하이실리콘 기린950 GFX벤치 분석. (HiSilicon Kirin 950, Mali-T880) (update 2016.01.07)

 

- 하이실리콘 기린950 (HiSilicon Kirin 950) 발표 자료와 GFX벤치 결과로 ARM Mali-T880 성능을 확인해보겠습니다.

(링크 : https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfxgen&os=Android&api=gl&D=Huawei+NXT-AL10&testgroup=overall)

기린950의 다른 부분은 따로 다룰 예정입니다.

 

 

- 화웨이 발표 자료

화웨이에서 기린950를 발표하면서 인터넷상에 사진이 여럿 올라왔지만 여기서는 GPU 성능 관련된 것만 보겠습니다.

 

 

 

Mali-T880MP4 900MHz

맨해튼 오프스크린 18 fps

티렉스 오프스크린 약 34 fps

(기린930 GPU 클럭이 680MHz 였군요.)

 

GPU 연산성능은 T628MP4 680MHz 대비 2배로 표기하고 있습니다.

클럭이 +32%이니 동사양에서 연산성능은 1.51배라는건데.

MP당 ALU수가 2개에서 3개로 늘어났으니 일단 숫자상으로 맞습니다.

18GFLOPS라고 하는데 이걸로 계산하면 1ALU당 5 FLOPS/cycle 입니다.

Midgard 아키텍처의 FP32 Vec x4+ FP32 Scalar x1 구조 기준으로 얘기한듯.

 

 

- GFX벤치 결과

기린950 탑재인 화웨이 NXT-AL10 결과입니다.

(링크 : https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfxgen&os=Android&api=gl&D=Huawei+NXT-AL10&testgroup=overall)

참고로 같은 이름으로 검색하면 긱벤치 결과도 있습니다.

 

CPU 클럭이 2.2GHz로 나오는데 화웨이 발표가 2.3GHz걸 봐서는

클럭이 2.2x MHz여서 시스템 정보에 2.2GHz로 표기됐거나, 화웨이 발표 사양보다 클럭이 낮게 들어갔을 가능성이 있을듯 합니다.

 

결과를 보면,

맨해튼, 티렉스 결과는 아직입니다.

ALU2 오프스크린 19.4 fps

Texturing 오프스크린 2441 MTex/s

 

 

- 비교/분석

결과를 정리하면 이렇습니다.

 

AP	GPU	MP	CLK FREQ		Manhattan 3.1	Manhattan	T-Rex	ALU	ALU2	Fillrate	Texturing
			Manhattan	T-Rex
Exynos5430	T628	6	600	550	7	13.6	31.4	60.1	12.8	3204	2028
Exynos5433	T760	6	700	600	7.9	17.9	38.6	70.4	13.6	3403	2523
Exynos7420	T760	8	772	700	16.3	24.9	58.8	103.1	20.1	5285	4006
MT6755	T860	2	700	700	4.8	7.2	17.2		6		1012
Kirin950	T880	4	900	900		18	34		19.4		2441

 

1. Texturing

필레이트나 텍스처링 결과를 보면 최대 클럭이 유지되는거 같지는 않습니다.

텍스처링 결과 기준으로 보면,

MT6755 : 1012 / 2 = 506MHz

엑시노스5433 : 2523 / 6 = 420.5MHz

엑시노스7420 : 4006 / 8 = 500.8MHz

기린950 : 2441 / 4 = 610.3MHz

 

엑시노스 결과를 보면 임의로 정해진 클럭이 적용되는거 같기도 합니다.

(420MHz는 GPU 클럭 테이블에 지정된 값 중에 있음.)

다른 제품과 쓰로틀링 경향이 비슷한지도 알 수 없으니 비율로 끼워맞출 수도 없네요.

MT6755 기준으로 계산하면 610 / (506/700) = 844MHz

850MHz 정도로 계산되는데 어차피 900MHz로 발표됐으니 더 따질건 없어보입니다.

 

AP	GPU	MP	CLK FREQ	클럭당성능 (fps/MHz/MP)
				Manhattan 3.1	%	Manhattan	%	T-Rex	%	ALU	ALU2	%
Exynos5430	T628	6	550	0.00194	74%	0.00378	89%	0.00952	89%	0.01821	0.00388	103%
Exynos5433	T760	6	600	0.00188	71%	0.00426	100%	0.01072	100%	0.01956	0.00378	100%
Exynos7420	T760	8	700	0.00264	100%	0.00403	95%	0.01050	98%	0.01841	0.00359	95%
MT6755	T860	2	700	0.00343	130%	0.00514	121%	0.01229	115%	0.00000	0.00429	113%
Kirin950	T880	4	900			0.00500	117%	0.00944	88%		0.00539	143%

 

2. ALU2

T860 대비 클럭당성능 +26% 입니다.

사양상 50% 차이가 나야하는데 그보다 적네요.

1.5배가 나온다고 가정하고 기린950 결과로 ALU2 테스트 클럭을 계산하면 750MHz

설정 클럭일지도 모르겠습니다.

 

3. 맨해튼

T860 대비 클럭당성능 -3% 입니다.

이것만 보면 동급인데 미디어텍 발표나 다른 자료봤을 때 +17%로 보인단 말이지요.

(링크 : ARM Mali-T880 그래픽 성능 추정. (update 2015.08.26))

바로 앞에서 계산한 750MHz를 적용하면 +17%로 계산됩니다.

결과가 올라갈지 저게 원래 성능인지 클럭이 900MHz가 아닌건지.

제품이 정식 출시되면 다시 봐야겠습니다.

