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“龙”的传人 骁龙820、810对比测试
手机的SoC对于手机来说应当是心脏一般的存在，而在很大程度上手机SoC的质量也几乎决定了一台智能手机的使用体验。去年的骁龙810在受到业界的一致指责之后，高通今年的骁龙820身上的负担更是前所未有地重。
在目前的移动SoC市场，ARM是一家不能不提的公司。虽然在出镜率方面ARM这个公司可能远远不如高通、三星、联发科和苹果这样的移动SoC的厂商们高，但不管是所做的移动SoC性能如何档次如何，ARM依旧是几乎一切的根源。
ARM的前身为1978年于英国剑桥创立的艾康电脑。1980年代，艾康电脑和苹果便开始合作以研发新的处理器核心，而在1985年艾康电脑正式发布了采用精简指令集的新处理器并将其命名为ARM（Acorn RISC Machine），又称ARM 1。随后艾康电脑出现财务危机，故在1990年在苹果和VLSI科技的资助下，将ARM作为独立子公司分割。这个最初仅有12人的子公司以设计ARM处理器架构闻名于世，将其自行研发的低功耗处理器架构以知识产权的形势授权给包括英特尔、IBM等等半导体厂商。
有意思的是，在1998年ARM公司上市之初，苹果曾一度持有该公司43%的股份，不过在正式上市之后苹果却将这些股份逐渐卖出。而到了2010年苹果曾经表示愿意以80亿美金的价格重新收购ARM公司，但是这一意向遭到了ARM CEO Warren East的拒绝。
如果说高通、三星、联发科和苹果是画家的话，ARM就是制造画布的手工匠人。处理器之处理数据的能力来源于对指令集的支持，指令集指引着芯片对系统所输入的数据进行处理（当然处理得怎么样和处理的能力就取决于芯片性能）。2015推出的，包括苹果在内的SoC制造商所采用的都是ARMv8架构下的A32、T32以及A64三个指令集。
对于SoC制造商来说，需要设计一款SoC就首先要做出一个非常重要的选择：是购买ARM指令集的授权，自行设计处理器架构以及处理器整体组成；或是购买ARM架构的授权，自行设计处理器的整体组成。当然厂商在购买了ARM架构授权之后自然也就获得了指令集的授权，甚至ARM还会提供现成的解决方案以方便企业的开发。
回到高通上面，高通在近几年来有一直都在自家旗舰产品之中使用自主架构——当然除了骁龙810。从号称最强单核心的MSM8255的Scorpion架构，到骁龙S4系列的Krait架构（当然后期Krait还演化为Krait 300/400，使得这一系列共有三个等级），高通终于在骁龙800/801时代在智能手机SoC的市场份额上面取得了统治级别的地位。
到了骁龙810时代，Krait架构的发展终于到了瓶颈。Krait 400架构仅支持32位指令集极大程度地限制了高通旗舰处理器的发展，虽然自家的64位架构已经在红红火火地研发之中，但是苹果64位手机SoC的登场依旧让高通措手不及，骁龙810采用ARM公版处理器架构匆忙上马便是一个力证。
原先对于ARM来说，Cortex-A57架构并不是为智能手机所设计的东西，这款处理器架构虽然相比Cortex-A53架构有更好的性能，但是其功耗却数倍于自家小弟。虽然早前为了平衡整体功耗ARM推出了big.LITTLE大小核双簇群的概念，但是因为在ARM推出CCI-500之前，这一设计本身依旧存在需要完善的地方。加之高通之前并没有任何这方面的产品经验，好基友TSMC的16nm工艺又跳票，诸多的巧合几乎已经注定了骁龙810处理器的命运。
