- 아이폰7/7+ 탑재 애플 A10 GFX벤치 결과 분석입니다.

(링크 : https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx40&os=iOS&api=metal&cpu-arch=ARM&hwtype=GPU&hwname=Apple%20A10%20GPU&did=28447322&D=Apple%20iPhone%207

https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx40&os=iOS&api=metal&cpu-arch=ARM&hwtype=GPU&hwname=Apple%20Metal%20Renderer&did=38668414&D=Apple%20iPhone%207%20Plus)

OpenGL, Metal 결과 중 높은 쪽으로 취합됐습니다.



- 애플 발표치

발표에서는 그래픽 성능이 아이폰 대비 240배.

공식 홈페이지에서는 아이폰6(A8) 대비 3배로 언급하고 있습니다.

따로 언급은 되어있지 않지만 공식 홈페이지의 그래프 길이로 계산해보면,

A8 -> A9는 2배, A9 -> A10은 1.73배 입니다.

A8 : A9 : A10 성능비는 1 : 2 : 3.46 이 됩니다.

3배라는 내용하고 안 맞지요.


아이폰6S(A9) 발표 당시 자료를 보면 A9 그래픽 성능은 A8 대비 1.9배.

A8 그래픽 성능은 아이폰 대비 84배로 되어있습니다.

(링크 : 애플 발표 근거 A9, A9X GPU 사양/성능 추정.)

아이폰 기준으로 변환하면 A8은 84배, A9는 160배가 됩니다.

A10 발표치인 240배가 맞다면 A10은 A9 대비 1.5배의 성능입니다.


A9, A10 발표 자료를 종합해서 성능비를 보면

공식 홈페이지 기준  - A8 : A9 : A10 = 1 : 2 : 3 혹은 3.46

발표 차트 기준 - A8 : A9 : A10 = 1 : 1.9 : 2.85

앞뒤가 안 맞는거 같지만 1.9나 2나 그게 그거라고 생각하고, A9 -> A10이 2배라는 공통 분모가 있으니

A8 : A9 : A10 = 1 : 2 : 3 정도로 정리하면 될듯 합니다.


- GFX벤치 결과

앞서 말했듯이 OpenGL, Metal 결과 중 높은 것만 취해서 정리하면 아래와 같습니다.


보면 맨해튼 결과가 A8 : A9 : A10 = 1 : 2 : 3 에 어느정도 맞아들어갑니다.

애플의 발표성능 기준은 GFX벤치 맨해튼이라고 생각할 수 있을듯 합니다.


A9 대비 맨해튼3.1 +54% / 맨해튼 +57% / 티렉스 +54% 입니다.


텍스처링 결과로 계산한 클럭과 추정 클럭에 차이가 있는데 A9X까지는 GFX벤치 기존 버전의 텍셀 필레이트 결과를 기준으로 한 값입니다.

텍스처링보다 최대치가 잘 나옵니다.


A10의 텍셀 필레이트 결과가 없어서 확신할 수 없지만 A9 대비 +50% 오른 900MHz로 추측됩니다.

1. (바로 아래에서 언급하겠지만) 각 테스트별 성능 분포가 A9와 유사한 것으로 보아 A9와 같은 GPU로 추정.

PowerVR 8XT로 GPU가 변경되었지만 성능 향상이 없었을 가능성도 있지만, S6XT -> S7XT에서 맨해튼3.1만 성능이 크게 오른 점을 생각하면 GPU가 변경됐음에도 모든 테스트에서 성능 향상이 없기는 힘들지 않을까 싶습니다.

2. A9, A9X의 텍스처링 결과/텍셀 필레이트 결과 비율은 91% 정도로 이를 근거로 역산하면 A10 GPU 클럭은 896 = 900MHz로 계산됨.

이건 GPU 클럭 테이블 셋팅 영향일 가능성이 높아서 무조건적으로 적용하기는 힘들 것 같은데 지금으로는 딱히 방법이 없어보입니다.

(A8, A8X는 86%)


동클럭/동일 클러스터 기준 성능비입니다. (6클러스터, 900MHz 기준)

GPU 아키텍처 특성이 드러납니다.

A10 결과를 보면 테스트별 성능 분포가 A9와 유사합니다.

