엑시노스 5420 성능 분석. (update 2014.01.27)

엑시노스 5420의 성능 추정을 했으니 실제로 어떤지 봐야겠지요.
(자아비판의 시간 ㄷㄷㄷ)
(엑시노스 5420 사양. (Exynos5420 spec))
긱벤치 자료가 별로 없어서 못 하고 있었는데 이 정도면 나올만큼 나왔다고 판단됩니다.


- CPU : Cortex-A15 쿼드코어 1.9GHz
스냅드래곤800 2.3GHz, 테그라4 1.9GHz와 경쟁하기위해 1.9GHz가 필요했을 것이라고 추정했습니다.

긱벤치 테스트 결과 링크는 다음과 같습니다.
Exynos 5410 : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/171772
Exynos 5420 : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/130434
Tegra4 : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/9041
Snapdragon 800 : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/226715
Bay Trail (Z3770) : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/222439

엑시노스5410 : 싱글 1.8GHz, 멀티 1.6GHz
엑시노스5420 : 싱글 2.1GHz, 멀티 1.9GHz

원래 클럭에서의 정수연산 성능입니다.

엑시노스5410 대비 멀티스레드 클럭이 19% 상승했으나 멀티코어 성능은 11% 밖에 상승하지 않았습니다.
싱글코어에서는 16% 상승해서 클럭 상승(17%)에 어느정도 맞춰주네요.

테그라4, 스냅드래곤800, 베이트레일과 오차범위에서 동급입니다.

정수연산 동클럭 성능입니다.

엑시노스5410 대비 유의미한 정도로 떨어졌습니다.
테그라4와는 동급입니다.
스냅드래곤800과 베이트레일은 안드로이드 환경에서 동클럭 성능이 비슷하네요.

부동소수점 연산 성능은 그렇게 중요하지 않기때문에 그래프만 올리겠습니다.

덤으로 메모리 성능입니다.

엑시노스5410 대비 10% 정도 향상되었습니다.
현재 제품화 된 엑시노스5410/5420의 메모리 대역폭이 동일하다는걸 생각하면 의미가 있어보입니다.

눈에 띄는건 스냅드래곤800, 베이트레일과의 격차입니다.
지원 사양상 메모리 대역폭이 아무리 차이가 나도 스냅드래곤과는 17%, 베이트레일과는 33% 차이가 납니다.
일단 베이트레일 테스트에 사용된 제품의 메모리 사양을 알 수는 없지만 좋게 해석해서 최대 지원 대역폭이라면 메모리 인터페이스 버스 효율은 엑시노스와 비슷합니다.
하지만 스냅드래곤은 경우가 다릅니다.
50% 가까운 차이는 지원 대역폭의 차이로 설명하기에는 너무 크지요.
게다가 제가 알고있기로는 엑시노스5420, 스냅드래곤800의 테스트에 사용된 제품의 메모리 사양은 동일합니다.
테그라4도 엑시노스와 비슷한 것으로 보아 Cortex-A15와 Krait 400의 메모리 인터페이스 방식에 차이가 있는듯 합니다.


- GPU : Mali-T628MP6 700MHz 533MHz
GLBenchmark 2.7 T-Rex Offscreen 기준으로 29.1 fps를 예상했습니다.

(GLBenchmark 2.7 T-Rex Offscreen 최대값.)
갤럭시노트3 26.7 fps
갤럭시노트10.1 23.1 fps

예상이 틀렸네요.
18% 정도의 효율 상승을 예상했는데 그 부분이 사족이 되었습니다.
나중에 어떻게 최적화라는 이름으로 반영될지 모르겠지만 현재로는 예상이 틀렸네요.

두 제품의 결과가 다른데 클럭 차이때문인 것으로 보입니다.
갤럭시노트3는 700MHz 533MHz이고, 갤럭시노트10.1은 600MHz 460MHz로 보입니다.
결과 차이 15.6 - 클럭차이 15.9%

텍셀 결과도 비슷합니다.

결과 차이 16.7% - 클럭차이 15.9%

트라이앵글 성능은 92 Mtri/s로 예상했는데 600MHz 460MHz 결과와 맞네요.
결과 차이 8.7% - 클럭차이 15.9%

(GLBenchmark 2.7 T-Rex Offscreen 최대값.)
G6430 450MHz (애플 A7), Adreno330 550MHz (스냅드래곤800)와 비슷한 성능입니다.
테그라4는 완전히 밀렸다고 봐야하나요.

벤치마크에서 동급이지만 실사용 환경에서 동급이라는 의미는 아닙니다.
발열을 고려했을 때, AP의 소비전력에 한계가 있기때문입니다.
보통 스마트폰은 3W, 태블릿은 크기에 따라 4.5~6W 정도로 보고 있습니다.
(http://news.mydrivers.com/1/265/265069.htm)
그렇다면 저 소비전력 범위 내에서 얼마나 성능을 낼 수 있느냐가 관건인데, CPU 로드와 GPU 로드가 동시에 최대로 걸리는 상황은 거의 없습니다.
CPU 로드 상황과 GPU 로드 상황을 구분해서 생각해도 됩니다.

우선 CPU는 크게 문제가 되지 않습니다.
산술적으로 CPU 로드시 소비전력이 최대 4.5~5.5W (쿼드코어)에 이르는데 작업 특성상 CPU 로드가 장시간 지속되는 경우가 거의 없습니다.
최대부하가 순간적으로 걸리기때문에 (소위 말하는 쓰로틀링으로 인한) 성능 손실은 적은 편입니다. 

문제는 GPU 로드입니다.
가장 대표적인 예인 3D 게임을 생각하면 알 수 있듯이 작업 내내 로드가 지속됩니다.
3D 게임같이 GPU 로드가 심한 경우 CPU의 소비전력은 0.8~1W 수준입니다.
스마트폰의 경우를 보면, 한계가 3W라고 했으니 GPU의 한계 소비전력은 2~2.2W가 됩니다.
결국 우리가 실사용에서 경험하는 GPU의 성능은 GPU의 최대 성능이 아닌 2W 정도의 소비전력 조건하에서 나오는 성능인겁니다.
그런데 2W 조건에서 GPU 성능은 측정장비를 사용하지 않는 이상 알 수가 없지요.
게다가 GLBenchmark에서는 쓰로틀링 해제 혹은 클럭 고정 기능을 하는 (소위 말하는) 부스트 코드가 적용되었다는 의혹이 있기때문에 GLBenchmark의 결과로도 실사용시 결과를 유추할 수 없습니다.

현재 상황에서 결론을 내보면, '최대성능은 비슷하나 실사용시 성능 우열은 미지수'


- 정리
CPU : 엑시노스5420 1.9GHz와 스냅드래곤800 2.3GHz는 동급.
GPU : Mali-T628 700MHz 533MHz의 최대성능은
         G6430 450MHz (애플 A7), Adreno330 550MHz (스냅드래곤 800)와 동급.
         실사용시 성능 우열은 미지수.

- 2014.01.15 GPU 클럭 수정.
(엑시노스5420 Mali-T628MP6 클럭 정보 정정.)

- 2014.01.27. 클럭당성능 재계산.