«Охлаждаем» пыл SoC Samsung Exynos 8890 при помощи воды и воздуха

Начало 2016 года выдалось довольно «урожайное» на платформы нового поколения. Мы уже познакомились не только с Qualcomm Snapdragon 820 в составе Xiaomi Mi5, но и с Samsung Exynos 8890 в составе Samsung Galaxy S7/S7 Edge. Самым существенным плюсом данных чипов является заметно подросшая производительность в однопоточных сценариях, но с ней сразу же возникает вопрос о нагреве и троттлинге.
26 мая 2016, четверг 12:00

Оглавление

Вступление

Начало 2016 года выдалось довольно «урожайное» на платформы нового поколения. Мы уже успели ознакомиться с Qualcomm Snapdragon 820 в составе Xiaomi Mi5 и Samsung Exynos 8890 в составе Samsung Galaxy S7/S7 Edge.

Самым существенным плюсом данных чипов является заметно подросшая производительность в однопоточных сценариях, которая вплотную приблизилась к результатам SoC Apple A8/A9 в синтетике. Посему комфортность работы в приложениях, которые не умеют использовать вычисления в несколько потоков, значительно возросла. Например, браузеры теперь «бегают» заметно быстрее, чем на SoC прошлого поколения. Но с возросшей производительностью сразу же возникает вопрос о нагреве и троттлинге.

Как все начиналось

Читатели из числа тех, кто был не обременен подготовкой к празднику, в конце 2015 года могли прочитать весьма занятную статью, для которой я собирал данные в течение почти пяти месяцев. На данный момент нам интересен этот график из той статьи:

Данный график отражает изменение производительности в процентах, где за 100% был взят первый из семи прогонов в Basemark X.

Но постойте, мы же прекрасно знаем, что все современные мобильные SoC в той или иной мере теряют производительность по мере нагрева, в чем же соль? Дело в том, что максимальный сброс баллов по мере нагрева показал… Apple iPhone 6s и Samsung Galaxy S6 Edge plus! Оба эти устройства назвать страдающими от троттлинга язык не поворачивается.

А ведь есть еще очень неудачный Qualcomm Snapdragon 810 и немного более удачный Snapdragon 808. Которые впрочем, настолько невнятно и нелогично работают в системе big.LITTLE, что их показателям приходится только удивляться. Напомню:

То были результаты замеров производительности AnTuTu Stability Test, в котором Snapdragon 810 и 808, по всей видимости, перекидывали нагрузку на кластер из ядер Cortex-A53. Последнее позволило увидеть на графике производительности очень ровную прямую:

Тогда как тот же Snapdragon 800 выглядел совсем плохо. Но кто будет сравнивать результаты прогонов в тесте на стабильность? А зря.

На фоне этих «товарищей» Samsung Exynos 7420 выглядел очень неплохо. То же подтверждали и тесты наших коллег, например, с сайта AnandTech:

Особенно это круто выглядело на фоне Qualcomm Snapdragon 810:

Однако при рассмотрении Samsung Galaxy S7 Edge стабильность его работы вызвала у меня вопросы.

А конкретнее, нам интересен был тогда вот этот скриншот:

Неужели новый Exynos 8890 оказался хуже своего предшественника?

В мои руки снова попал несчастный Samsung Galaxy S7 Edge, которым я уже не стеснялся воспользоваться на всю катушку.

И поскольку аудитория у нас на сайте специфическая особая…

... и любит темы про охлаждение, позволю себе развлечь вас своими наблюдениями.

Наблюдения

Что будет, если мы попытаемся охладить эти «100500 ненужных ядер»? Будет ли рост стабильности выдаваемых «попугаев»? Как это повлияет на пиковую производительность? А может, сама проблема вообще надуманная?

Итак, смартфон будет тестироваться в трех сценариях:

  • Стандартная методика, на пледе, при комнатной температуре.

  • Принудительное воздушное охлаждение 92 мм вентилятором.

  • Водяное охлаждение через корпус проточной водой.

Как это было реализовано на деле и что получилось, можно посмотреть на прилагаемом видеоролике:

Прогонять будем два теста: AnTuTu Stability Test 5.7.1 и GFXBench.

Так как в полную ширину график не влезает даже на три скриншота, то я взял его начало и конец, те данные, которые нас больше всего интересуют (что, кстати, забывают показать многие обзорщики, забывая промотать график).

На первый взгляд можно счесть, что результаты не сильно разнятся, во всяком случае это касается первых двух сценариев. Но если увеличить скриншот, то все становится понятно — графики относительные, построены они не от нуля. Для лучшей наглядности давайте оцифруем их и приведем к одним координатам:

Совсем другая картина, не так ли?

Забавно, что принудительное охлаждение не решает проблему такого «кислого» теста, как AnTuTu Stability, который толком даже четыре потока длительной нагрузки создать не может о чем, кстати, я уже говорил.

Нагрузка, создаваемая тестом GFXBench, гораздо серьезнее, посмотрим на результаты:

Тут ситуация даже интереснее, создается впечатление, что без охлаждения и «под воздухом» результаты одинаковые, а производительность «на воде» вообще гуляет туда-сюда. Но время отрисовки кадров намекает, что все не так просто. Да все как обычно – графики относительные.

Ну, хорошо, оцифровываем и эти ри графика (тут я начал ненавидеть эту статью):

Вот такая картина получилась. И снова, принудительного воздушного охлаждения не хватает. Понятно, что это не кулер для CPU, но позвольте, куда отводит тепло тепловая трубка на SoC? Получается, в никуда? Судя по нагреву, я всегда предполагал что-либо на заднюю крышку или на рамку, но по ходу ошибался. Хотя если рассмотреть нагрев задней крышки у Sony Xperia Z4, то в этом трудно сомневаться.

А что с пиковой производительностью?

Да ничего. Смартфон не успевает нагреться за один прогон тестовой сцены, что прекрасно видно по графикам выше, которые стартуют плюс минус с одной и той же точки и только после четырех прогонов начинает накапливаться тепло.

Заключение

И тут возникает вопрос: помогает ли тепловая трубка аккумулировать тепло и действительно ли она повышает время удержания максимальной частоты или это просто рекламный ход?

Для того чтобы это узнать, нам нужен смартфон без таковой, дабы сравнить скорость падения производительности в процентах, но поскольку Samsung Exynos 8890 никуда кроме S7-серии не устанавливается (пока), сделать это невозможно. Впрочем, у нас есть и другие варианты, о которых речь пойдет уже в другой статье.

Станислав Бобров aka ARGUMENT_600