli ktoś nadal nie rozumie, posłużę się obrazowym przykładem: słabszy smartfon z ekranem 720p zapewni większą płynność niż trochę mocniejszy model z ekranem 1080p. Stanie się tak, bo będzie musiał przeliczyć dwa razy mniejszą liczbę punktów. 3DMark sprawdzi z kolei oba telefony jakby miały taką samą rozdzielczość obrazu.

Testy zostały wykonane w rozdzielczości 720p. Wynik „Graphics” odpowiada za wydajność zastosowanego układu graficznego, „Physics” bazuje głównie na procesorze i możliwości przeliczania fizyki, a wynik „Ice Storm” prezentuje ogólną wydajność układu. Test „Graphics 1” polega na przeliczaniu ogromnej liczby wierzchołków (530 000) i stosunkowo małą liczbę punktów (4 700 000), zaś „Graphics 2” na przetwarzaniu bardzo dużej liczby punktów (12 600 000) i małej liczby wierzchołków (75 000). Dzięki oddzieleniu obu testów od siebie mamy pewność uzyskania konkretnych rezultatów zależnych od różnych sytuacji. Ważne jest też, że dzięki temu „zadławienie się” układu podczas jednego typu obliczeń nie będzie mieć wpływu na ich inny rodzaj.

Wyniki testów chyba nie wymagają komentarza. O ile w poprzednich testach Qualcomm był znacznie lepszy od konkurencji, tak teraz ją po prostu masakruje. Różnice w wydajności nad drugim w kolejce układem sięgają nawet 70%. W ramach ciekawostki dodam, że od razu za referencyjnym tabletem Qualcomma plasują się urządzenia wyposażone w układy Qualcomm Snapdragon 600. Przypadek? Nie sądzę. Testy „Physics” potwierdził również bardzo wysoką procesora zastosowanego w Snapdragonie 800.

GLBenchmark to kompleksowe urządzenie do testowania wydajności układów mobilnych, zwłaszcza ich części graficznej w grach. Zawiera ono zarówno niskopoziomowe testy wypełniania i przetwarzania trójkątów, jak również benchmarki symulujące działanie gry. Tutaj Qualcomm Snapdragon przegrał tylko ze słabszymi technicznie sprzętami Apple, które w tym teście regularnie okazują się wydajniejsze od pozostałych sprzętów. Dzieje się tak przez zamknięty charakter systemu iOS, który pozwala lepiej dopasować oprogramowanie do bardzo ograniczonej liczby konfiguracji sprzętowych. Android jest otwartym systemem, który zadziała na niemal każdym sprzęcie i da się go łatwo modyfikować. Ceną za to jest gorsza optymalizacja, a co za tym idzie – wydajność.

Jeśli jednak spojrzymy na urządzenia z systemem Android, ponownie okazuje się, że to sprzęt ze Snapdragonem 800 jest tutaj po prostu najszybszy i ponownie deklasuje konkurencje. Poza pojedynczymi przypadkami, gdzie na prowadzenie wychodzi Samsung Galaxy S 4 z procesorem Exynos, największą wydajność oferuje właśnie procesor Qualcomma, co jednak nie powinno nikogo zaskoczyć. Sytuacja ta ma się jednak występuje w testach niskopoziomowych, niepraktycznych. Gdy przechodzimy do realnej gry, Qualcomm Snapdragon 800 bez problemu bije nawet konkurencję z logiem nadgryzionego jabłka.

Do testów dodane zostały jeszcze dwie aplikacje – Epic Citadel oraz Basemark X. Obie nie zawierają jakichkolwiek testów niskopoziomowych, a tylko symulacje gier. Epic Citadel dodatkowo pozwala nie tylko na testowanie sprzętu, ale też samodzielnie poruszanie się po pięknie wyglądającym zamku. W ramach ciekawostki dodam, że Epic Citadel wykorzystuje silnik Unreal Engine III, który jest jednym z najczęściej używanych silników podczas tworzenia gier AAA (najwyższej klasy) na komputerach osobistych oraz konsolach Xbox 360 i Playstation 3. Mimo to radzą sobie już z nim smartfony i tablety. Doskonale pokazuje to postęp w produkcji sprzętu, jaki dokonał się przez ostatnie lata.