然而到了骁龙820这一代，高通重新走回了自主架构的轨道上面，同时也拿到了几乎目前商用的最先进的14nm FinFET LPP制程（当然台积电16nm FF+和三星14nm LPP究竟孰优孰劣目前依旧争论不休）。全新的自主Kyro处理器核心设计、强到连苹果都自愧不如的Adreno 530 GPU以及看起来很低调但实际上重要性一点都不亚于Kyro的Hexagon 680 DSP。不过在核心数量方面，高通却选择了一条颇为特别的2+2路子，虽然看上去很奇怪但是对于高通之前所追求的单核心性能来说倒也是非常可以理解的。
由于手机内部空间有限，那么SoC的大小也会受到严格限制，在晶片面积相近的情况下，高通选择了2+2核心的设计自然就使得单个核心的面积会比4+4核心设计要大出一倍。在其他条件相同或是近似的情况下，更大的核心面积也就意味着单个核心之中包含了更多的晶体管数量，性能自然也会更好。不过由于核心数量少了一半，自然也就很大程度上削弱了处理器的多任务处理能力。
在本次测试之中，我们选用了全球首发搭载骁龙820处理器的乐Max Pro与其搭载骁龙810的前辈乐Max进行对比，以下所有测试基于乐Max 5.5.011S稳定版（Android 5.0.2）以及乐Max Pro 5.5.169D开发版（Android 6.0.1），本次测试之中所采用的乐Max Pro为工程版，不排除今后正式版上市之后软件优化有所不同的可能性。
稳定性对比：
在探究性能差距之前，我们不妨先来看看骁龙820的稳定性和骁龙810相比如何。为了尽量减小测试的偏差，我们选择了全球首款搭载骁龙820处理器的乐视乐Max Pro以及各项规格高度相似的乐Max进行对比。
不过需要说明的是为了挽回骁龙810在发热以及功耗上面的问题，在后续许多版本的810上面高通对核心调配进行了调整，使得许多后期的骁龙810处理器都以“2+4”核心的模式在运行。也就是在这些版本的骁龙810上面，手机系统内部日常默认只开启两个A57大核心搭配4个A53小核心，乐Max就是如此。而根据软件的设定，只有在运行特定的跑分程序时乐Max才会将8个CPU核心尽数开启以榨取性能。
我们从单线程开始，在单线程拷机状态下，乐Max Pro内置的骁龙820处理器两颗2.15GHz的Kyro核心能够稳定在2.15GHz，而两颗高频率Kyro核心在拷机过程之中会相当频繁地交换负载。
而在乐Max这边，单线程拷机时乐Max的骁龙810处理器的大核心也能够维持1.958GHz的标称最大频率，同时在拷机一段时间之后也会如同骁龙820一般使用两颗大核心轮流上线。不过二者的不同之处在于乐Max的骁龙810对于核心的切换相比820要频繁得多，性能的波动也自然更加明显。在延长拷机时间之后，乐Max的骁龙810会有一颗大核心彻底下线，剩余一颗核心的频率会在1.7~1.8GHz上下波动，不过依旧偶尔可以回升到1.958GHz的标称最大频率。
接下来是双线程，乐Max Pro在双线程拷机时骁龙820处理器的大核心能够在前5秒钟维持标称的2.15GHz最高频率。在10秒钟之后频率开始在1.9GHz上下波动，前30秒钟之中还偶尔能够回升到2.15GHz，但是拷机时间超过1分钟之后频率基本就稳定在1.9GHz左右。
乐Max的骁龙810在进行双线程拷机时，首先两个在线的A57大核心会上到1.958GHz的最高频率。不过在10秒钟左右之后，两颗在线的大核心开始降频，频率维持在1.6Ghz~1.8GHz波动，偶尔频率会跌至1.4GHz左右。
