갤럭시S5 사양 추정 (3) WQHD vs FHD

이전 포스팅에서 갤럭시S5의 AP 사양을 추정해봤습니다.
(갤럭시S5 사양 추정.)
(갤럭시S5 사양 추정 (2) 64bit vs 32bit)

- 엑시노스5420 리비전. (엑시노스5422 ??) or 스냅드래곤800 리비전. (MSM8974AC ??)
결국 64비트 프로세서는 힘들다는 얘기.
얼마 전 안투투에서 유출된 SM-G900F 사양에도 MSM8974AC로 나와있었습니다.
(http://www.antutu.com/view.shtml?id=7646)
안투투에 나오는 사양이야 신뢰도가 떨어지는 편이지만 갤럭시S4 때 대부분 안 믿을 때 맞아버린 전례가 있어서 무조건 무시하기도 힘듭니다. 맞다고 봐야할듯.
(갤럭시S4 유출 및 엑시노스 라인업에 대한 고찰. (ver.2013.03.14))

그 다음의 논쟁 포인트는 해상도입니다.
WQHD(2560 x 1440)냐 FHD(1920 x 1080)냐.

GL벤치마크 유출 사양에서는 WQHD로 나왔었고,
(SM-G900S 벤치마크 정보 분석. (갤럭시S5??))

SM-G900F 안투투 유출 사양에 FHD로 나와있었습니다.
(http://www.antutu.com/view.shtml?id=7646)

어느 쪽을 믿을 것인가.

해상도에 따라 실성능이 어느 정도 나오는지로 판단해 보겠습니다.
GL벤치마크 2.7보다 2.5가 현실에 맞고, 실성능을 봐야하니 온스크린 성능을 볼겁니다.
일단 예전 제품들을 보면,
GLBenchmark 2.5 Onscreen
갤럭시 노트3 (Adreno330) - 54.6 fps
갤럭시 노트3 (Mali-T628MP6) - 55.3 fps
갤럭시 S4 - 40.3 fps
갤럭시 노트2 - 23.1 fps
갤럭시 S3 - 20.4 fps
갤럭시 S2 - 15.4 fps

갤럭시 노트3 이전에는 성능이 많이 떨어지는데, 갤럭시 노트3는 성능이 남는거 같습니다.
수직동기화(60 fps)에 걸려서 프레임이 더 안 나온 느낌.
실제 오프스크린 결과를 보면 이렇습니다.
(1080p인데 제품 해상도가 1080p이기때문에 온스크린과 오프스크린 결과가 같아야 합니다.)
갤럭시 노트3 (Adreno330) - 69.9 fps
갤럭시 노트3 (Mali-T628MP6) - 81.7 fps

WQHD와 FHD에서의 그래픽 성능을 비교해보지요.
Mali-T628MP6 의 경우 아직까지 WQHD에서의 테스트 결과가 없으니 비슷한 해상도인
WQXGA(2560 x 1600)에서의 테스트 결과를 참고하겠습니다.


- 엑시노스5420 Mali-T628MP6 700MHz 533MHz
GL벤치마크 2.5 WQXGA 온스크린 : 43.4 fps (600MHz 460MHz 기준. 700MHz 533MHz 환산시 50.3 fps)
GL벤치마크 2.7 WQXGA 온스크린 : 14.0 fps (600MHz 460MHz 기준. 700MHz 533MHz 환산시 16.2 fps)
(http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx27&os=Android&api=gl&D=Samsung%20SM-P600%20Galaxy%20Note%2010.1)

GL벤치마크 2.5 FHD 온스크린 : 55.3 fps
GL벤치마크 2.5 1080p 오프스크린 : 81.7 fps
GL벤치마크 2.7 FHD 온스크린 : 23.7 fps
(http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx27&os=Android&api=gl&D=Samsung%20Galaxy%20Note%20III%20%28Mali-T628%2C%20SM-N900%2C%20SM-N9000Q%29)