오차범위를 최대 5% 정도로 본다면 같은 GPU라고 봐도 됩니다.

현재로는 A10 GPU는 A9와 같은 GT7600 으로 추측됩니다.

물론 앞서 언급했듯이 S8XT를 사용했을 가능성도 없지는 않으나, 만약 그렇다면 S8XT의 성능은 상당히 실망스러운 것이 되겠지요.



(링크  : http://www.techinsights.com/teardown.com/apple-iphone-7-teardown/)

칩웍스의 분해 이미지를 보면 6클러스터 GPU임을 확인할 수 있습니다.



- 어떻게 고클럭을 달성했는가.

위의 분석이 맞다면 A10의 그래픽 성능 향상은 순전히 클럭 향상의 덕입니다.

A10 공정은 TSMC 16FF+ 정도로 추측되는데 A9 공정으로 추측되는 16FF에 비해 성능 게인인 +15% 정도로 알려져 있습니다.

(16FFC라는 얘기도 있는데 중저가형에 쓰는 저전력, 원가절감 컨셉 공정을 하이엔드 제품에 썼을거 같지는 않네요.)

그렇다면 A10 GPU 클럭은 600 x1.15 = 690, 700MHz 내외에 머물러야하는데 여기서 +30%가 더 올라갔지요.

뭔가 다른 요인이 있다는겁니다.


(링크 : http://www.notebookcheck.com/Live-Test-Apple-iPhone-7-Smartphone.173830.0.html)

가장 간단하게 생각할 수 있는건 A9에서 전력 한계까지 클럭을 올리지 않고 마진을 남겨뒀다는 해석입니다.

다른 가능성은 빅리틀 도입으로 GPU의 최대 전력 한계치가 높아진 영향이라는 해석입니다.

(둘 다 일수도 있습니다.)

시스템 전체 전력이겠지만 아이폰7의 로드시 평균 소비전력을 보면 아이폰6S 대비 +50% 상승했습니다.

전반적으로 로드시 전력이 상승했음에도 (배터리 용량이 늘었다지만) 배터리 타임이 약간이나마 증가하는 방향(애플 발표치 기준)으로 갔다는건 순간적인 피크 전력을 커버할 수 있는 전력관리 솔루션이 새롭게 적용됐다는 의미로 봐야합니다.

가장 결정적인 요소가 CPU에 적용된 2+2 빅리틀일 가능성이 높습니다.

(비록 클러스터 마이그레이션 방식이지만요.)

빅리틀 도입으로 GPU 로드시 CPU 전력이 감소하고, 이 전력 여유분이 GPU쪽으로 돌아가면서 공정 변경치 이상으로 GPU 클럭을 올릴 수 있는 원인이 됐다고 보는거지요.

CPU 성능 얘기에서 언급하겠지만 CPU 클럭이 +26%나 오른 것도 같은 원인때문이지 않을까 싶습니다.



- 정리 : 애플 A10 GPU

16FF+ 공정 추정.

GT7600 900MHz 추정. (A8 대비 클럭 +50%)

A9 대비 그래픽 성능 +54% 내외 : 성능향상 원인은 클럭상승

CPU 빅리틀 도입으로 인한 고클럭 달성 추정.

 


 

- 16.10.11 GPU 쓰로틀링 자료 추가.

(링크 : http://www.anandtech.com/show/10685/the-iphone-7-and-iphone-7-plus-review/5)

아난드텍 GFX벤치 쓰로틀링 자료입니다.

 

프레임을 보니 온스크린 결과이고 long-term performance로 테스트했겠지요.

아이폰7은 온스크린에서 이미 60 fps 고정인 성능이 나오기때문에 성능 하락폭을 보기 힘들어서 패스.

아이폰7+를 보면 온스크린이 최대 42.8 fps인데, 테스트 후 10분 정도 지나면 27 fps 정도로 떨어집니다.

클럭이 최대치에서 35% 정도 떨어지는게 되는데, 앞서 GPU 클럭이 공정 변경에 따른 상승치보다 +30% 더 올라갔다라는 내용과 연관성이 보입니다.




