HTC 與 Samsung 3月1日在MWC 2015展前一天將舉辦新機發表會記者會, 預計將揭曉眾所矚目的HTC M9、M9 Plus、Samsung Galaxy S6 、S6 Edge. 這四款新機的規格與渲覽照傳聞在展前就已滿天飛, 不再贅述. 由於處理器(Processor)一直是旗艦型手機性能表現關鍵要素之一, 本文將針對這次MWC 2015 三大熱門手機處理器高通S810(MSM8994)、Samsung Exynos 7420 及聯發科MT6795處理器, 做一探討.
雖然三大熱門處理器除Qualcomm S810(MSM8994)的規格完整外, 其餘兩顆處理器的規格都不完整, 只能透過手機跑分軟體、業者新聞稿、前一代處理器來了解其性能. 由於一直有行動裝置處理器廠商針對特定跑分軟體優化(作弊)傳聞, 本文乃以處理核心架構、製程工藝、GPU 三個重要影響應用處理器效能的要素及Modem支援規格來評估這三顆處理器的效能(處理器效能影響要素詳見這裡):
PS: Exynos 7420 及MT6795 規格僅供參考, 實際規格以原廠公告為準.
1. 高通S810(MSM8994)、Samsung Exynos 7420 及聯發科MT6795 跑分軟體的分數:
根據網路Antutu Test資料, 高通S810(MSM8994)略勝過Samsung Exynos 7420 ; 若根據RTN.asia 的報導，依據機器效能測試軟件Geekbench 3 的評分結果，Exynos 7420 在多核心類別的得分達5,478 分, 勝過聯發科 “MT6795” 得分4,536分及高通Snapdragon810處理器得分4398分。
由於坊間跑分軟體都是以取得的最新機種測試出來, 各家跑分軟體的測試重點不同，評分結果會因測試裝置使用的螢幕解析度、RAM、記憶體種類..常常會出現變化，加上處理器廠商常有作弊作為, 跑分數據並非絕對, 只能供參考而已。
2. 高通S810、Samsung Exynos 7420 及聯發科MT6795 影響效能關鍵因素PK:
A. 處理核心架構:
三顆處理器都是使用ARM big.LITTLE 技術架構而來的八核心處理器. 關於 big.LITTLE 架構，如同以下的短片, Cortex-A53(或A7 )就像是影片中的瘦子，而 Cortex-A57(或A15) 就像是影片的胖子一樣， big.LITTLE 就是讓系統在低負載時將系統交由瘦子負責，等到高運算需求，再轉到具備高效能的胖子來負責，兩者由於架構具備相容性，系統不會因為負責的核心改變而產生改變，使用者也不會感受到轉移的影響, 以達到省電及降低功耗的解決方案。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=DZbKrGYGnT0]
高通S810確定是基於32/64bit ARMv8-A ISP下, 採用2.0GHz ARM C-A57x 4 ＋ 1.5GHz ARM C-A53x 4 八核心64 bit CPU, Samsung Exynos 7420若沒意外也是採用 ARM C-A57x4＋ ARM C-A53x4的big.LITTLE 技術. 聯發科 MT6795 傳出八核心規格是2.2Ghz*4+1.7Ghz*4, CPU的時脈較高, 推測可能是 採用 ARM C-A15x4＋ ARM C-A7x4的big.LITTLE 技術(也有說法是同樣採用 ARM C-A57x4＋ ARM C-A53x4或ARM C-A53x8).
根據ARM 的資料,在相同28nm的製程，Cortex-A53/ Cortex A57性能將勝過 Coretex A7 /A9近 50%，若是推進到20nm、16nm FinFET，將有望超過 50%及近 100%. 由於高通S810與 Samsung Exynos 7420各是採用20nm Soc與14nmFinFET製程, 比聯發科MT6795採用28nm HPm製程更先進, 所以就CPU的性能來看, 理論上是Samsung Exynos 7420性能>高通S810>聯發科MT6795.
另一方面, 根據ARM資料, 以GeekBench 3 的性能測試對比結果，運作在 32bit 模式下，同時脈的 Cortex A57 將勝過 Cortex A15 性能達 15~30%。但根據RTN.asia 的報導Geekbench 3 的評分結果, 聯發科 MT6795 得分4,536分是勝過高通Snapdragon810處理器得分4398分。 由於聯發科MT6795的時脈最高是2.2Ghz, 高通S810 最高只有2.0 Ghz, Cortex A57的效能 不一定會勝過採用不同時脈的 Cortex A15. 換言之, 雖然三顆頂尖處理器都是採用big.LITTLE 技術下八核心CPU, 因彼此採用的製程與時脈都不相同, 性能孰高孰低很難斷定. 就版主觀點, 應該是伯仲之間.
