갤럭시 S6 성능분석 (2) CPU (Galaxy S6, Exynos7420)

 

- 지난 편에 이어 CPU 성능 분석입니다.

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

Sunspider 같은 것도 다루고 싶은데 (싱글코어 부동소수점 성능을 잘 반영하는 편입니다.) 긱벤치처럼 결과가 잘 정리돼있는 것도 아니고해서 긱벤치3만 다루겠습니다.

예전에 린팩을 쓰다가 배제된 것처럼 더 나은 벤치마크가 나오면 긱벤치도 배제되겠지요.

 

솔직히 분석이라고 제목붙이기가 참 그런게, GPU는 뭐 찾는 맛이라도 있는데 CPU는 딱히 할 수 있는게 없습니다.

나와있는 뻔한 결과끼리 비교하는게 전부라서......

 

쓸데없는 소리를 한거 같은데 본론으로......

 

 

- 사양

Cortex-A57 r1p0 2.1GHz 쿼드코어 + Cortex-A53 r0p2 1.5GHz 쿼드코어

LPDDR4 64bit 1552MHz (=24.8 GB/s)

삼성 14LPE (14nm FinFET) 공정

(링크 : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/2019251, http://browser.primatelabs.com/geekbench3/2037579)

 

엑시노스5433은 A57 r1p0 / A53 r0p1 입니다.

A53 리비전이 변경되었습니다.

 

 

- 링크

1. 엑시노스7420 AArch64
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1998575
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/2007685
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/2008596
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/2024177
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/2007683

 

2. 엑시노스7420 AArch32
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1874253

 

3. 엑시노스5433

http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1451666
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/959168
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1062150
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1622682

 

4. 스냅드래곤810 (MSM8994)
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1708087
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1708526
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1702647
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1713814
http://browser.primatelabs.com/geekbench3/1714750

 

 

- 동클럭 점수 비교

1. 엑시노스7420 AArch32 vs 엑시노스5433 AArch32

AArch32 모드에서 엑시노스5433과 비교입니다.

 

엑시노스5433이 앞섭니다.

여기에는 몇 가지 이유가 있는데,

 

1-1. AES 점수

AES 점수가 테스트마다 편차가 큽니다.

엑시노스5433 기준으로 보통 800점대가 나오는데, 결과를 보면 1100~1500점대가 나오는 경우가 있습니다.

긱벤치 버전과도 관계가 없고,

다른 점수가 같이 올라가는게 아니라서 아니라서 오버클럭 영향으로 보기도 힘듭니다.

제품 버전을 가리지 않고 높은 점수가 나와서 트윅이 들어갔다고 보기도 힘들고요.

이유를 좀 더 알아봐야겠지만 현재로는 엑시노스7420 점수가 더 올라갈 가능성이 있다 정도로 생각해야할듯 합니다.

 

1-2. 엑시노스7420 AArch32 결과가 적습니다.

최적 성능이라 보기 힘듭니다.

그에 반해 엑시노스5433 결과는 최상치를 뽑아높은거라 차이가 날 수 밖에 없습니다.

 

현재 기준으로 보면 AArch32에서 정수점수는 엑시노스5433 대비 -6%

 

부동소수점 점수는 동급.

 

메모리 점수는 엑시노스5433 대비 평균 +35%

이는 둘의 메모리 대역폭 차이로 봤을 때, 적절한 점수 차이입니다.

 

 

- 엑시노스5433 AArch32 vs 엑시노스7420 AArch64

실제 사양 조건에서 엑시노스5433과 동클럭 비교입니다.

 

정수 점수.

엑시노스5433 대비 -6%

 

부동소수점 점수.

엑시노스5433 대비 +11%

 

메모리 점수.

엑시노스5433 대비 평균 +35%

 

 

- 엑시노스7420 AArch64 vs 엑시노스7420 AArch32

엑시노스7420에서 AArch32와 AArch64 결과 비교입니다.

 

정수 점수.

항목간 오르고 내린 점수가 있고, 종합하면 동급입니다.

AArch32에서 이미 긱벤치가 볼 수 있는 ARMv8 명령어의 혜택은 거의 다 봤으니 납득할 수 있는 결과.

 

부동소수점 점수.

전체적으로 고르게 점수가 올라서 총점 기준 +11% 입니다.

 

메모리 점수는 오차범위 동급입니다.

 

 

- 엑시노스7420 AArch64 vs MSM8994 AArch64

스냅드래곤810과의 비교입니다.

동클럭 점수 비교이고 아키텍처, 메모리 사양도 같아서 성능차이를 변명할 수 있는 변수는 없습니다.

 

정수 점수.

스냅드래곤810 대비 +11%

 

부동소수점 점수.

스냅드래곤810 대비 +7%

 

메모리 점수.

스냅드래곤810 대비 +30%

 

스냅드래곤810의 정수, 부동소수점 점수가 10% 정도 낮은건 쓰로틀링의 영향이라고 생각하면 되지만,

메모리 점수가 25%정도 낮은건 쓰로틀링으로 설명이 안 됩니다.

스냅대르곤810 관련 루머 중에 메모리 컨트롤러에 대한 내용이 있었는데 그 영향일지도 모르겠습니다.

