갤럭시 S6 성능분석 (1) GPU (Galaxy S6, Exynos7420)

 

- 갤럭시S6 엑시노스7420 그래픽 성능 분석입니다.

 

 

- GFX벤치

GFX벤치 결과로 보겠습니다.

3DMark 결과는 아직 올라오지 않은듯 합니다.

(링크 : http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx30&os=Android&api=gl&D=Samsung%20Galaxy%20S6%20Edge%20%28SM-G925%29)

 

 

- 시스템 정보

시스템 정보입니다.

대부분 이미 알려진 사양 그대로입니다.

 

디스플레이 : 5.1", 2560 x 1440

CPU : A57 2.1GHz 쿼드 + A53 쿼드

GPU : Mali-T760MP8

램 : 3GB

용량 : 32/64/128GB

 

GPU가 헥사(6)코어로 표기되고 있는데 이건 시스템 정보가 잘못된겁니다.

밑에서 자세히 다루겠지만 MP6으로 나올 수 없는 결과들입니다.

 

 

- 테스트 결과

테스트 결과는 이렇습니다.

 

오프스크린 기준.

맨해튼 : 26.0 fps

티렉스 : 59.2 fps

ALU : 103.2 fps

텍셀 필레이트 : 5218 MTex/s

 

 

- 결과 분석 (1) ALU, 텍셀

1. ALU

ALU는 최적화 영향에서 비교적 자유롭고 연산성능에 비례하는 결과를 보이기때문에 텍셀필레이트 값과 함께, MP수와 클럭을 계산하기 좋은 도구가 됩니다.

 

갤럭시 노트4, 엑시노스5433, Mali-T760MP6 700MHz의 결과가 70.4 fps 입니다.

(링크 : http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx30&os=Android&api=gl&D=Samsung%20Galaxy%20Note%204%20%28Mali-T760%2C%20SM-N910x%2C%20SM-N916%29)

갤럭시S6, 엑시노스7420 결과는 103.2 fps 입니다.

+47% 정도 높습니다.

 

계산해보면 엑시노스7420은

T760MP6 1026MHz 혹은

T760MP8 770MHz 입니다.

 

아무리 엑시노스7420가 14nm라도 1GHz가 넘는 클럭은 무리입니다.

기술적으로는 가능해도 현실적으로 상용품에 적용하기에는 무리가 있습니다.

T760MP8 770MHz로 보는게 타당합니다.

이전에 했던 추정 클럭과도 일치하는 값입니다.

(링크 : 갤럭시S6 그래픽 성능 추정. (Galaxy S6, Exynos7420))

 

2. 텍셀필레이트

5218 MTex/s 이 나왔습니다.

MP8 이면 8 Tex/cycle 이니 클럭은 652MHz로 계산됩니다.

텍셀필레이트 테스트시 클럭은 650MHz로 보입니다.

전에 갤럭시 알파 커널에서 나온 엑시노스7420 GPU 클럭 테이블은 엑시노스5433하고 같았고,

166 260 350 420 500 550 600 700 으로 나왔는데, 현재는 다른 것으로 보입니다.

(링크 :갤럭시 알파 커널 뜯어보기. (Exynos5433 64bit 지원 논란, Exynos7420))

최소한 600과 700 사이에 650MHz가 있고 700MHz 위에는 770MHz가 있는 것으로 보입니다.

 

 

- 결과 분석 (2) 맨해튼, 티렉스

 

(굳이 그래프를 따로 그릴 필요도 없을겁니다. 다른 제품과의 비교는 이 캡쳐로도 충분할듯.)

 

1. 맨해튼

26.0 fps가 나왔습니다.

갤럭시 노트4(T760MP6 700MHz)가 17.9 fps, 스냅드래곤810(A430 600MHz)가 22.8 fps 입니다.

엑시노스5433 대비 +45%, 스냅드래곤810 대비 +14% 입니다.

 

T760MP6 결과를 근거로 26.0 fps가 나오기위한 사양을 계산하면 T760MP8 763MHz가 나옵니다.

지난 성능 예측 포스팅에서도 언급했듯이 실제로는 성능이 저렇게 선형적으로 증가하지는 않기때문에 클럭은 이보다 높을 것이고, 770MHz로 봐야할듯 합니다.

(링크 : 갤럭시S6 그래픽 성능 추정. (Galaxy S6, Exynos7420))

 

클럭당/MP당 성능은 엑시노스5433와 비슷합니다.

사양증가에 따른 1%정도의 효율감소가 보일뿐입니다.

 

2. 티렉스

59.2 fps가 나왔습니다. (60 fps 가까이 나왔네요.)

갤럭시 노트4(T760MP6 600MHz)가 38.6 fps, 스냅드래곤810(A430 600MHz)가 49.8 fps 입니다.

엑시노스5433 대비 +53%, 스냅드래곤810 대비 +19% 입니다.

 

T760MP6 결과를 근거로 59.2 fps가 나오기위한 사양을 계산하면 T760MP8 690MHz가 나옵니다.

