엑시노스8890 GFX벤치 분석. (갤럭시S7, Mali-T880)

 

- 갤럭시S7 탑재 엑시노스8890 GFX벤치 결과 분석입니다.

링크 : https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx40&os=Android&api=gl&D=Samsung+Galaxy+S7+%28Mali-T880%2C+SM-G930x%29&testgroup=overall

링크 : https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx40&os=Android&api=gl&D=Samsung+Galaxy+S7+edge+%28Mali-T880%2C+SM-G935x%29&testgroup=overall

스냅820 Adreno530과 성능 비교는 아주 간단히 넘어갈거고, T880 성능 얘기 위주로 할겁니다.

 

 

- 결과

AP	GPU	MP	CLK FREQ (MHz)	FPS
				Car Chase offscreen	Manhattan 3.1 offscreen	Manhattan offscreen	T-Rex offscreen	ALU2 offscreen
Exynos 5433	T760	6	700/700/700/600	7.6	11.5	17.9	42	13.7
Exynos 7420	T760	8	772/772/772/700	9.1	16.6	25.1	61.6	20.1
MT6755	T860	2	700	2.5	4.8	7.2	17.5	6
Kirin 950	T880	4	800	6.3	10.3	18	41.8	19.5
Exynos 8890	T880	12	650/650/600/546	15.5	29.2	40.7	88.8	42.6

 

왜 클럭이 저럴거라고 보는가 하면,

엑시노스5433, 7420 은 이전부터 얘기했던 내용이고, MT6755는 사양, 기린950은 이전에 언급했습니다.

(링크 : 엑시노스8890 GFX벤치 유출 결과 분석. (Exynos8890, Mali-T880MP12))

엑시노스8890은 커널정보 기준입니다.

 

 

- 클럭 설정 (커널)

최근 올라온 갤럭시S7 커널을 보면 이렇습니다.

(커널에서 새로운 내용이 몇 개 있기는한데 따로 다를 정도로 많지는 않아서 일단 계속 보는 중입니다.)

 

 

 

클럭을 보면 806 754 728 702 650 600 546 419 338 260

하지만 아래에 나올 내용이나 현재 출시 상태를 봐서는 최대 클럭은 650MHz 입니다.

이를 알 수 있는 부분이 650MHz 항목에 나오는 cpu_egl_max 항목.

다른 부분은 CPU_MAX로 나오는데 650MHz만 156000 입니다.

아래 부분을 보면 GPU_BOOST_EGL_MIN_LOCK, 1872000 으로 나오는데

이건 GPU 클럭이 650MHz 일 때는 빅코어 최대 클럭은 최대 1.56GHz로 제한된다는 내용으로 보입니다.

(아니면 1.9GHz?)

GPU가 650MHz 일 때는 빅코어 클럭을 제한할 정도로 전력이 올라간다는겁니다.

그 이상으로 클럭을 올리는건 힘들다고 봐야겠지요.

또한 다른 대부분의 일반적인 상황에서는 600MHz 동작이 한계라고 보입니다.

이런 식으로 보면 650MHz라는 클럭은 일종의 덤, 부스트 클럭으로 볼 수 있습니다.

 

GPU 최대 클럭 650MHz 로 나옵니다.

 

보면 전력 상수(power_coeff)가 625 입니다.

위에 나온 클럭, 전압으로 650MHz에서의 전력을 계산해보면 625 x 0.8^2 x 0.65 = 260, 2.6W로 나옵니다.

702MHz 조건으로 계산하면 625 x 0.85^2 x 0.702 = 317, 3.17W 가 됩니다.

엑시노스7420 GPU 전력이 커널상 2.88W 였습니다.

(링크 : 갤럭시S6 커널 정보. (엑시노스7420, 엑시노스5433 64bit, 엑시노스7580))

3W 선이 한계 전력이고 702MHz에서는 전력이 크게 올라가니 650MHz 선에서 클럭이 정해진듯 합니다.

