评测:高通835、三星8890,谁更强?

屏幕和设计,是三星 S8 的头等卖点,当然它也继承了前代 galaxy 的硬件和功能特性,例如虹膜识别、无线充电,以及旗舰芯片。三星 S8 和 S8+ 有两个芯片版本,大部分国家和地区拿到的是三星 Exynos 8890 的版本,中国大陆、美国等一些还采用 CDMA 网络(例如电信)的国家或地区,拿到的则是高通 835 的版本。两个版本的芯片都采用三星 10 纳米 LPE(Low Power Early) 工艺生产,都配置 4GB LPDDR4 内存、64GB UFS NAND 闪存。

虽然大陆行货版都采用 835 芯片,不过消费者可以通过各种途径购买 8890 版本的三星 S8,有选择,就有选择困难症,症状的根源往往在于:8890 和 835 到底哪个好啊?

这篇文章的目的,就是帮助各位解答这个问题。除了比较芯片「本身」的性能,这篇文章还会三星 S8的「整体」性能。

高通 835 的 CPU 微架构 Kryo 280 Performance 是基于 ARM Cortex-A73 开发的,而 Kryo 280 Efficiency 是基于 ARM Cortex-A53 开发的。三星 Exynos 8895 也采用八核 big.LITTLE(大小核)设计,区别在于四个大核采用三星独立开发的 M2 微架构,四个小核则直接采用 ARM 的 Cortex-A53 微架构。M2 上一代产品是发布于去年的 M1,应用于 Exynos 8890 处理器上。相比 M1,M2 并没有太大的改进,这是常规型性地提高了性能与功耗,所以它斗得过高通最新的旗舰芯片吗?

续航是智能手机最重要的方面之一。手机硬件再强悍,功能再丰富,如果玩到中午就没电了,恐怕也是相当痛苦的。三星 S6 就是这样的活生生的例子,三星接受了教训,给 S7 增加了电池容量,可惜没有继续给 S8 增加电量,对于 S8+ 还比 S7 edge 降低了 100mAh。这意味着 S8 要想获得更出色的续航,只能从其他方面下功夫,所以能耗方面,三星 8895 和高通 835 谁更好呢?

CPU 性能

在对比三星 S8 整体性能和续航之前,我们先单纯看一下它的 CPU 性能,这涉及到测试 CPU 的整数运算能力、浮点运算能力、缓存速度以及延迟等多个方面。

首先采用一款名为 SPEC CPU2000 的 CPU 测试套件进行跑分,它由 Standard Performance Evaluation Corporation 公司所开发,包括 CINT2000 和 CFP2000 两个测试项目,前者测试 CPU 的整数运算能力,后者测试浮点运算能力。具体的测试原理可以前往它们官网查阅相关文档,这里不多说。简单地说,整数运算反映 CPU 最原始的性能,浮点运算反映 CPU 处理更复杂任务的速度

上述 4 款处理器最大运行频率都在 2.3-2.4GHz 之间,即时钟周期很接近,有利于直接对比 IPC 表现。从上图数据,你可以看到三星 8895 的 M2 微架构和高通 835 的 Kryo 微架构,它们整数运算速度相当接近,在某些测试项目中互有胜负,例如 835 在 parser 和 twolf 分别快了 21% 和 14%,而 8895 在 vortex 快了 18%。

华为麒麟 960 的大核直接采用 ARM Cortex-A73 微架构,它和 M2 都能达到 4 µops/cycle 的速度(在一个循环中完成 4 个微任务?),不过它们具体的执行方法有所不同。M1 和 M2 采用两个简单的逻辑算术单元(ALU)以执行简单的运算,例如加法运算、位运算等,另外还准备了一个复杂的 ALU 处理复杂的乘法和除法运算。而 A73 的复杂 ALU 有两个,它们都可以处理简单的运算,而其中一个还能处理乘法和累加运算,另一个主要处理除法相关的运算。这意味着 M2 和 A73 可以并行处理两个简单运算,而无法同时处理两个一样的复杂运算。区别在于,A73 可以同时处理两个不一样的复杂运算,M2 可以同时处理三个运算(2简单+1复杂),这种区别在高负荷状态下,会在性能上体现出差异。

前面提到 4 款处理器最大运行频率很接近,有利于直观对比 IPC,不过这个图表引入了更多频率各不相同的处理器,为了公平对比,需要先平衡运行频率上的差异再对比 IPC,具体的做法是用 SPECint2000 Ratio 除以频率(GHz),可以立即为在 1GHz 的周期内 IPC 是多少。

