骁龙888深度评测

一、前言:为了骁龙888 网友们都吵翻天了
进入2021年,随着骁龙888机型的上市热销,关于骁龙888的话题讨论也不时见于网友帖子和媒体新闻报道。
正所谓“人红是非多”,在讨论当中一些用户的声音肯定了其提升幅度和担当安卓阵营顶流旗舰平台的价值所在;也有一些声音发出了质疑,认为其在性能提升的同时带来的更高功耗是“翻车了”,更有甚者搬出了骁龙810这个带有不好回忆的处理器与之类比。
那么这个充满话题性的骁龙888究竟是一个怎样的5G平台?相比前代作品究竟做了怎样的提升和改善?所谓“翻车”的声音因何而来,又是否准确?
带着这些疑惑和问题,我们以小米10系列机型和小米11分别为骁龙865、骁龙888的测试终端,尝试通过接下来一番全面深入的理论解读和实机对比评测,争取为大家带来一些能够参考的观点和答案。
注意:为了尽可能控制变量,接下来测试过程当中担当测试终端的小米10与小米11均在1080P分辨率、60Hz刷新率下运行,采用最低显示亮度,都在24℃左右的室内,在同一位置进行。
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二、制程工艺简单科普:三星与台积电真的无法比较
需要注意的是, 7nm、5nm这样的工艺节点名称,如今变得越来越复杂,尤其是不同代工厂的工艺节点,几乎完全失去了可比性,三星5nm优于台积电7nm、台积电7nm优于Intel 10nm……这样简单粗暴的论断是极端不合适的。
根本原因在于,半导体制程工艺从来都没有固定的行业标准,如何设计、命名完全是各家工厂自己说了算。早些年的制程工艺普遍还有这相对比较严格的定义,一切以技术为本,但是自从台积电16nm、三星14nm开始就完全乱了,两家很多时候为了在指标上更好看开始各种骚操作,比如台积电16nm改进一下就叫12nm ,显得比三星14nm更先进,而三星更是无所不用其极,改一下就是一代新工艺。
Intel曾经对这种“不负责任”的做法非常愤慨,提出以晶体管密度为标准,但一来晶体管密度不能完全作为工艺制程定义的规范,二来Intel自己的工艺确实遇到了很多困难和尴尬,三星、台积电根本不屑一顾,这种争论也就不了了之了。
话说回来,不同晶圆工厂的工艺制程,也确实难以从微观层面进行高低比较,比如骁龙888采用的三星制程工艺,就与我们所熟知的台积电制程工艺存在区别:
三星与台积电一直都存在技术路线的分歧,这一点在10nm之后特别明显。比如三星7nm节点选择了某几层的EUV(极紫外光)光刻,而台积电的前两代7nm工艺在用193nm波长的浸入式光刻,虽然它们的名字都是“7nm制程”,但是呈现出来的样子总是千差万别。
值得一提的是,三星此后的6nm,以及骁龙888选择的5nm实际都是7LPP工艺的同代演进,而台积电则不然,所以两者的技术路径、迭代方式长期存在较大差异,目前无法从微观层面判断三星5nm与台积电5nm的孰优孰劣、有无高下之分。
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三星7LPP工艺的同代演进包括6nm、5nm、4nm在内

相同的缘故,在缺乏更多公开数据支撑的情况下,我们无法判断骁龙888采用的7LPP同代演进的三星5nm制程工艺与骁龙865采用的台积电7nm制程工艺综合起来谁更胜一筹。
简而言之,由于不同晶圆厂商的工艺制程存在不同标准、不同迭代节奏、不同命名规则的差异,可能没有办法将骁龙888与骁龙865在制程上进行微观层面的高低性能比较,故不敢妄下断言。

三、CPU性能测试:这次升级 Cortex-X1超大核几乎扛起了所有
先说骁龙865,CPU部分是1+3+4架构,频率分别是2.84GHz、2.42Ghz、1.80GHz,其中1+3大核为Coterx-A77架构,L3缓存为4MB,4个小核心是Cortex-A55架构,1.8GHz的频率。
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骁龙865

骁龙888的CPU也是1+3+4的八核心设计,升级了全新的架构布局,尤其是首发了ARM的第一个超级大核架构Cortex-X1,号称理论性能比A78高出20%。其中X1核心的主频是传统的2.84GHz,搭配1MB二级缓存。
同时骁龙888还有三个A78架构的性能级核心,主频均为2.40GHz,各有512KB二级缓存,以及四个A55架构的能效核心,主频都是1.80GHz,各有128KB二级缓存。这些核心共享4MB三级缓存、3MB系统缓存,整个芯片的缓存总容量达到8MB。
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骁龙888