 

 

- Mali-T880 성능 분석

테스트별 클럭을 추정을 해보면,

카 체이스, 맨해튼3.1 : 650MHz

맨해튼 : 600MHz

티렉스 546MHz

카 체이스, 맨해튼3.1은 최대 클럭이니 그렇다쳐도 맨해튼 클럭이 낮은건 650MHz로 계산시 기린950 이나 기존 T860보다 사양대비 성능이 떨어지게 나오기때문입니다.

600MHz로 계산하면 기린950하고 비슷해지기도 하고요.

티렉스 클럭이 이보다 더 낮아진 것도 비슷한 이유입니다.

이렇게보면 기존에 2단계로 테스트 클럭이 정해진 것이 이번에는 3단계로 세부화 됐습니다.

 

사양대비성능을 비교해보면 이렇습니다.

 

AP	GPU	MP	FPS/MP/clk Ratio
			Car Chase offscreen	Manhattan 3.1 offscreen	Manhattan offscreen	T-Rex offscreen	ALU2 offscreen
Exynos 5433	T760	6	0.001810	0.002738	0.004262	0.011667	0.003806
Exynos 7420	T760	8	0.001473	0.002688	0.004064	0.011000	0.003589
MT6755	T860	2	0.001786	0.003429	0.005143	0.012500	0.004286
Kirin 950	T880	4	0.001969	0.003219	0.005625	0.013063	0.006094
Exynos 8890	T880	12	0.001987	0.003744	0.005653	0.013553	0.006502

 

AP	GPU	MP	FPS/MP/clk Ratio
			Car Chase offscreen	Manhattan 3.1 offscreen	Manhattan offscreen	T-Rex offscreen	ALU2 offscreen
Exynos 5433	T760	6	100%	100%	100%	100%	100%
Exynos 7420	T760	8	81%	98%	95%	94%	94%
MT6755	T860	2	99%	125%	121%	107%	113%
Kirin 950	T880	4	109%	118%	132%	112%	160%
Exynos 8890	T880	12	110%	137%	133%	116%	171%

아키텍처별 성능 차이를 비교해보면 이렇습니다.

AP	GPU	MP	FPS/MP/clk Ratio
			Car Chase offscreen	Manhattan 3.1 offscreen	Manhattan offscreen	T-Rex offscreen	ALU2 offscreen
Exynos 5433	T760	6	100%	100%	100%	100%	100%
MT6755	T860	2	99%	125%	121%	107%	113%
Exynos 8890	T880	12	110%	137%	133%	116%	171%

 

카 체이스, 맨해튼3.1, 맨해튼, 티렉스 순으로 성능향상치를 보면,

T760 -> T860 : 0%, +25%, +21%, +7%

T860 -> T880 : +10%,+9%, +10%, +8%

 

T860 대비 T880은 전체적으로 +10% 수준입니다.

티렉스는 나온지 오래된 테스트라서 최적화의 여지도 적으니 그러려니.

 

같은 T880인데도 사양대비성능에서 기린950이 엑시노스8890보다 낮은건 (특히 맨해튼3.1 차이는 16%) 드라이버의 차이로 보입니다.

기린950은 r7p0, 엑시노스8890은 r9p0 입니다.

 

ALU2 결과(연산성능)를 보면 T860 - T880 차이는 +52% 입니다.

T860 -> T880 에서 MP당 ALU 수가 1.5배(2개 -> 3개)로 늘어났으니 사양에 맞는 결과입니다.

 

 

- 예상보다 낮은 Mali-T880 성능

최초에 미디어텍 발표 정보 등을 통해 T880 성능은 T860 대비 +20% 정도로 봤습니다.

그런데 실제는 +10% 정도로 나왔지요.

미디어텍이 공개한 정보의 형태가 기존 제품 대비 몇% 성능 향상이라는 식인데, 이게 틀렸단 얘기입니다.