- 스냅드래곤800 Adreno330 550MHz
GL벤치마크 2.5 WQXGA 온스크린 : 39.5 fps (450MHz 기준. 550MHz 환산시 48.3 fps)
GL벤치마크 2.7 WQXGA 온스크린 : 14.7 fps (450MHz 기준. 550MHz 환산시 18.0 fps)
(http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx27&os=Android&api=gl&D=Amazon+KFAPWI&testgroup=overall)

GL벤치마크 2.5 WQHD 온스크린 : 47.4 fps
GL벤치마크 2.7 WQHD 온스크린 : 19.8 fps

GL벤치마크 2.5 FHD 온스크린 : 54.6 fps
GL벤치마크 2.5 1080p 오프스크린 : 69.9 fps
GL벤치마크 2.7 FHD 온스크린 : 26.8 fps
(http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx27&os=Android&api=gl&D=Samsung%20Galaxy%20Note%20III%20%28Snapdragon%2C%20SM-N900%2C%20SM-N900x%2C%20SCL22%29)


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스냅드래곤 결과를 보면 WQXGA와 WQHD의 결과 차이는 크지 않습니다.
엑시노스의 WQHD 결과 대용으로 WQXGA 결과를 보는게 큰 문제가 되지 않을듯 합니다.

FHD에서 GL벤치마크 2.5 성능이 최대 성능인지 확인하기위해 2.7에서 FHD와 WQXGA의 프레임 차이를 비교해보면,
Mali-T628MP6 700MHz 533MHz - WQXGA결과가 FHD 결과의 69% 수준.
Adreno330 550MHz - WQXGA결과가 FHD 결과의 67% 수준.
(둘이 비슷하네요.)

GL벤치마크 2.5에서 FHD와 WQXGA의 프레임 차이를 비교해보면,
Mali-T628MP6 700MHz 533MHz - WQXGA결과가 FHD 결과의 92% 수준.
Adreno330 550MHz - WQXGA결과가 FHD 결과의 88% 수준.
높은 해상도에 비해 너무 높은 결과가 나온겁니다. 정확히는 FHD에서 너무 낮은 결과가 나온거고요.
성능에 여유가 있다고 볼 수 있겠지요.

온스크린 결과 대신 같은 해상도 기준인 GL벤치마크 2.5 1080p 오프스크린 결과로 비교해보면,
Mali-T628MP6 700MHz - WQXGA결과가 FHD 결과의 62% 수준.
Adreno330 550MHz - WQXGA결과가 FHD 결과의 69% 수준.
2.7과 비슷한 비율이 나옵니다.
비율로 봐서는 GL벤치마크 2.5 FHD 온스크린 성능은 최대성능의 70% 수준인듯 합니다.

WQXGA 결과를 보면 FHD와 비교해서 확실히 성능 차이가 있습니다.
FHD에서는 최대성능의 70% 수준으로도 60 fps이 나오는데 WQXGA에서는 최대성능으로도 60 fps가 나오기 힘든 성능입니다.
(최대성능의 70%는 뒤에서 얘기할 2W 성능에 근접한 수준입니다. FHD에서는 지속적으로 60 fps의 성능을 내 줄 수 있다는 얘기지요.)
게다가 벤치마크에서 나온 최대성능을 실성능이라고 보기는 힘듭니다.
최신 GPU의 실성능은 대게 소비전력 2W 수준에서의 성능이라과 봐야하는데, 최신 GPU의 최대 성능(클럭)에서의 소비전력은 2W 정도는 가볍게 뛰어넘으니까요.
(엑시노스 5420 성능 분석.)

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그렇다면 Mali-T628MP6의 소비전력이 2W일 때의 클럭이 얼마냐가 성능을 결정합니다.
참고할 수 있는게 갤럭시S4에 적용되었던 벤치마크 코드입니다.
벤치마크와 일부 앱을 제외하고는 엑시노스5410의 GPU 클럭이 최대클럭인 533MHz가 아닌 480MHz로 제한되게 되어있었습니다.
(무리한 추측이지만) SGX544MP3 480MHz의 소비전력이 2W라고 볼 수 있습니다.
이전 엑시노스5420 성능 추정 포스팅에서 엑시노스5420의 CPU는 엑시노스5410에 비해 클럭당소비전력이 18% 정도 개선되었을 것으로 추측했습니다.
그리고 그 원인 중의 하나가 공정 변화일 것이고 GPU도 그 영향을 받을 것으로 추측했습니다.
(엑시노스5420 성능 추정. (update 2013.09.17))
물론 전력개선이 전적으로 공정변화에 의한 것은 아닐 것이기때문에 GPU도 동일하게 20% 가까운 소비전력 개선이 이루어진다고 생각하기는 힘듭니다.
다만 여기서는 구체적인 자료가 없으니 러프하게 GPU도 똑같인 18%의 전력개선 효과를 본다고 가정하겠습니다.