如此对比来看,在CPU部分,理论上骁龙888相比较骁龙865提升最多的就是号称比A78还要更强的Cortex-X1超级大核,其次就是三个A77中核全面升级到A78,至于四个小核还是完全不变的祖传A55。
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根据实测成绩,骁龙865测试终端能够达到单核心906、多核心3366,骁龙888测试终端能够达到单核心1132,多核心3669。
在这套评价体系当中,骁龙888的单核心测试成绩相较骁龙865提升约24.9%,多核心测试成绩提升9%。
很明显,得益于全新的X1超大核,骁龙888的单核心性能提升着实是立竿见影,多核心方面全新的四颗大核为整体表现带来了一些提升,只不过在Geekbench的评价体系当中不如单核心那般明显。

四、GPU性能测试:43%的疯狂超频感知有多强?
GPU一直都是高通旗舰的强势之处,只是对外披露的具体参数细节有限。
相比较骁龙865的Adreno650@587MHz,骁龙888提升到了Adreno660@840MHz,高通曾宣称图形渲染性能提升35%,可能主要就归功于43%的超频,更多参数细节由于缺少公开信息,我们不得而知。
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在这套评价体系当中,根据GFXbench的实测成绩,小米11所搭载的骁龙888相比较小米10搭载的骁龙865在多个测试子项当中,诸如阿兹特克废墟Vulcan 1080p/常规离屏这样的高负载场景提升最为凶悍,能够达到36%。
其它测试子项的提升幅度至少也都有25%,然后26%、27%、29%不等,如此看来Adreno660高达840MHz的超频确实有着较大增益,有着相当明显的极限性能表现跃升,这一点值得肯定。

五、CPU能耗测试:峰值功耗非线性提升
我们使用PrefDog和Geekbench采集手机CPU功耗数据并计算CPU能耗比,具体方法如下:参与测试的两个手机的设置统一为最低亮度,开启飞行模式,使用同一版本的Geekbench。
先使用Prefdog测试功耗,先将手机所有后台和功能关闭,亮度最低,仅开启WiFi,测试手机在此时的空载功耗,具体方法为选择手机桌面为测试软件,将手机静置不做任何操作,得到一段功耗曲线和平均功耗值,对数值进行记录。
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骁龙865(小米10)空载功耗记作0.68W

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骁龙888(小米11)空载功耗记作1W

再使用Geekbench分别进行跑分,跑分时采集平均功耗数据并减去空载数据,得到手机处理器的功耗。结合测试结果,最终便得到了帧率、功耗,以及由此计算得出的能耗比数据。
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骁龙865(小米10)CPU单核心平均功耗计算为1.24W

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骁龙888(小米11)CPU单核心平均功耗计算为2.27W

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骁龙865(小米10)CPU多核心平均功耗计算为4.07W

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骁龙888(小米11)CPU多核心平均功耗计算为5.89W

为了更为直观地感受两者区别,我们将以上测试结果和能效比计算结果汇总到以下表格当中,以供参考。
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从中可以发现,无论是CPU单核,还是CPU多核,骁龙888在提供更强劲CPU性能的同时功耗也会随之升高,能耗比也会降低,这说明在Geekbench的极限测试场景下,从骁龙865到骁龙888的CPU峰值性能提升并不是线性的,也确实出现了功耗增大的情况,增幅也超过了性能的提升。

六、GPU能耗测试:峰值功耗也非线性提升
我们使用PrefDog和GFXbench采集手机的GPU功耗数据并计算GPU能耗比,具体方法如下:参与测试的两个手机的设置统一为最低亮度,开启飞行模式,使用同一版本的GFXbench。
先使用Prefdog测试功耗,先将手机所有后台和功能关闭,亮度最低,仅开启WiFi,测试手机在此时的空载功耗,具体方法为选择手机桌面为测试软件,将手机静置不做任何操作,得到一段功耗曲线和平均功耗值,对数值进行记录。
然后使用GFXBench进行单项离屏跑分,跑分时采集平均功耗数据并减去空载数据,得到手机处理器的功耗。由于具体的测试过程细节较为繁琐,涉及六个子项,意味着一一放出将有14份功耗测试结果,所以接下来直接将我们的测试结果汇总在如下表格当中以供参考。
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可以比较直观地看到,骁龙888在提供更强劲GPU性能的同时功耗也会随之升高,能耗比会有所减少,即在骁龙865到骁龙888的升级当中,GPU峰值性能提升也同样不是线性的。
但是无论CPU还是GPU,骁龙888的实际功耗都在可控和可接受范围内,而且上述测试更多是针对极限满载情况,日常使用中根本不会如此之高,所以“翻车”无从说起。
当然,不同厂商、不同机型的具体设计、调度千差万别,即便是同样的骁龙888,无论性能还是发热、功耗等表现都有所不同。