Jak widać na wykresach, Qualcomm Snapdragon 800 i tu okazuje się znacznie szybszy od konkurencji. Jest to bezapelacyjnie najszybszy układ mobilny na rynku i żaden konkurencyjny produkt nie jest w stanie go prześcignąć. Kupując smartfon lub tablet właśnie pod kątem wydajności w grach to właśnie jednostka Qualcomma jest absolutnie najlepsza.

Przy opisie benchmarka 3D Mark wspomniałem, że możliwe jest porównanie w nim urządzeń mobilnych do pecetów. Taki test również został wykonany. Okazało się, że wydajność Snapdragona 800 jest wyższa niż procesorów Intel Atom oraz AMD Brazos używanych w laptopach. Oznacza to, że układ Qualcomma mógłby bez problemu służyć jako serce maszyny do prostych zadań takich jak przeglądanie Internetu, praca z tekstem, granie w proste gry czy obsługa multimediów.

Nie ma więc nic dziwnego tym, że zarówno Microsoft ze swoim Windowsem RT, jak też Google ze swoim Chrome OS dostrzega coraz większą rolę procesorów ARM w obecnym świecie i przygotowuje specjalne odsłony swoich komputerowych systemów operacyjnych stworzone z myślą o nich. To po prostu znak czasu, który mówi, że nie nadeszła Era Post PC, ale że urządzenia mobilne same stają się pecetami. Oczywiście jak na razie nawet najlepsze układy mobilne nie mogą konkurować z laptopowymi jednostkami stosowanymi w laptopach za 2000 zł i więcej, takimi jak AMD A4 lub Intel Core i5, ale kto wie, być może niebawem i ta sytuacja ulegnie zmianie.

Po przetestowaniu procesora Qualcomm Snapdragon 800 nasuwa się prosty wniosek, a mianowicie – Qualcomm jak na razie jest prawdziwym hegemonem na rynku mobilnym. Inwestuje w mnóstwo osiągnięć techniki, takich jak ekrany Mirasol, ale przede wszystkim produkuje ogromne ilości procesorów mobilnych. Mimo to nie idzie wówczas na ilość, ale na jakość, czego przykładem jest świetna jednostka Qualcomm Snapdragon 800. Sprzęt ten jest o wiele szybszy nawet od zachwalanego ostatnio przeze mnie Snapdragona 600 oraz od całej konkurencji, co potwierdzają wyniki testów. Widać, że zmiana procesu technologicznego i związane z nią zwiększenie częstotliwości taktowania pracy rdzeni o 600 MHz poskutkowało dużym zwiększeniem wydajności.

Miło zaskoczył nas też bardzo szybki układ graficzny Adreno 330, który okazał się sporo wydajniejszy od swojego poprzednika oznaczonego cyfrą 320. Dzięki temu cały układ potrafi być lepszy nie tylko od swoich konkurentów z rynku ARM, ale też jednostek stosowanych w komputerach mobilnych. Każe to poważnie zastanowić się nad tym, czy niebawem czeka nas zapowiadana od dawna era Post PC. Kto będzie potrzebował komputera, jeśli urządzenie o podobnej mocy będziemy mieć zawsze przy sobie? Przecież zawsze będzie można podłączyć je do podobnej do laptopa stacji dokującej lub do monitora, klawiatury i myszki otrzymując wówczas laptop lub komputer stacjonarny.

Wpis powstał we współpracy z partnerem merytorycznym Spider’s Web, firmą Qualcomm.

Testy przeprowadzone zostały przez serwis Anandtech, link do artykułu ich autorstwa znajduje się tutaj.