值得一提的是, S810 是高通旗下第一款採用 big.LITTLE 雙四核心設計(ARM Cortex-A57 和 Cortex-A53 架構)的 64 位元處理器，也是 800 系列處理器中首款拋棄自有 Krait 設計的產品. big.LITTLE技術雖然有助於解決功耗問題的優點, 但大小核設計對於任務調度和電源管理有著比較特殊的要求, 稍有不慎反而會適得其反. 也是採用big.LITTLE 雙四核心設計技術處理器 (Exynos 5422)的Galaxy S5上市之初出了不少狀況, 高通首款 big.LITTLE 雙四核心S810是否也會出狀況, 讓人必須提心吊膽. 相較三星 Exynos 5433 採用了 ARM 和 Linaro 開發的全局任務調度 （Global Task Scheduling）機制，S810 則是高通自主研發, 雖先前傳聞有過熱問題, 不過根據AnandTech 測試後發現, S810 CPU 成績依舊可以稱之為優秀，雖然還有進一步提升優化的空間，但並未出現傳言中的過熱現象。
B. 製程工藝:
高通S810 採用20nm SoC製程, Samsung Exynos 7420採用14nmFinFET製程, 聯發科MT6795則採用28nm HPm製程.
根據Samsung IT媒體的說法, Samsung 14nmFinFET製程在Low Vdd與Less Delay上的表現會優於台積電(TSMC) 20nm.
由於平面技術在達到20nm後幾乎已達到極限, 採用FinFET技術將可以在高通安謀國際(ARM)核心的晶片尺寸、靜態隨機存取記憶體(SRAM)的晶粒大小(Cell Size)、設計規則、單元資料庫內軌道的數量、速度及電力消耗的技術上有較大的突破。不過FinFET技術與過去2D平面技術的經驗不同, FinFET無論在製程、設計、IP與電子設計自動化(EDA)工具各方面都必須經過眾多挑戰, Samsung 14nm FinFET製程的商業化價值是否可以贏過台積電的20nm Soc製程目前很難預料. Samsung 14nm與台積電的16nm的FinFET製程真正的勝負, 應該在Apple新一代處理器代工爭奪戰中才能見真章.
C. GPU :
高通S810 採用Adreno 430@ 600Mhz, Samsung Exynos 7420採用Mali T760 , 聯發科MT6795則採用PowerVR G6200@ 700Mhz, 各是Mobile GPU三大陣營的主力產品. 根據3DMark的跑分資料, Adreno 430 > Mali T760 = PowerVR G6200.
根據目前資料, Samsung Exynos 7420應該是採用Mali T760 MP8 比 Exynos 5433的Mali T760 MP6等級高, 而且ARM 還有已發表Mali-T8XX系列. Exynos 7420 在GPU表現不一定會輸給S810的Adreno 430.
D. Modem支援規格 :
就處理核心架構、製程工藝、GPU 三個角度來看高通S810、Samsung Exynos 7420 及聯發科MT6795, 三者處理器的效能雖然有差異, 但整體來看, 差距有限. 手機真正的效能, 最終還是要看手機廠商與處理器之間優化功力而定.
不過, 高通S810處理器最大的優勢乃是本身擁有眾多3G/4G專利, 在Modem可以支援規格上, 明顯領先其他兩家處理器. 高通S810是採內建基頻(Baseband)的, 可以整合十種通訊規格(LTE FDD, LTE TDD, WCDMA (DC-HSPA+, DC-HSUPA), CDMA1x, EV-DO, TD-SCDMA and GSM/EDGE), 不但通殺全球所有通訊規格, 更支援下行速度高達 450Mbps 的 Cat 9（採用 3 組 20MHz LTE 載波聚合）, 也支援支持雙SIM，LTE廣播和VoLTE。 高通在通訊協定的專利與整合全球規格的實力遙遙領先三星與聯發科, 對於以全球市場(特別是導入先進LTE國家)為目標的國際手機廠商而言, 選擇高通處理器材仍是首選.
不過, 由於Cat 9、CA、 VoLTE 目前普及程度仍低, 高通S810雖然在可以支援Modem規格技術領先, 但對多數用戶而言, 實質價值有限.
- 高通S800系列處理器規格一覽:
3. 高通S810、Samsung Exynos 7420 及聯發科MT6795鹿死誰手?
由於行動裝置硬體發展瀕臨發展極限, 處理器本身的性能已經遠高過行動裝置硬體所需. 由高通最新公布的新處理器Line-up, 就是以可支援的基頻規格來區別, 可以看出行動裝置處理器的發展將不再獨大訴求效能表現.
由於中國目前仍是全球最大的智慧型手機市場, 日前中國工業和信息化部正式提頒發FDD-LTE執照給中國聯通與中國電信, 中國4G發展可望有一波大多頭需求, 在中國市場都將面臨聯發科、華為及紫光集團「國貨當自強」的強力挑戰, 預計行動裝置處理器的競爭將會更激烈, 更血腥.
根據市場研究機構 Canaccord 的資料顯示，2014 年第四季市占20%的蘋果 iPhone 在全球手機市場利潤占比高達93%, Android手機廠商除三星外, 其他廠商的手機業務利潤大都微薄或是虧損. 佔手機成本大宗的處理器, 將是Android手機廠商力求Cost Down的重點項目. 由HTC一口氣推出採用S810的M9及採用MT6795的M9 Plus來看, 處理器廠商誰能協助手機廠商創造利潤, 才會是最後的贏家.