七、对以上测试的补充说明:千万别被“翻车论”忽悠了
需要说明的是,任何测试工具都存在误差,以上测试过程经软件捕获、计算得出的功率数值并不能与机器的真实功耗丝毫不差的对应吻合,因而以上测试结果当中出现的功耗数值不具备绝对参考意义,只有在同测试条件下对比其它处理器平台时才具有相对的参考意义,这一点望大家周知。
在针对骁龙888的大讨论当中,我们发现有发烧友@薛定谔的咕咕咕升级了测试工具进行测试,印证了软件测试存在一些误差的可能性,在沟通获得授权之后,我们将其测试流程和结果附上,以供参考。
通过拆卸电池,外接高精度恒压电源(假电池)直接读取机器实际功耗,在出厂系统版本的简单测试后发现,外接恒压电源的平均/瞬时功率读数和手机内测量的平均/瞬时功率读数可能在部分极端条件下存在一定差异,手机内测量的平均/瞬时功率读数在部分高负载下会出现相对实际供应功率偏高的问题。
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一些用户看过笔者在前面给出的能效测试结果之后,可能会产生“865同性能下功耗比888更低”的错觉。
针对这种误判,这位朋友进行了验证,具体是刷机Root后限制骁龙888 GPU频率在540Mhz,GFX Bench1080P曼哈顿3.1离屏测试的成绩为90帧,达到了骁龙865 GPU默认587Mhz满载的表现。
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外接恒压电源测试此状态整机空载平均为1.5w

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测试中途瞬时功耗为5w-5.3w

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测试结束,电源计算到整机平均功耗为5w

取测试过程中最高5.3W为测试功率,减去空载1.5W,骁龙888在GFX Bench1080P曼哈顿3.1离屏测试的成绩为90帧时功耗为3.8W,相较于同性能骁龙865功耗要低10%左右。
这样的测试结果意味着,终端厂商如果能在调度策略当中加入对骁龙888的GPU频率限制,在GFXbench的测试场景当中取得同样成绩的前提下,能效比超过骁龙865是毫无疑问的。

八、总结:骁龙888仍然可靠的旗舰芯
工艺制程方面骁龙888采用的三星5nm制程工艺与前代所用的台积电7nm制程工艺,由于各自分属不同的晶圆厂商,有着不同标准、不同迭代节奏、不同命名规则的差异,不能将两者在制程上进行微观层面的高低性能比较。
CPU方面,依托超级大核架构Cortex-X1的加入,在GeekBench的评价体系当中,骁龙888的单核心测试成绩相较骁龙865提升约24.9%,多核心测试成绩提升9%。
GPU一直是高通旗舰芯的长板,这一代集成了Adreno 660 GPU,大胆玩起了43%的超频。根据GFXbench的实测成绩,小米11所搭载的骁龙888相比较小米10搭载的骁龙865在多个测试子项当中,提升幅度从25%到36%不等。
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能效比方面,需要承认的是,就当前终端厂商的调度策略而言,无论是Geekbench测试所反映的CPU情况,还是GFXbench所反应的GPU情况,都说明了极限测试场景下,从骁龙865到骁龙888的峰值性能提升并不是线性的,容易给人造成“翻车”的错觉。
而事实上通过限制骁龙888 GPU频率到比骁龙865更低的水平,在GFXbench的测试场景当中取得同样成绩的前提下,其功耗要低于骁龙865——以曼哈顿3.1离屏测试的其成绩为90帧时计算功耗为例,相较于同性能骁龙865功耗要低10%左右。
这说明在不同场景、不同调度策略的影响下,骁龙888的能效比表现会产生变化。
目前根据以上测试结果和分析来看,能够确定的就是:骁龙888有着远比骁龙865更高的极限性能上限,由于峰值性能提升并不是线性的,致使骁龙888在极限性能下带来更大能耗和更低的能效比。
只要终端厂商优化得力,在限制住骁龙888峰值频率的情况下,相较骁龙865其能够给出同性能水平的低功耗表现。
因而,目前很多通过某一个手机在某个游戏中或者某个测试软件的表现和读数差异,就给一个处理器妄下“翻车”结论的做法比较不负责任,整体来看,骁龙888仍然是安卓阵营当中可靠的旗舰芯,只是需要各个终端厂商赋予以尽可能灵活、克制的调度。
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