三星 8895 和高通 835 的测试结果非常接近,可以认为它们的 IPC 是一样的。排在第一位的是采用 ARM Cortex-A73 微架构的华为麒麟 960,它和采用 Kryo 280 微架构的高通 835 也没有太大的差异,毕竟 Kryo 280 是高通在 ARM Cortex-A73 的基础上二次开发的成果。和高通上一代旗舰芯片 820/821 比起来,835/8895 提升了 26%。

上表还揭示了一些其他事实。高通 625 采用 Cortex-A53 微架构,虽然是一颗八核心处理器,但性能比较很一般,高通 15 年发布的基于 Cortex-A57  的 808 六核处理器,其性能甚至达到 625 的 1.6 倍,所以不要迷信核心数量。如果你还小米 4(高通801),想知道升级到 835 性能会有多大提升,答案是:有两倍多的提升。

Geekbench 4 也可以测试 CPU 的整数运算能力,上图就是 Geekbench 4 对四款处理器的测试结果。你可以看到三星 S8 配置的 835 和 8895 两颗芯片,它们的性能依然比较接近,各有胜负。

按照上面提到的方法剔除频率的影响,S8 8895 的 M2 核心比 S8 835 的 Kryo 280 核心快了大概 5%,而麒麟 960 的 Cortex-A73 核心和高通 Kryo 280 的核心表现几乎一样,它们相比上一代都基于 Cortex-A72 的麒麟 955/950 处理器只有小幅度的提升。

SPECint2000 和 Geekbench 4 都揭示了一个有趣的事实:基于高通第一代自主微架构 Kryo 的骁龙 821 处理器,其整数运算跑分甚至比基于 Cortex-A57 的骁龙 810 更低。另外,同样都是 Cortex-A53 内核,高通 625 比华为麒麟 655 跑分高了 10%。

整数运算能力不能完全代表 CPU 的强弱,在执行某些任务时浮点运算更重要。所以接下来还需要测试它们的浮点运算性能。

上图是使用 Geekbench 4 测试的浮点运算数据,这一次 8895 每一个跑分都高于 835,而高通 821 几乎每一个跑分都高于麒麟 960,甚至也高于 835!

还是剔除频率的影响再对比结果。8895 比 835 快了 17%,而高通上一代旗舰处理器 821 排在第一,它的跑分比 8895、835 分别高了 11% 和 13%。另外 835 的浮点运算能力和华为麒麟 955、960 差不多。

 

内存跑分

注意这里的内存主要是指芯片上的内存,不是 4GB 那个 LDDR4 内存。Geekbench 4 的这个内存跑分也可以反映 CPU 的速度,它主要从 3 个纬度进行衡量 :

memory copy 这个项目,即 CPU 执行指令把 n 个字节从 a 点复制到 b 点的速度,8890 明显快于 835,每秒钟可以完成 6.74GB 的数据量。不过 835 的延迟比 8895 低,带宽比 8895 大。

高通 835 的 Kryo 280 拥有 64KB 的 L1 缓存,而三星 8895 只有 32KB 缓存,前者的缓存延迟稳定在 1.28 纳秒,比三星 M2 的 1.72 纳秒快了 26%。至于 L2 缓存,高通 835 的延迟依然好于三星 8895,不过只有大概 9% 的优势。

总的来说,在浮点运算速度上,三星 8895 M2 核心的 IPC 稍微高于高通 835 的 Kryo 280,但整数运算速度它们大同小异,互有胜负。

 

系统整体性能

了解完处理器的性能之后,我们再看看三星 S8 两个版本的整体性能,即把 CPU、GPU、RAM、NAND 闪存通通考虑进来,还要加上操作系统。用以测试的应用叫 PCMark,自称是「基于实际日常活动所设计的测试」来衡量设备的性能。它提供了多套测试工具,以下是使用它推荐的、名为「工作 2.0」的跑分结果:

上面 4 张图表的第一张表示总体性能,下面三张表示三个子项目(网络浏览、文档编写、数据操作)的性能。

第一张图表显示,配置 835 处理器的三星 S8 排在第一位,分数比 8895 版本的 S8 高了 29%,可以说是遥遥领先。8895 版本总跑分甚至低于采用高通 820 处理器的三星 S7,颇感意外。网络浏览、文档编写、数据操作这三项数据和总体数据类似,835 相对于 8895 都存在较大优势。