 

 

- 총점

실제 클럭에서 점수 비교.

 

동클럭 점수 비교에서 최종적으로는 엑시노스7420가 120%p 수준까지는 올라갈듯 한데,

사이클론에는 여전히 부족합니다.

 

점수를 전체적으로 보면,

 

정수 싱글 : A8X 턱밑까지 쫓아옴.

정수 멀티 : 타제품 학살.

부동소수점 싱글 : 오르긴 올랐는데 사이클론 수준까지는 안 됨.

부동소수점 멀티 : A8X 넘어섬.

메모리 : 많이 올랐는데 사이클론 수준까지는 안 됨.

총점 멀티 : 타제품 학살.

(코어당성능이 낮은건 멀티코어를 위한 것이었다.!!!)

 

 

- 전력 추정

CPU 소비전력을 추정해보겠습니다.

같은 아키텍처였던 엑시노스5433을 근거로 시작하지요.

 

커널을 보면 20nm Cortex-A57 1.9GHz 싱글코어는 1.927W 입니다.

(링크 : 엔비디아 테그라 X1 발표. (1) CPU (Tegra X1))

 

삼성 자료를 보면 14nm는 20nm 대비

동일 전력에서 성능(클럭) +20%

동일 성능에서 전력 -35%

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

 

20nm Cortex-A57 1.9GHz와 14nm Cortex-A57 2.3GHz (1.9 x 1.2 = 2.28)는 같은 전력이라는게 됩니다.

엑시노스7420 클럭보다는 높지요.

14nm Cortex-A57 2.1GHz와 같은 전력 조건을 거꾸로 계산하면 20nm Cortex-A57 1.8GHz (2.1 / 1.2 = 1.75)가 됩니다.

앞서 본 커널을 다시보면 20nm Cortex-A57 1.8GHz 싱글코어 전력은 1.694W 정도입니다.

 

즉, 엑시노스5433 대비 CPU 전력 -14% 라는게 됩니다.

 

여기서 추가로 볼 수 있는게, 20nm Cortex-A57 1.9GHz와 14nm Cortex-A57 2.3GHz (1.9 x 1.2 = 2.28)는 같은 전력이라는겁니다.

엑시노스5433, 테그라 X1을 봤을 때, 20nm 공정에서 A57의 한계클럭은 1.9GHz로 보입니다.

스마트폰이나 태블릿 조건을 고려한 소비저력에 따라 결정되는 한계클럭이겠지요.

그렇다면 14nm 공정에서 A57의 한계클럭은 2.3GHz 정도라고 생각할 수 있겠지요.

 

2.3GHz라면 후속 제품 클럭으로 생각해볼만한 값입니디.

그동안 엑시노스의 사양 흐름을 보면 CPU 클럭을 0.2GHz 씩 올렸으니, 거기에도 들어맞고요.

(이전 클럭대비 10% 정도씩 올린거 같기도 합니다.)

후속 제품이 계속해서 A57 기반이라면 클럭은 2.3GHz가 될듯 합니다.

 

 

- 정리

엑시노스7420 CPU

 

1. 사양

Cortex-A57 r1p0 2.1GHz 쿼드코어 + Cortex-A53 r0p2 1.5GHz 쿼드코어

LPDDR4 64bit 1552MHz (=24.8 GB/s)

삼성 14LPE (14nm FinFET) 공정

 

 

2. 성능

- 엑시노스5433 대비

동클럭 성능 (싱글기준)

정수 :  -6%

부동소수점 : +11%

메모리 : +35%

 

최종 성능 (싱글기준)

정수 : +4%

부동소수점 : +23%

메모리 : +35%

멀티코어 총점 : +17%

 

엑시노스5433 사례를 봤을 때, 앞으로 6~7% 정도 점수가 상승할 가능성이 있음.

 

- 스냅드래곤810 (MSM8994) 대비

동클럭 성능 (싱글기준)

정수 : +11%

부동소수점 : +7%

메모리 : +30%

 

최종 성능 (싱글기준)

정수 : +24%

부동소수점 : +12%

메모리 : +30%

멀티코어 총점 : +24%

 

스냅드래곤이 10%정도 떨어지는데 쓰로틀링 영향으로 추정.

같은 사양임에도 스냅드래곤810의 메모리 점수가 크게 떨어짐.

루머대로 메모리 컨트롤러에 문제가 있을 가능성이 있음.

 

- 애플 A8X 대비

최종 성능 (싱글기준)

정수 : -6%

부동소수점 : -25%

메모리 : -18%

멀티코어 총점 : +22%

 

코어당성능이 낮은건 멀티코어를 위한 것이었다.!!!

 

 

3. CPU 소비전력/후속작?

6.8W 선으로 추정.

엑시노스5433 대비 -14%

 

14nm 공정에서 Cortex-A57은 최대 2.3GHz까지 가능할 것으로 보이고,

엑시노스7420의 후속작이 같은 Cortex-A57 기반이라면 전례 등으로 보아 2.3GHz 일 것으로 추정.

 

 

- 2015.03.08 소비전력 추정치 수정.