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Posted by gamma0burst Trackback 0 : Comment 22

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  1. addr | edit/del | reply Favicon of http://kiribasi.tistory.com BlogIcon キリバシ 2016.09.20 19:31 신고

    몇몇 출처에선 16FF라는 이야기마저 있는데 사실이라면 정말 설계능력이 경이로운 수준이네요.. CPU 글 기대하겠습니다

  2. addr | edit/del | reply CoLLecTor 2016.09.21 14:40 신고

    클럭이 많이 오른거 같기는 합니다.

    발매 초기라고는 하나 a10이전에는 GFX벤치에서 평균값과 최대값이 이렇게 크게 차이나는 A시리즈리즈가 없었....

    쓰로틀링이 들어간 평균값의 OpenGLES3.0/3.1의 성능이 거의 A9수준이라는 것도 거의 같은 gpu하드웨어에 클럭만 높인 반증 같기도 합니다.

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.09.21 18:19 신고

      그런 식으로 볼 수도 있겠네요.
      A10 중간값이 A9 최대값이랑 비슷한데,
      맨해튼 중간값으로 보면 37.9 -> 43.7, +15%
      딱 공정차이로 인한 클럭 향상치만큼만 보장되는 성능이고 그 이상은 시스템 전력 상황에 따라 왔다갔다 하는게 아닌가 싶기도 하네요.

  3. addr | edit/del | reply 궁금이 2016.09.22 01:17 신고

    근데 참궁금한게 벤치수치는 거의 비슷한거같은데 유튜브를 보면 앱실행속도가 아이폰하고 안드하고 너무차이가 큰데요 특히 노트7은 거의 2배가까이 차이가 나는데요 이거보시면 너무차이가 나는데.. https://youtu.be/k_PK_6F_Bhk 이거극복이안되나요 안드로이드가 종특인건지 아님 뭐가문제인걸까요 매번벤치 돌려서 숫자나와봐야 아무소용이 없는건지요 노트7쓰고있는데 참아쉽네요 이런거보면..

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.09.22 18:40 신고

      실행속도 테스트의 신뢰도나 의미가 있는지 같은건 둘째치더라도 일단 둘의 벤치점수가 비슷한가요.;

    • addr | edit/del ㅇㅇ 2016.10.11 21:27 신고

      os가 달라서 크게 의미가 있나싶습니다

      안드는 안드대로 ios는 ios대로 구분해서 보는게 맞겠죠

  4. addr | edit/del | reply 전력소모 2016.09.22 14:14 신고

    저도 notebookcheck 자주 가는데
    노트북 전력소모는 참고해도, 폰 전력소모는 그닥인 것 같습니다.
    a9가 찌라시상으로 풀로드에서 5.5w대 정도라는데 이걸 참고 안 하더라도
    위 max 소비전력은 너무 낮네요
    램, lcd 등등 값 제외하면 믿기 어려운....

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.09.22 18:42 신고

      기본적으로 찌라시보다 실측치가 신뢰도에서 우위에 있지요.
      아이폰7하고 7+ 최대 전력 차이가 좀 심하긴한데 정 낮다고 느껴지면 아이폰7+ 기준으로 생각하면 되는거고요.
      여기서는 최대한 다른 변수 줄여서 비교하려고 7,6S끼리 비교한겁니다.

  5. addr | edit/del | reply 2016.09.22 22:50

    비밀댓글입니다

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.09.23 20:22 신고

      비율이 그렇다면 정수쪽 성능 향상 폭이 엄청나게 커야하는데 (긱벤치3 기준), 기준을 모르니 그냥 그런가보다 해야겠네요.

      7nm는 얘기하려면 많이 먼 듯.

  6. addr | edit/del | reply 2016.09.23 03:36

    비밀댓글입니다

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.09.23 19:59 신고

      그렇다면 8890 대비 +72%가 되는데 ARM 발표치하고 비슷한 수준이긴하네요.
      2~3 fps 더 올라서 발표치대로 숫자 맞추는게 엄청 무리하는건 아닌거 같기도 하고, 이미 쥐어짤대로 쥐어짠 결과라면 힘들거 같기도 하고.