 

현재 GFX벤치 사이트에 올라온 결과가 17.4 fps 입니다.

아래에서 언급하겠지만 GPU 클럭 step이 900 800 650 입니다.

이걸 근거로 실제 테스트 중에 800, 650MHz를 왔다갔다 한다고 가정하고 유효 클럭을 중간값인 725MHz로 잡아서 클럭당프레임을 계산해보면 0.006 fps/MHz로 T860 대비 +16.6% 입니다.

17%라는 값과 잘 들어맞지요.

화웨이 설정 혹은 쓰로틀링으로 인해 최대 클럭으로 돌아가지 않는듯 합니다.

 

 

4. 티렉스

T860 대비 클럭당성능 -23% 입니다.

900MHz가 아니라

750MHz로 잡으면 -8%

700MHz로 잡으면 -1%

650MHz로 잡으면 +6%

600MHz로 잡으면 +15%

 

예전 포스팅에서 T760 -> T880 에서 티렉스 +17% 정도로 나온적이 있는데,

(링크 : ARM Mali-T880 그래픽 성능 추정. (update 2015.08.26))

여기에 맞추면 클럭은 680MHz

기린930 GPU 클럭이니 티렉스 클럭이 이 정도일 가능성도?

680MHz 기준으로 보면 T860 -> T880 : +2%

 

현재 GFX벤치 사이트에 올라온 결과가 40.8 fps 입니다.

앞서 맨해튼에서 했던대로 유효클럭 725MHz로 가정하여 계산하면 클럭당프레임은 T860 대비 +14.5% 입니다.

 

 

- 결론/의문

화웨이 발표 사양과 성능을 기준으로 보면 사양대비 제 성능이 안 나오는걸로 보입니다.

맨해튼 기준으로 보면 발표치인 18 fps가 아닌 20 fps 정도만 나와도 기존 T880 정보와 잘 들어맞는단 말이지요.

현 성능으로 보면 맨해튼 750MHz, 티렉스 680MHz 로 봐야 기존 정보들과 클럭당성능이 일치하고 있습니다.

 

화웨이 발표 사양/성능은 사실 거의 절대적인 내용이라고 봐도 될겁니다.

몇% 향상같은 우회적인 표현이 아니라 대놓고 사양과 성능을 공개했으니까요.

그렇다면 클럭설정이 900MHz가 아닐 가능성은 낮게 볼 수 있고, 그 경우를 제외했을 때 성능이 떨어질 가능성을 생각해보면 드라이버나 쓰로틀링 정도 외에는 일반적인 경우가 생각나지 않습니다.

 

 

 

그런데 드라이버 차이에 의한 성능 차이라고 보기에도 T860 (MT6755) r7p0, 기린950은 r8p0 라서 기린950 드라이버가 더 최신입니다.

기존 제품과 구조가 달라 드라이버 버전과 관계없이 최적화가 덜 되었다는 추정은 가능할 수 있겠지만요.

 

그러면 남는건 쓰로틀링인데 이 가능성을 뒷받침하는게 CPU 클럭.

16FF+ 공정임에도 같은 Cortex-A72 쿼드코어가 들어간 스냅드래곤620과 비교했을 때 CPU 클럭상승이 너무 적습니다.

(링크 : 애플 A9, A9X CPU 성능 분석. (Geekbench3))

아키텍처는 다르지만 스냅620과 스냅810, 엑시노스5433의 CPU 클럭차이로 보아 스냅620은 공정성능만큼 클럭이 나와준 것으로 생각됩니다.

그렇다면 문제는 Cortex-A72가 아니라 16FF+ 공정이라는 결론이 나겠지요.

16FF+ 공정때문에(아직 안정화가 안 되었다든지...) CPU에서는 클럭상승이 제한되었고, GPU에서도 비슷한 원인으로 쓰로틀링이 발생하여 클럭대비 성능이 낮게 나왔다는 가설을 세워볼 수 있습니다.

 

 

- update 2016.01.07

아난드텍 리뷰 결과를 보면 맨해튼 18.2 fps, 티렉스 41.6 fps 입니다.

FHD 제품이고 온스크린이 19.2 fps, 43.7 fps가 나오는걸봐서는 오프스크린 결과가 좀 낮게 나온듯 합니다.

(가상키패드때문에 온스크린 해상도가 FHD보다 약간 작음.)

온스크린 결과 정도로 나온다면 미디어텍 등의 소스에서 알려진 T880 성능과 어느 정도 들어맞는 수준이 됩니다.

 

클럭 단계는 900 800 650 480 360 266 160 정도로 보입니다.

아난드텍 리뷰를 보면 650MHz까지 전압 697mV로  일정하다가 800MHz에서 709mV로 약간 올라가고, 900MHz에서 776mV로 크게 올라갑니다.

티렉스 기반의 배터리 테스트에서도 초반 7~8분 정도는 44 fps 정도를 유지하다가 이후에는 40 fps 정도를 유지합니다.

계산해보면 초반에 900MHz로 동작하다가 800MHz로 떨어졌다는게 됩니다.

 

새롭게 갱신된 맨해튼, 티렉스 결과에서도 보이듯이 쓰로틀링의 가능성이 보입니다.

이게 TSMC 공정의 문제인지, A57과 같은 ARM 레퍼런스의 문제인지는 지켜봐야할듯 합니다.

 

 

- update 2016.01.07 아난드텍 리뷰 정보 추가

(링크 : http://www.anandtech.com/show/9878/the-huawei-mate-8-review/5)