以上两张图表是 PCMark 「工作2.0」最后两个子项目的跑分结果:视频编辑、图片编辑。视频编辑主要评测播放、编辑、保存视频的性能,anandtech 认为该项测试的工作量不算特别大,而图片编辑评测使用四个不同的 API 筛选和操作图像时,打开、编辑、保存一系列 4 MP JPEG 图像的时间,anandtech 认为它对手机的性能(包括 cpu、gpu)要求最高。

结果是视频编辑的跑分,和整体性能表现类似,但图片编辑的结果相当有趣:排名第一的是采用高通 821 处理器的小米 note 2,三星 S8 的 835 版本跌至第二位,但它相对 8895 的优势被进一步放大,领先幅度达到 56%。排在前面 9 位的手机全都采用高通芯片,功劳应该归于高通芯片的 Adreno GPU。排在三星 S8 前面的还有几款华为手机,其中两款是华为 Mate 9、华为P10,奇怪的是这三款手机都使用 ARM 提供的 Mali-G71 型号的 GPU,区别在于三星 20 核,华为 8 核,而上图表明 8 核比 20 核更强。

AndroBench 5.0 是一款测试 NAND 闪存的工具,很多用户因为华为闪存门而认识了这款应用。NAND 闪存是一个很广泛的类型,对于智能手机,目前用得比较多的是 eMMC NAND、UFS NAND,其中 UFS 又分为 UFS 2.0、UFS 2.1 两个标准。eMMC 明显更慢,而 UFS 2.1 又比 UFS 2.0 快。

很多手机都采用不止一家闪存供应商,这是常规且保险的做法,华为闪存门的根源之一就是缺货。三星作为 NAND 闪存最重要、规模最大的供应商之一,甚至连自家的需求都满足不了:本文用以评测的两部 S8,835 版本采用东芝 UFS2.0 闪存,8895 采用三星 UFS 2.1 闪存。测试结果显示,8895 版本的序列读取速度达到 835 版本的 2 倍多,835 无论序列写入还是随机写入,都在列表中垫底。

anandtech 表示 P10 和一加手机 3T 可能使用了旧版 F2FS 文件系统,导致写入速度虚高。不管怎样,华为 P10 的表现还是挺好的,当然这仅仅是 256KB、4KB 的情况,我们再看看更大体积的读写数据:

上图划掉了华为 P10 部分数据,因为 anandtech 认为这些数据不准确。数据显示,在 8KB~2MB 之间,读写速度随着文件体积的增加而增加,8895 版本的 S8 在 2MB 的速度达到 674MB/s,超过了华为 P10,不过采用 835 处理器的三星 S8 落后许多。

上图表示用三款 JavaScript 测试工具测试浏览器的 JavaScript 性能,性能高意味着网页更流畅,Web APP 更好用等等。三款测试工具分别为 Kraken、WebXPRT 2015、JetStream 1.1,它们都是在线测试工具。结果显示,iPhone 7 和 6s 总是排在第一二位,三星 S8 的 8895 和 835 两个版本相当接近,差距不超过 8%。

总体来说,三星 S8 的整体性能表现不错,但在一众旗舰手机中并不突出。8895 和 835 两个版本相比,835 的闪存读写速度明显落后于 8895,不过 anandtech 作者认为,就他对 835 版本的短期使用体验来看,835 用起来感觉更流畅,例如滑动屏幕、滚动页面,打开应用抽屉,进入最近应用视图,打开侧边栏目,浏览网页等等,S8 的 835 版本可以称得上是最流畅的 Galaxy 手机。

 

GPU、游戏性能测试

三星 S8 配置的两款处理器除了 CPU 核心不同,GPU 也不一样。高通 835 搭配了一颗 Adreno 540 型号的 GPU,因为采用 10nm 制程,最大运行频率比 530 提升了 14%,达 710MHz,可惜三星采用的 Adreno 540 频率被限制在 670MHz。

三星 8895 采用 ARM Mali-G71 型号的 GPU,前面说过华为 Mate 9、P10 也采用同一款 GPU,区别在于三星是 20 核 546MHz,华为是 8 核 1037MHz。