      결과론적이지만 애플은 GPU 성능 기준을 맨해튼으로 잡는거 같은데, 6XT -> 7XT에서 성능향상이 없었던걸 보면 8XT에서도 딱히 맨해튼 성능향상이 없어서 도입을 미뤘다는 해석도 가능할거 같네요.

    • addr | edit/del 2016.09.27 05:04

      비밀댓글입니다

  7. addr | edit/del | reply 제이슨 2016.09.24 17:26 신고

    A10이 CPU,GPU 클럭을 엄청 올려서 그런지 안투투 돌리는 횟수가 늘어날수록 쓰로틀링이 장난없던데요. 1회에 168000점에서 2회에 바로 13만대 4회에 10만대로 수직하강하면서 발열 장난 아니라네요. 리틀코어를 넣은걸 보면 이젠 한계치가 온게 아닌지. 내년은 클럭을 이렇게 크게 올리기엔 힘들다는 말도 있었던듯. 내년은 CPU의 급진적인 성능보다 리틀코어 보강으로 전성비를 더 올리는게 아닌지 예상도 되구요.. GPU는 물론 더 올라가겠지만 PC시장과 비슷하게..

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.09.25 16:30 신고

      A9에서 안 보이던 패턴이라면 확실히 빅코어 전력이 높게 잡혀있나보네요.
      빅리틀 써야하는 상황인듯.

      리틀코어 보강보다는 빅리틀 방식을 바꿔야 근본적으로 전성비가 개선될텐데 내년에 적용될지 모르겠네요.

  8. addr | edit/del | reply 2016.09.30 17:02 신고

    엑시노스가 cpu는 a보다 좀 더 우위같은데 gpu는 상당히 후달리네요.. 거기다가 높은 해상도로 실성능 하락은 덤 ㅠㅠ

    • addr | edit/del ㅇㅇ 2016.10.01 20:35 신고

      이번 cpu는 동급내지 a10이 더높아요

  9. addr | edit/del | reply asdf 2016.10.02 22:45 신고

    윗분이 안투투 쓰러틀링이 있다고 언급하셨는데 GFX같이 게임에서 쓰러틀링은 어느정도일지 궁금해지네요

    A10 성능이 뛰어나긴 하지만 아쉬운 부분이 있긴 하네요... 빅리틀 전환 때문인지는 몰라도 앱 진입 시 애니메이션이 버벅인다는 사용자도 일부 있고...

  10. addr | edit/del | reply asdf 2016.10.02 22:45 신고

    윗분이 안투투 쓰러틀링이 있다고 언급하셨는데 GFX같이 게임에서 쓰러틀링은 어느정도일지 궁금해지네요

    A10 성능이 뛰어나긴 하지만 아쉬운 부분이 있긴 하네요... 빅리틀 전환 때문인지는 몰라도 앱 진입 시 애니메이션이 버벅인다는 사용자도 일부 있고...

  11. addr | edit/del | reply ㅁㄴㅇㄹ 2016.11.14 20:53 신고

    단순 클럭업이 맞는거같네요 고사양게임시 스로틀링 정도가 6s계열보다 심하더군요 데이터는없고 둘 다 써보면서 고사양게임 위주로 돌렸을때 갑자기 프레임드랍 생기는 시간이 7이 더 짧았습니다. 다만 스로틀링 걸릴만한 고사양게임이아니라면 애초에 성능을 다 쓰지않기때문에 7계열이 발열이 확실히 적었고 성능을 거의 다 쓸거같은 그래픽이 매우좋은 게임들은 7계열이 빨리오더군요.. 애플스타일이라면 7600재탕 클럭업보단 최소 7800은 넣었어야할텐데 아무리 다이크기가 이미 크다고는하나 더 못늘릴정도로 큰것도아니고 이래저래 실망이네요.

    • addr | edit/del Favicon of http://gamma0burst.tistory.com BlogIcon gamma0burst 2016.11.15 18:06 신고

      A10 다이사이즈가 125mm2 인데 이 정도면 AP에서는 거의 최대 한계선입니다.
      이 이상 사양늘려서 다이 크기 늘리기는 힘들었겠지요.
      애플 스타일이였다면 PowerVR 8XT가 들어갔을텐데 그러지 않은걸 보면 뭔가 다른 이유가 있을듯 합니다.



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