GL벤치마크 2.7 결과를 보면, SGX544MP3 533MHz가 14.2 fps, Mali-T628MP6 700MHz 533MHz가 26.7 fps입니다.
동클럭 성능을 비교하면 Mali-T628MP6가 1.43배 1.88배 높습니다.
삼성이 SGX가 아닌 Mali를 썼다는건 그만한 메리트가 있었기때문일 것이고 전력대성능비가 가장 중요한만큼 그 부분의 개선이 있었을겁니다. 어중간한 수준이 아니라 최소 20% 이상일겁니다.
이를 가정으로 깔고 계산해보면,  Mali-T628MP6 480MHz의 소비전력은 2W x 1.88배 x 0.8 = 3.0W 입니다.
그리고 앞서 엑시노스5410에서 5420으로 오면서 18%의 전력개선이 이루어졌다고 가정했습니다.
그걸 반영하면 Mali-T628MP6 480MHz의 소비전력은 3.0W x 0.82 = 2.47W 입니다.

여기서 좀 더 희망적인 예상을 덧붙이면 엑시노스5420의 리비전에서 전력개선이 10% 정도 더 이루어진다는 가정입니다.
CPU 클럭이 1.9GHz에서 2.1GHz로 10% 상승할 것으로 예상하는데 전력개선이 10% 이루어졌기때문에 클럭상승이 가능하다는 가정을 하는겁니다.
이 가정이 더 해지면 Mali-T628MP6 480MHz의 소비전력은 2.47W x 0.9 = 2.22W 입니다.
이 값으로 2W에서 Mali-T628MP6의 클럭을 역산해보면 440MHz 정도입니다.

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GL벤치마크 2.5 기준으로,
Mali-T628MP6 440MHz(GPU 소비전력 2W)의 WQHD 성능을 추측해보면
Mali-T628MP6은 41.5 fps 정도.
Adreno330도 큰 차이가 없을 것으로 보입니다.
FHD에서의 성능을 계산해보면 67.4 fps
WQXGA에서의 성능은 FHD에서의 성능의 절반 이하 2/3 수준라는 얘기가 됩니다.
이 기준에서보면 갤럭시S4보다 체감성능이 떨어진다고 봐야 합니다.
이 기준에서보면 갤럭시S4 수준의 체감성능을 보일겁니다.
물론 앞서 가정한 전성비 개선이 받쳐줘야 합니다.
문제가 없어보입니다만 갤럭시 노트3를 생각하면 부족한 성능이지 않은가 싶습니다.

WQHD에서의 성능은 FHD와 비교해서 절대적인 기준, 상대적인 기준, 어느 쪽으로봐도 성능이 낮습니다.
WQHD를 쓰기에 무리가 있다고 볼 수 밖에 없습니다.


- 정리.
1. 갤럭시S5에 탑재될 AP의 성능을 토대로 그래픽(실)성능을 추정해보면 WQHD는 FHD의 절반 이하 수준.
2. 절대적인 기준으로 봐도 40 fps도 안  정도 나올 것으로 보임.
3. WQHD OLED 양산도 쉽지 않을텐데 성능마저 문제라면 WQHD를 쓰기 힘든거 아닌가?
3. 아주 못 쓸 성능은 아닌데 뭔가 부족한 느낌.


- 2013.12.31 2W 성능 계산 과정 추가.
- 2014.01.15 GPU 클럭 정보 수정. 내용 변경.
(엑시노스5420 Mali-T628MP6 클럭 정보 정정.)