接下来是4线程，乐Max Pro的骁龙820处理器在拷机一开始即可以轻松地达到最高的标称频率，不过时间超过20秒左右之后两颗高频Kyro开始将频率稍微降至1.95~2.07GHz。一会之后两颗高频Kyro核心的频率一直在1.8GHz左右波动，两颗低频Kyro核心频率降至1.3~1.4GHz。连续长时间拷机时，高低频Kyro核心一度降至1.1~1.2GHz和0.9~1.0GHz，同时机身后背伴有明显的温热感，在机身后背温度稍微下降之后，大小核心的频率则会稍微回升至1.7GHz和1.3GHz，不过随着机身温度的升高频率很快又会下降回前面的低谷，如此循环，不过随着时间的延长，乐Max Pro每一次降频的程度都会更大，压低频率的时间也会更长。
乐Max的骁龙810在四线程拷机时，四颗2.0GHz的大核心是根本无法维持标称频率的（仅有在拷机一开始的一瞬间能够达到全部核心最大频率运行）。在拷机开始之后的3秒钟之内四颗大核心的频率便一口气降至1.5~1.6GHz，在这一频率上维持15秒钟左右之后，四颗大核心的频率进一步降低至1.2GHz。拷机1分钟之后四颗大核心的频率甚至还会跌到0.8~0.9GHz，但是总体来说1.2GHz似乎是四核全开的稳定频率。不过不知是否因为降频策略比较激进的原因，乐Max在四线程拷机时机身后背却没有明显的发热。
最后，我们在前面4线程的基础之上加入GPU一同拷机。乐Max Pro的骁龙820的CPU以及GPU在一开始均能够达到最大性能，不过在20秒之后两颗高频Kyro核心下线，仅留下两颗低频Kyro核心以及GPU以最大频率运行。拷机1分钟之后两颗高频Kyro核心重新上线，以1.3GHz左右的频率运行。
至于乐Max里面的骁龙810则是从一开始便直接将四颗A57核心下线，GPU维持稳定而一直使用4颗A53核心以1.5GHz运行。
重点总结：
1、在单线程负载下，骁龙820工作频率的稳定性仅仅是轻微地强于骁龙810，不过相对来说不那么频繁的负载切换使得性能的输出更加稳定。
2、在双线程负载下，骁龙820可以提供相当出色的稳定性，两颗高频Kyro核心可以长时间地维持在接近于最大频率的水平上，可以稳定地输出出色的性能；而骁龙810在双线程负载下会迅速地对A57大核心进行降频，稳定性非常差。
3、在四线程负载下，骁龙820也会出现非常明显的发热降频现象，大小核心的频率在一分钟之后就接近腰斩，性能大幅度下降，但是在热量减少之后820的频率还能够明显回升，整体的性能稳定性并不出色；骁龙810则采用了非常激进的降频策略（当然也有可能是因为厂商软件设定的原因），虽然发热被控制得不错但是严重牺牲了性能。
4、在CPU和GPU全开的情况下，乐Max以及乐Max Pro似乎是为了控制SoC整体功耗而采取了比较明显的降频/关核措施，此时二者机身发热量并不多。
性能跑分对比：
以上的性能跑分来看，骁龙820和骁龙810相比并没有展现出完全碾压的优势。正如之前分析的一般，骁龙820能够提供非常强悍的CPU单线程性能，GeekBench的单线程性能评分也大幅度领先于骁龙810处理器，不过在牵涉到多线程的应用，比如GeekBench多线程评分、RAR性能测定的表现均没有如同单线程那般大幅度抛离骁龙810的得分。另外在Sunspider JavaScript跑分之中骁龙820也取得了相当不错的成绩，不过和骁龙810相比差别并没有很大。最后在圆周率性能的测定上骁龙820甚至还败给了810，26.091秒的成绩甚至只有骁龙801水准，不过针对圆周率这一性能测试项目争议颇大，所以这一成绩各位看看就好。
至于GPU方面Adreno 530自然是没有让我们失望，不管是在OpenGL ES 2.0、3.0和3.1的测试之中均取得了非常狂暴的成绩，凭借极其强劲的性能Adreno 530也轻松地成为了目前智能手机上最强悍的GPU。在实际游戏过程之中Adreno 530凭借强悍的性能也能够让诸如真实赛车3这样的大型游戏在2K分辨率下流畅运行。比起CPU上面和骁龙810的各有胜负，GPU上骁龙820就是轻松地完成了全面压制。
