Qualcomm Snapdragon 820 Performance Preview: Möt Kryo

Jag tror inte att det finns något sätt att sockerlacka det här, men 2015 har inte varit ett särskilt bra år för Qualcomm i den avancerade SoC-branschen. Företaget är fortfarande en ledande SoC-utvecklare, men Snapdragon 810, företagets första ARMv8 AArch64-kapabla SoC, levde inte upp till förväntningarna. Till synes hålls tillbaka av designfrågor och en grov 20nm plan tillverkningsprocess – ett problem som delas av många leverantörer under det senaste året – Snapdragon 810 kunde inte dra nytta av sina högklockade ARM Cortex-A57-kärnor, och kämpade till slut inför SoCs byggda på bättre processer som Samsungs överraskande tidiga Exynos 7420.

Men syftet med dagens artikel är inte att påminna om det förflutna, det är snarare att blicka mot framtiden. Qualcomm vet alltför väl vad som har hänt det senaste året och kostnaden för företaget som har kommit från det, så nu måste de damma av sig och försöka igen. Med Samsungs mer avancerade 14nm FinFET-process i handen, en ny CPU-kärna, en ny GPU och ett antal andra framsteg är Qualcomm redo att försöka igen; för att försöka återerövra den gamla goda tiden med 28nm och deras Krait CPU-arkitektur.

För det ändamålet började Qualcomm tidigt prata om Snapdragon 820 och göra så högt. Förra månaden höll företaget sin första pressdemonstration av SoC, som visade upp tidiga demonstrationer i aktion och gick in mer i detalj än någonsin tidigare på deras prestanda- och effektprojektioner för deras nästa generations SoC.

Om det finns någon olycklig aspekt av något av detta, är det att medan Qualcomm visar upp Snapdragon 820 idag, kommer den inte att vara redo för semestern (i linje med vad vi förväntar oss kommer att vara den typiska vårens smartphone-uppdateringar). Men en del av detta drivs tydligt av Qualcomms affärsbehov och den tidigare nämnda ansträngningen hos Qualcomm att snabbt ta sig och försöka igen.

Samtidigt efter förra månadens demonstrationer är Qualcomm den här månaden redo att gå vidare till nästa fas i vad som har blivit deras traditionella utrullningsprocess för en ny SoC: ge pressen tillgång till företagets Mobile Development Platform (MDP)-enheter. Designad för mjukvaruutvecklare att börja bygga appar och (i brist på ett bättre ord) upplevelser kring den nya SoC, är MDP något av hemmet i SoC-utveckling, eftersom det betyder att Qualcomm är redo att låta pressen och utvecklare se hårdvara och nästan slutlig mjukvarustapel. Vi har tidigare förhandsgranskat Snapdragon 800, 805 och 810 via deras MDP, och för Snapdragon 820 har Qualcomm återigen valt att göra detsamma. Så utan vidare, låt oss ta vår första titt på Snapdragon 820.

Qualcomm tog en vandring ner till soliga San Diego och gav oss Snapdragon 820 MDP/S. En 6,2-tums phablet, MDP/S är ett utvecklingskit designat för funktion över form, som innehåller en komplett systemimplementering (sans cellulär) i en annars utilitaristisk design. Tillsammans med Snapdragon 820 SoC, inkluderar 820 MDP/S också en 6,2” 2560×1600 skärm, 3GB LPDDR4-minne som körs på något högre 1804MHz istället för 1555MHz som vi har sett på Snapdragon 810 och 420GB Universal paket, en 21 MP bakre kamera, 802.11ac WiFi och en Sense ID ultraljudsfingeravtrycksläsare. På det hela taget skiljer sig MDP/S:s estetik avsevärt från vad mobiltelefoner kommer att gå för, men internt kommer MDP/S inte att vara långt borta från de typer av konfigurationer vi kommer att se i 2016 års smartphones.

Sammantaget finns det lite att rapportera om själva MDP/S-upplevelsen. Qualcomm håller fortfarande på att reda ut några drivrutinsbuggar – bara en enhet i vår grupp var redo att köra PCMark – och för att vara säker, precis som tidigare Qualcomm MDP-förhandsvisningar, är detta i högsta grad en förhandsvisning. Men upplevelsen var annars omärklig (på ett bra sätt) med vår enhet som slutförde alla våra tester bar del av SPEC CPU 2000, vilket kommer att kräva ytterligare analys.

Mer intressant ur ett testperspektiv är att Qualcomm valde att demonstrera Snapdragon 820 med MDP/S-smarttelefonutvecklingssatsen, istället för ett större MDP/T-surfplattautvecklingssats. Qualcomm har använt MDP/T för pressdemonstrationer på både Snapdragon 800 och Snapdragon 810, så det faktum att de återigen använder MDP/S är mycket anmärkningsvärt. Ur ett rent prestandaperspektiv tillät MDP/T Qualcomm att visa upp tidigare Snapdragon-designer när de är som bäst – det här är trots allt bara prestandaförhandsvisningar – men efter Snapdragon 810 tvivlar jag inte på att det här hade varit en annan MDP/T än 820:s termik och strömförbrukning skulle ifrågasättas. Så istället tittar vi på 820 i en phablet, och även om detta kanske inte sätter 820 i bästa möjliga ljus, är slutresultatet att vi får se hur prestanda i en stor telefon ser ut, och för Qualcomm finns det ingen tvivlar på 820:s lämplighet för en smartphone.

När det gäller själva Snapdragon 820 har vi redan täckt SoC på djupet i tidigare artiklar – och veckans förhandsvisning kommer inte med mycket i vägen för ny arkitektonisk information – men här är en snabb sammanfattning av vad vi vet hittills. 820 använder en ny Qualcomm-utvecklad CPU-kärna som heter Kryo. Den fyrkärniga CPU:n beskrivs bäst som en HMP-lösning med två högpresterande kärnor klockade till 2150 MHz och två lågeffektskärnor klockade till 1593MHz. CPU-arkitekturerna för båda klustren är identiska, men med skillnader i cachekonfiguration och deras effekt/frekvensjustering.

Samtidigt är grafikprocessorn inuti 820 Adreno 530. Detta är en nästa generations design från Qualcomm och inkluderar funktionalitet som hittills bara funnits i PC-datorer, såsom delat virtuellt minne med CPU:n, vilket möjliggör ett OpenCL-värdprogram och en enhetens kärna för att dela ett virtuellt adressutrymme så att åtkomst till datastrukturer som listor och träd enkelt kan delas mellan värden och GPU. Den underliggande arkitekturen är kapabel till Renderscript och OpenCL 2.0 på datorsidan – ett betydande steg upp från Adreno 400 – och på grafiksidan stöder OpenGL ES 3.1 + AEP och Vulkan. Vi vet att 530 borde vara kraftfull, men som tidigare Qualcomm-designer säger företaget praktiskt taget ingenting om den underliggande arkitekturen.

Slutligen, även om det inte är något som kan täckas in i våra korta tester, innehåller 820 ett nytt DSP-block, Hexagon 680. Hexagon 680 och dess Hexagon Vector Extensions (HVX) är designade för att hantera betydande beräkningsbelastningar för bildbehandlingsapplikationer som t.ex. virtuell verklighet, förstärkt verklighet, bildbehandling, videobearbetning och datorseende. Detta innebär att uppgifter som annars kan köras på en relativt strömkrävande CPU eller GPU kan köra en jämförelsevis effektiv DSP istället. HVX har 1024-bitars vektordataregister, med möjlighet att adressera upp till fyra av dessa luckor per instruktion, vilket tillåter upp till 4096 bitar per cykel.