AMD Bifrost 架构的 GPU 单个核心每个时钟周期可以处理一个像素,最高处理能力达到 12 FP32 FMAs。在剔除了核心数量、运行频率两个因素后,8895 的 GPU 性能理论上比同样采用 ARM GPU 的麒麟 960 快 32%。而 GFXBench ALU 2 (算术逻辑单元)的离屏测试结果表明 8895 的优势其实更多,测试结果比 Mate 9、P10 高出 59%,原因可能是三星 S8 的 8895 GPU 采用了新版驱动,在一定程度上提升了 GPU 的性能。三星 S8 的 8895 也好于 835。有点失望,因为高通 Adreno 的算术逻辑能力通常更强。在该测试中,iPhone 7 也不敌 8895。

这是 GFXBench 提供的第二个测试项目,离屏测试。结果显示: 8895 和 835 这次刚好换位,835 领先 22%,8895 和 iPhone 7、诸多 820/821 手机表现接近,不过还是比华为 Mate 9 的 G71 强了 31%。

另一项叫 T-Rex HD 的测试分别在屏上和离屏状态下进行。在屏上,S8 以 WQHD+ 的分辨率测试参与测试,结果处于第四第五的位置,三星 S7/S6/S5 虽然分辨率更低,跑分却依然不敌 S8。在离屏幕状态下,三星S8 的 835 版本比列表中其他所有手机都强,领先 8895 版本 11%。

这项测试叫 Car Chase,屏上测试表明两个版本有小幅差距。一个有趣的现象:运行该测试时,8895 版本底部的虚拟导航按钮没有自动隐藏,测试画面的分辨率为 2560×1440,而 835 可以全屏显示,画面分辨率为 2678×1440。离屏测试,三星 S8 的 8895 版本胜出,不过只领先 835 8%。

anandtech 还继续使用 GFXBench 自带的其他测试工具测试两款手机的跑分,这些工具分别为:Sling Shot Extreme、Basemark ES 3.1,前者 835 胜出,后者 8895 领先。

最后关于 GPU、游戏方面的对比结果可以总结为,三星 S8 都拥有出色的图形处理能力,相比三星 S5、S6 提升很大,不过和 S7、高通 820/821 等设备比起来提升幅度有限。至于 835 和 8895 之间,不同的测试,结果也不同,各有胜负,总体来说 8895 更快。

续航测试

正如开头所说,三星 S8 并没有在 S7 的基础上增加电池容量,而是保持为 3000mAh (11.55 Wh)。作为对比,HTC U11 和 LG G6 分别采用 3000mAh、3300mAh。续航和很多因素有关,为了保持对比的公平性,以下数据都是在尽可能相同的情况下测量的结果,例如都把后台活动控制到最低、把屏幕亮度校准至 200 尼特等等。第一项测试是网页浏览,所以都采用了同一个版本的 chrome 浏览器进行测试,都是在 Wi-Fi 下测试并关闭了蜂窝移动网络。

数据显示三星 S8 表现不错,8895 版本和 835 之间只有 4%,即 25 分钟的差异。可能是因为单纯的网页浏览是一件很轻松的事情,CPU 压力不大所以能耗也不大,能耗大户都是屏幕。iPhone 7 也败于 S8 之下。另外虽然 LG G6 拥有更大的电量,但网页浏览时间比 S8 短 1.25 小时。

前面提到的 PCMark 也可以用来测试续航表现,上图第一张是前面分析过的手机整体性能表现,第二张就是续航表现。三星 S8 表现依然不错,华为 Mate 9 拥有 4000mAh 电池,所以排在第一并不意外。单纯看第二张图,S8 两个版本的续航比较接近,不过考虑到第一张图片 835 版本的性能明显高于 8895 的版本(得益于跑分更高的图片和视频编辑环节),我们可以认为 835 的能耗效率最高。

三星 S8 的设置菜单提供了多种预设的性能模式,上图是在系统默认的 Optimized 均衡模式下测试所得的结果,屏幕分辨率设置为 FHD+(2220×1080),即使把分辨率设置为最高的 WQHD+ (2960×1440),两个版本的续航也不会产生差异。

运行 GFXBench 里的 Manhattan 3.1 电池测试项目,这时候就可以看到 835 和 8895 的明显差距了。835 续航比 8895 长了几乎整整一个小时,anandtech 还通过计算「平均每瓦电能提供的性能」,来比较三星 S8 两个版本的能耗效率,结果是 835 版本比 8895 高出 39%。有趣的是,和 8895 采用同一款 Mali-G71 GPU 的华为 Mate 9、华为 P10 在该项测试中的表现也并不出色。

 