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

아무래도 미디어텍은 ARM에게 제공받은 정보를 근거로 사양을 설정하고 기존 제품과의 성능 차이를 계산해서 표기했을겁니다.

그렇다면 T880에서의 성능이 초기 예상치보다 낮게된건, ARM의 초기 제공 정보보다 실제 성능치가 낮게 나왔기때문일 가능성이 있습니다.

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

이런 가능성을 의심하게 하는게 최근 미디어텍이 헬리오 X25를 발표하면서 나온 헬리오 X20 사양입니다.

 

(링크 : http://chinese.engadget.com/2016/03/16/mediatek-helio-x25-x20/)

최근 발표에서 미디어텍은 헬리온 X20 사양을 T880MP4 780MHz로 발표했는데,

최초 발표시에는 700MHz 였습니다.

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

그렇다면 700MHz에서의 성능이 예상보다 낮아서 클럭을 올렸다는 추측이 가능합니다.

기존 정보대로면 T860 700MHz -> T880MHz 700MHz 에서 +20% 였습니다.

그런데 실제 T860 700MHz -> T880MHz 780MHz 에서 +20%가 된다는겁니다.

그렇다면 동클럭에서 T860과 T880의 성능 차이는 700/780 x 1.2 = 1.077, 7.7% 라는게 됩니다.

티렉스에서 둘의 성능 차이가 8% 수준이니 일단 앞뒤 정황은 들어맞습니다.

 

 

- Adreno530 과 성능 비교

갤럭시S7 스냅820 버전과 비교해보면 이렇습니다.

 

AP	GPU	MP	CLK FREQ (MHz)	FPS
				Car Chase offscreen	Manhattan 3.1 offscreen	Manhattan offscreen	T-Rex offscreen
Exynos 8890	T880	12	650/650/600/546	15.5	29.2	40.7	88.8
Snapdragon 820	A530		624MHz	18.4	32.2	48.8	93.1
Exynos8890 (+20% est)	T880	12	650/650/600/546	16.7	32.1	44.4	98.3

 

티렉스를 제외하면 스냅820 대비 평균 15% 정도 낮습니다.

ARM 초기 정보(추정)대로 T860 대비 +20% 였을 때의 추정 성능이 맨 밑 줄입니다.

스냅820과 성능 차이가 크게 줄어들지요.

티렉스는 계산상 저렇게 나왔지만 현재 나온 7~8% 수준에서 벗어나기 힘들었을듯 합니다.

 

결국 ALU 수를 늘린 효과는 있었지만 충분하지 않았다고 봅니다.

최대 MP16까지 지원하다는 GPU에서 MP12라는, 최대 사양에 가까운 MP수를 도입했음에도 불구하고 경쟁 제품과의 성능 격차는 여전히 존재하고 있습니다.

더 이상 부족한 사양을 탓하기는 힘든 상황인거지요.

아키텍처에 근본적인 한계가 있다는 결론을 피할 수 없습니다.

이래서는 쓰는 업체 입장에서도 슬슬 짜증나는 않을런지......

 

 

- 정리

엑시노스8890 GPU

Mali-T880MP12

650MHz 연산성능 : 397.8 GFLOPS

 

1. 갤럭시S7 성능/클럭 설정

카 체이스, 맨해튼3.1 : 650MHz

맨해튼 : 600MHz

티렉스 : 546MHz

스냅드래곤820 (Adreno530) 대비 평균 -15% (티렉스 제외. 티렉스는 -5%)

 

2. 전력

650MHz : 2.6W

702MHz : 3.17W

실제 전력은 온도, 누설전력 등에 따라 더 높아질 수 있음.

 

3. Mali-T880 성능

(카 체이스, 맨해튼3.1, 맨해튼, 티렉스 순.)

T760 -> T860 : 0%, +25%, +21%, +7%

T860 -> T880 : +10%,+9%, +10%, +8%