Gevecht om het hart van je smartphone: Qualcomm vs Samsung vs Huawei

Dat de Snapdragon 810, de kern van menig vlaggenschiptelefoon van dit jaar, geen onbesproken succes was, is een understatement. De Snapdragon 820 moet Qualcomm terug heer en meester maken in smartphoneland, maar er zijn kapers op de kust. We keken eerder al naar Huawei’s nieuwe chip: de op het eerste zicht uiterst capabele Kirin 950. Ook Samsung speelt echter mee. Dit jaar kleineerde de Galaxy S6-telefoons de concurrentie op het vlak van prestaties dankzij De Exynos 7420-processor, en voor de toekomst pakken de Koreanen uit met een nog straffere chipset. De strijd zal met andere woorden hevig zijn, maar wie heeft op papier de beste SoC in handen?

Kirin van Huawei

Huawei pakt het met de Kirin 950 eerder traditioneel aan. Die chip is opgebouwd aan de hand van ARM’s Cortexdesigns. Dat wil zeggen dat Kirin langs de CPU-kant een octacoreprocessor heeft, die in de praktijk uit twee quadcores bestaat. De eerste quadcore is de krachtigste, de chip vertrouwt er op wanneer er hard gewerkt moet worden. Vier Cortex A75-chips met een kloknelheid tot 2,53 GHz doen in dat geval het rekenwerk. Kan er batterij bespaard worden, dan nemen vier 1,8 GHz Cortex A53-chips het rekenwerk over. De Kirin 950 wordt gebakken met 16 nanometer FinFET. Ook langs de grafische kant klopt Huawei aan bij ARM. De nieuwe Mali T880 GPU zorgt voor de 3D-prestaties.

Draak van Qualcomm

Qualcomm van zijn kant introduceert opnieuw z’n eigen cpu op de chip. De Snapdragon 810 vertrouwde langs de processorkant op respectievelijk vier Cortex A57’s en vier Cortex A53’s van ARM. De 810 moest een 64-bit-cpu bevatten om competitief te blijven, maar Qualcomm zelf was nog niet klaar met z’n eigen 64-bit processor.

Met de 820 introduceert de fabrikant z’n eerste (helemaal zelf ontworpen) 64-bit-quadcore cpu op de SoC: Kryo. Kryo haalt topsnelheden van 2,2 GHz. Qualcomms processor wordt gefabriceerd met het 14 nanometer FinFET-proces. Het grafisch geweld van de Snapdragon 850 komt van de Adreno 530-gpu.

Krachtpatser van Samsung

Tot slot kijken we naar de inzending van Samsung. De Exynos 8 Octa 8890 krijgt, net als de Kirin 950, twee quadcores. Bij lagere energiebesparende prestaties zorgt een ARM Cortex A-53 voor het rekenwerk, maar bij pittigere opdrachten schakelt de Exynos 8 over op een door Samsung gemodificeerde quadcore. Samsung zette het ARM-design helemaal naar zijn hand, en lanceerde wat in essentie een eigen cpu is. Gamen doe je met een standaard ARM Mali T880-chip, op papier dezelfde als die in de Kirin 950.

Kloksnelheid versus productieproces

Met de deelnemers op een rij is het tijd voor een analyse. De Kirin 950 lijkt hier, ondanks de hoogste kloksnelheid, de minst interessante chip. Huawei gaat voor 16 nanometer en dat heeft een directe impact op de efficiëntie. Hoe kleiner, hoe zuiniger en hoe minder warm is hier de vuistregel. Kijk maar naar Intels desktopprocessors. De vijfde generatie processors gebruikt dezelfde designs als de vierde generatie, maar de stap naar een kleiner fabricageproces maakte dunnere laptops dan ooit mogelijk.

Samsung slaagde er eerder dit jaar in om met de Exynos 7420 de andere SoC’s uit het water te blazen, gewoon door de Cortex A57-processor op 14 nanometer te bakken, iets wat de concurrentie nog niet kon. Doordat Huawei bij 16 nanometer blijft terwijl Qualcomm en Samsung voor 14 nanometer gaan, zet de weliswaar krachtige chip in het nadeel.

Eigen design

Qualcomm van zijn kant pakt uit met een veelbelovend exemplaar. De eigen Kryo-chip moet beter geïntegreerd zijn met de rest van de SoC en samen het 14 nanometer FinFET-proces zijn we geneigd de claims van een prestatieverdubbeling tegenover de Snapdragon 810 zowaar te geloven.

Ondanks de lagere kloksnelheid van de 820 tegenover de Kirin gaan we er vanuit dat de prestaties van de eerste op cpu-vlak beter zullen zijn. De Snapdragon 820 is in essentie de spirituele opvolger van de geweldige 800-reeks. De 810 met ARM-processor kwam daar tussen omdat het moest, maar lijkt verder weinig te maken te hebben met de 820. Een van de grond af ontworpen chip op 14 nanometer, daar kijken we naar uit.

Grafische kracht

Samsung van zijn kant blijft een mysterie. Het is onduidelijk hoeveel de fabrikant veranderde aan de ARM-designs, maar ook hier is één ding zeker: op papier blijft Huawei achter. Samsung claimt hier een 30 procent winst tegenover de vorige generatie Exynos. In de praktijk komt dat neer op een cpu die ongeveer even krachtig moet zijn als het exemplaar van Qualcomm.

We vermoeden dat de strijd om de titel van krachtigste processor tussen Qualcomm en Samsung zal gaan, en op papier liggen de kaarten deze keer gunstiger voor Qualcomm. Samsung maakt immers gebruik van de Mali-T880-gpu van ARM. Een capabele grafische chip, dat wel, maar Qualcomms Adreno-chips spannen hier steevast de kroon. Bovendien bouwde Qualcomm de hele SoC met eigen designs op.

Wie wint er nu? Cpu en gpu-prestaties in acht genomen zetten we ons geld in op de Snapdragon 820 van Qualcomm, gevolgd door de nieuwe Exynos van Samsung. Huawei speelt zeker mee, maar het ietwat verouderde productieproces speelt de Chinezen parten. Bovendien werkt Huawei (voorlopig) met standaard ARM-designs. Samsung zette de ARM-chip al naar zijn hand, en Qualcomm bouwde net als vroeger zelf iets van de grond op.

Het belang van koeling

Een beetje nuancering is natuurlijk op zijn plaats: eender welke chip kan zijn theoretische maximumkloksnelheid enkel halen als de koeling goed zit. De stap naar 14 nanometer en het eigen design doen ons vermoeden dat de Snapdragon 820 niet met dezelfde problemen als de 810 zal kampen, maar toch blijft het de verantwoordelijkheid van de fabrikant om er voor de zorgen dat de SoC genoeg ademruimte heeft. Kiezen fabrikanten er voor om hun toestellen nog dunner te maken en de koeling wederom geen prioriteit te geven, dan krijgen we volgend jaar opnieuw krachtige chips die na 2 seconden throttlen naar een kloksnelheid die de helft lager is dan wat geadverteerd wordt.