GPU 发热、稳定性

GFXBench 里的 Manhattan 3.1 测试同时记录帧率数据,如上图所示。刚开始 8895 的平均帧率比 835 高,前者大概 41 帧每秒,后者大概 35 帧每秒,不过才过了大概 5 分钟帧率就下降了,835 版本持续了 13 分钟后才出现第一次下降。最后两部手机都稳定在 24 帧上下。

作为对比,华为 Mate 9  八分钟后平均帧率从 34 下降到 21,大概 30 分钟后维持在 30 帧的水平。LG G6 始于 16 帧每秒,4 分钟后开始下降,13 分钟后稳定在 10 帧每秒。三星 S7 和 G6 类似,始于 16,21 分钟后稳定在 8 帧上下。比较起来,三星 S8 表现优秀。

 

充电测试

上面第一张图表示从 0% 充电到 100% 所需要的时间,第二张图有 2 层意思:给三星 S8 充电,随着时间的推移,三星 S8 的电量百分比变化,以及三星 S8 从充电器接收的功率变化。或许是 anandtech 认为充电速度和处理器无关,所以上图只有 835 版本的数据。

三星 S8 采用所谓的 Adaptive Fast Charging 快充技术,其实就是高通 QC 2.0,另外还支持 WPC、PMA 协议的无线充电技术。和华为、摩托罗拉超过 20W 的快充不同,三星 S8 自带充电器参数和三星 S7 的一样,即 5V/2A (10W) 、9V/1.67A (15W)。上面第二张图表示 S8 充电功率最高只有 9.3W,亮屏充电甚至最高不超过 4.3W。所以如果你想快点充满电,最好别一边充电一边玩手机。

全速充电持续了大概 1 小时 9 分钟,接着充电速度快速下降,具体表现为:21 分钟充电 25%,42 分钟充电 50%,充满电需要 195 分钟,和其他旗舰相比并不算慢。不过华为 Mate 9 的充电速度更快,12.5 分钟充电 25%,25.5 分钟充电 50%,2 小时 5 分钟充满 4000mAh。华为 Mate 9 最大充电功率实测达 20.2W。

 

结论

三星 S8 采用的高通 835、Exynos 8895 都基于三星 10nm LPE 工艺制造,这是它们的共同点,不过在其他很多方面,两款芯片都存在差异。

高通 835 四个大核采用 Kryo 280 核心(其实就是 AMD Cortex-A73 的半定制版),Exynos 8895 的大核采用三星自家的 M.2 微架构。测试显示两个核心的原始运算能力水平一致,尤其是整数运算,它们表现出来的 IPC 互有胜负,浮点运算速度 Eynos 8895 稍微更快。不过总体上看,差距不大。

为了在性能、能耗、成本等众多因素中达到最优的平衡,很多厂商都会作出一些妥协,甚至在软件层面上限制硬件的参数,所以虽然 835 和 8895 最原始的功力大同小异,却无法代表它们可以在 S8 这个平台上发挥出一致的性能。PCMark 是一款「基于实际日常活动所设计的测试」应用,从这款 app 的测试结果来看,配置高通 835 的 S8,其整体性能比 8895 版本强了将近 30%。当然 835 也有缺点:本文用以测试的 8895 版本采用三星自家的 UFS 2.1 闪存,速度比 835 采用的东芝 UFS 2.0 快了许多。至于实际的使用体验,anandtech 这篇文章的作者认为,835 版本的流畅性明显优于 8895,当然这只是他的主观体验,无法用数据衡量。

两个版本都拥有出色的 GPU 性能,虽然 8895 的 20 核 Mali-G71 通常更快,不过高通 835 的 Adreno 540 对电力的使用效率更高,GFXBench Manhattan ES 3.1 的数据显示 835 的续航比 8895 多了几乎整整一个小时。

性能峰值高一点当然好,不过更关键的是能否长时间维持在较高水平。两款 GPU 在高负荷状态下性能都会下降,但最后都稳定在同一水平下,总体表现优于众多旗舰对手。

续航方面,虽然电池容量保持不变,但 S8 续航相比 S7 提升明显,这主要得益于两款芯片都采用了更先进的三星 10 纳米 LPE 制造工艺,该工艺让芯片在增加性能的同时,还能进一步降低能耗。至于 835 和 8895 之间,数据显示 835 对电力的利用明显更充分,使用效率明显更高,这主要和两款处理器的 GPU 有关。

最后的结论比较清晰,三星 S8 的 835 和 8895 两个版本,835 更好。

发布者

Forrest To

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