맨해튼처럼 여기서도 사양증가에 따른 효율감소치(1.5%정도)를 반영하면 700MHz가 나옵니다.

굳이 가정을 넣어서 클럭을 보정해주지 않더라도 클럭 테이블에 들어갈만한 숫자로는 690보다 700이 더 적당하겠지요.

 

클럭당/MP당 성능은 역시 엑시노스5433과 비슷합니다.

사양증가로 인해 효율이 1.4%정도 떨어졌네요.

 

 

- 소비전력 추정

전력 계산을 해보지요.

엑시노스5433 에서 시작합니다.

갤럭시 노트4 커널에서 계산되는 20nm T760MP6 700MHz 전력은 4.26W

(링크 :갤럭시 알파 커널 뜯어보기. (Exynos5433 64bit 지원 논란, Exynos7420))

삼성 자료를 보면 14nm는 20nm 대비

동일 전력에서 성능(클럭) +20%

동일 성능에서 전력 -35%

 

14nm T760MP6 700MHz면 4.26W x 0.65 = 2.77W

(공정 성능 향상치 기준은 대게 효율이 가능 높은 전압/클럭 구간일텐데 14nm에서 700MHz가 그 구간인지 알 수 없으니 일단 그대로 갑니다.)

 

14nm T760MP8 700MHz면 산술적으로 2.77W x 8/6 = 3.70W

(MP수가 늘어나면 보통 전력효율이 좋아져서 저렇게까지 선형적으로 전력이 늘어나지는 않을텐데, 바로 앞에서 전력이 더 올라갈 부분을 무시했으니 이걸로 상쇄됐다고 치지요.)

 

14nm T760MP8 770MHz면 3.70W x 770/700 = 4.06W

(클럭이 올라가면 전압도 올라가서 전력이 선형보다 더 올라갈텐데 올라간 클럭이 크지도 않고, 처음 계산에서 14nm 클럭을 여유있게 잡았으니 이 정도도 그 범위 안에 들어가겠지요.)

 

다른 방법으로 해볼까요.

동일 전력에서 성능(클럭) +20%로......

 

20nm T760MP6 700MHz가 4.26W

14nm T760MP6 700 x 1.2 = 840MHz가 4.26W

단순 선형 비례로 계산하면 T760MP8 630MHz가 4.26W가 되겠고, T760MP8 770MHz는 5.21W가 되겠네요.

그런데 클럭이 840MHz까지 올라가면 770MHz 대비 전압이 올라갈텐데, 770MHz에서 전압을 정확히 잡기에는 자료가 부족하네요.

 

앞서 계산한 4W 수준에 맞춘다면 840MHz 전압은 770MHz 전압의 1.11배정도로 나옵니다.

(5.21/4.26 = 1.22222, 제곱근을 구하면 1.106, 전력은 전압제곱에 비례하니까......)

이 방법은 이 정도에서 중지.

 

이래저래 4W 정도로 엑시노스5433 하고 비슷한 수준인듯.

 

 

- 정리 : 엑시노스7420 GPU

14nm Mali-T760MP8

 

1. 맨해튼

770MHz

26.0 fps

엑시노스5433 대비 +45%

스냅드래곤810 대비 +14%

테그라K1 대비 -20%

 

2. 티렉스

700MHz

59.2 fps

엑시노스5433 대비 +53%

스냅드래곤810 대비 +19%

테그라 K1 대비 -12%

 

3. 성능

스마트폰 전력 한도 내에서 최고 성능

 

Mali-T760MP8 770MHz 기준

트라이앵글 : 770 MTri/s

픽셀필레이트 : 6.16 GPix/s

텍셀필레이트 : 6.16 GTex/s

연산성능(FP32) : 209.4 GFLOPS

 

4. GPU 전력 추정

엑시노스5433과 비슷한 4W 선으로 추정.

 

5. 찌라시/잡담

찌라시 대로면 맨해튼 30 fps, 티렉스 60 fps

맨해튼 클럭은 900MHz로 계산됐습니다.

(링크 : 찌라시 읽기 (5) 엑시노스 7420 사양 추정. (Exynos7420))

 

실제 나온건 26 fps, 770MHz

스냅드래곤810의 성능 저하로 타겟 성능을 낮춰잡은거겠지요.

구구절절한 얘기는 이전 성능 추정 포스팅을 참고.

(링크 : 갤럭시S6 그래픽 성능 추정. (Galaxy S6, Exynos7420))

 

저기까지 테스트를 했다는건 클럭이 거기까지 올라가기는 한다는거겠지요.

그리고 수율에 따라 다르겠지만 소비전력까지 괜찮게 가져갈 수 있는 상태로 말이지요.

 

섵부른 판단일지 모르겠지만 잘 하면 오버클럭 커널로 재미보는 사람들이 나올지도 모르겠네요.

뽑기 운이 필요하겠지만 스마트폰에서 실사가능한 오버클럭이 나올지도 모를테니......