Waarom je Snapdragon 810 slap wordt van de warmte
Er circuleren al een tijdje geruchten over eventuele hitteproblemen met Qualcomms nieuwste chip. De Snapdragon 810 is het kloppend hart van de meeste high-end vlaggenschepen, maar de prestaties zouden lager liggen dan die van zijn voorgangers. Samsung koos voor zijn nieuwste telefoon, de Galaxy S6, voor een chip van eigen makelij: de Exynos 7420. Van die zet werd vermoed dat de warmteproblemen aan de basis lagen.
Sprekende cijfers
In onze benchmarks zagen we in ieder geval al een groot verschil tussen de prestaties van de Snapdragon in de LG G FLex 2 en de HTC One M9 enerzijds, en de Exynos in de Samsung Galaxy S6 anderzijds. Dat is verrassend, aangezien het op papier om bijna identieke SoC’s gaat. Zowel Samsung als Qualcomm maken gebruik van acht ARM-processors in een big.LITTLE-configuratie: vier Cortex A53-kernen gecombineerd met vier A57-kernen. Op papier zouden de System on a Chips dus vrijwel identiek moeten presteren. Onze eigen benchmarkresultaten deden ons reeds vermoeden dat de nieuwste Snapdragon problemen had.
Arstechnica kreeg de kans om aan de slag te gaan met een preview van een nieuwe benchmark die de prestaties van mobiele chips mooi in kaart brengt. De website besloot om voor eens en voor altijd uit te maken in hoeverre de Snapdragon inderdaad moet onderdoen voor de Exynos.
Loze beloftes
De resultaten spreken in het nadeel van de Qualcomm-chips. Arstechnica onderwierp de HTC One M9, de LG G Flex 2 en de Samsung Galaxy S6 aan dezelfde stresstest en zag duidelijk dat de Snapdragon de prestatiebeloftes niet kon waarmaken. Na enkele minuten throttled de chip al naar kloksnelheden van 1,3 GHz om uiteindelijk op een stabiele snelheid van 850 à 950 MHz te eindigen, significant lager dan de beloofde pieksnelheid van 2 GHz.
Nu is het normaal dat chips throttlen. Wanneer ze een tijdje hard werk leveren in een smartphone-omhulling moet een processor zijn kloksnelheid naar beneden schroeven om niet te overhitten. Het grote probleem is dat de Snapdragon 810 vrijwel meteen moet opgeven.
Samsung superieur
De Exynos 7420 in de S6 doet het veel beter. De topsnelheid van 2,1 GHz blijft voor enkele minuten behouden alvorens de eerste dipjes tevoorschijn komen. Bij het throttlen koelt de chip voldoende af om af en toe terug naar de pieksnelheid te gaan. De Exynos-chip vertraagt nooit onder de 1,2 GHz.
Na enkele minuten beslist de Snapdragon bovendien om het werk af en toe door te schuiven naar de vier tragere rekenkernen aan boord van de SoC. Op die momenten zie je een onderbreking in de grafiek. Wisselen tussen de twee quadcores in de big.LITTLE-configuratie is normaal, maar het is slecht voor de prestaties en de Snapdragon moet veel te vroeg gebruik maken van de mogelijkheid. De Exynos-processor slaagt er in contrast bijna tien minuten lang in om enkel met de snelle kernen te werken alvorens een beroep te doen op de tragere quadcore.
Hoewel de Snapdragon 810 en de Exynos 7420 in theorie gelijkaardig zijn, valt het op dat de Snapdragon vrijwel nooit aan de chip van Samsung kan tippen. Sterker nog: de oudere chips in de Snapdragon 800-reeks zijn aanzienlijk efficiënter.
Bakprobleem
Er zijn verschillende mogelijke verklaringen maar het verschil in productieproces lijkt de meest waarschijnlijke schuldige: Qualcomm laat zijn Snapdragon 810 bakken door TMC op 20 nanometer. Samsung maakte dit jaar in zijn eigen fabrieken de sprong naar 14 nanometer. Dat proces levert inherent efficiëntere chips op.
Bovendien heeft Samsung meer ervaring in het verwerken van ARM-processors in zijn SoC-designs. Qualcomm maakt meestal gebruik van de eigen KRAIT-processor, maar moest voor de Snapdragon 810 terugvallen op een ARM-design om niet achter te raken op de concurrentie.
Gedeelde verantwoordelijkheid
Toch kunnen we niet enkel Qualcomm met de vinger wijzen: telefoonfabrikanten wisten op voorhand welk vlees ze in de kuip hadden, en zowel LG als HTC besloten om de chip in een design te gieten dat niet genoeg koeling voorziet. Telefoons moeten steeds dunner worden, maar wanneer een fabrikant het esthetische prioriteit geeft zonder al te veel rekening te houden met de vereisten van de SoC, dan wordt de prijs in prestaties betaald.
In de praktijk is de kloksnelheid op de doos van je smartphone dus een weinig zeggend getal. Hoewel de Exynos het aanzienlijk beter doet dan de Snapdragon moet ook deze chip inbinden na ongeveer twee minuten. Dat is niet slecht omdat we niet beter verwachten, maar het maakt de geadverteerde kloksnelheid misleidend.
Ook laptops
Niet enkel telefoonfabrikanten zondigen aan deze nieuwe voorkeur voor vorm boven functie, ook in de laptopwereld zien we een gelijkaardige tendens. Intels Core M-chip is ontwikkeld voor dunne laptops zonder ventilator. Om extra dunne exemplaren toe te laten, kunnen fabrikanten het TDP (Thermal Design Point) van de chip zelf aanpassen: ze kunnen hun eigen Core M dus trager maar ook koeler maken om een nog dunnere laptop op de markt te brengen.
De conclusie: dunnere toestellen fnuiken de wet van Moore. Prestatiewinst op de processorchip blijft generatie na generatie bestaan, maar ze gaat verloren wanneer de chip in een te dun of niet geoptimaliseerd design wordt weggestopt. De Snapdragon 810 is een mooi voorbeeld van hoe een te weinig geoptimaliseerde chip en een te weinig geoptimaliseerde telefoon prestaties aflevert die niet in de buurt komen van wat er op de doos staat vermeld.