重点总结：
1、骁龙820凸出单线程性能，但代价便是牺牲多线程性能。虽然单线程性能相当强悍但是在进行多线程任务时骁龙820相比骁龙810不能够取得和单线程性能类似的优势。
2、高通的自主定制CPU核心在运行某些运算时并不能体现出和跑分一样强悍的性能，而在某些ARM核心的传统优势项目上高通依旧未能相比。
3、骁龙820所搭载的Adreno 530 GPU性能甚至超过了iPhone 6S的A9，能够轻松地在2K分辨率下运行大型游戏，对于2016年的VR热潮来说这颗强悍的GPU也能够给用户提供足够流畅的VR游戏体验。
游戏工作发热
在进行游戏测温时，我们发现不论是搭载骁龙820的乐Max Pro还是搭载骁龙810的乐Max，均在开始游戏数分钟之后就在机身上出现明显热量，在运行游戏5分钟左右之后二者的温度基本就达到稳定值，所以温度的测定我们于开始游戏5分钟之后再行测温。
在运行了5分钟大型游戏之后，乐Max的正面最高温度达到了43.3摄氏度，机身后背最高温度达到41摄氏度，机身后背主要发热位置在指纹识别模块区域，而机身正面反倒是触摸按键处热量最高，此时游戏画面已近出现了非常明显的掉帧和卡顿。
乐Max Pro在运行同样游戏5分钟之后，正面最高温度为42.8摄氏度，背面最高温度为39.5摄氏度，二者的发热位置完全相同，和乐Max不同的是此时乐Max Pro依旧能够保证游戏的流畅运行。
温度测定的数据其实很大程度上支持了前面拷机时的手感，就乐Max Pro以及乐Max这两款手机的对比而言，二者的发热温差程度并不大，毕竟在处理器高速运行产生热量之后乐视针对骁龙810进行了非常激进的降频，从而使得乐Max的发热不至于出现失控。不过激进的降频策略自然也就意味着大幅度损失性能。所以在这一点上骁龙820自然要做得比骁龙810好上太多，也许在机身的发热上并没有过多明显的改善，但是骁龙820处理器至少不会像骁龙810那般在运行一段时间游戏之后就变得“又热又卡”。
若是单纯地从各方面的综合表现来看，高通骁龙820其实很大程度上并没有特别令人瞩目的地方，只不过和自己的前任骁龙810相比起来的话820并没有那么“坑”罢了。在骁龙820上面我们其实还是看见了当时骁龙在之前竞争对手走向四核甚至八核设计时的设计思路，也就是注重单线程的性能表现。而从目前已有的性能测试来看，高通骁龙820处理器确实在2016年已经登场的Android SoC之中拥有最高的单线程性能以及最强的GPU性能。这样的设定相对来说还是相当符合用户实际使用智能手机的需要的，尤其是在大型3D游戏之中，强劲的GPU性能更是能够为用户带来优秀的游玩体验。
不过高通对于CPU部分如此的设计自然不是完美无缺，更少的核心数量自然就意味着更大的核心面积，更大的核心面积也就意味着更多的晶体管。当工作于同等频率时，大核心所需要消耗的电能以及所产生的热量也会更高。在上面的拷机测试之中高通骁龙820在多于1个核心满载时便无法达到自身的设计最高频率，在四颗核心全体满载时更是比我们预料之中更快地出现了降频现象。虽然820在多线程输出性能的稳定性上已经比骁龙810好出了太多，但是在多线程负载下820的稳定性和工艺稍差些的Exynos 7420相比却并没有任何优势甚至反而更差，这也是相当难以理解的。
不过话说回来，对于骁龙820这颗处理器的表现我们总体还是比较满意的，Kyro作为高通首款定制的64位处理器核心架构也许尚有发展完善的空间。Adreno 530的强悍表现继续维持了高通在Android阵营GPU的强势地位，搭配出色的单线程性能表现可以轻松地应对在2K分辨率下运行的应用程序。至于发热控制方面骁龙820做得无功无过，并不算特别出色但也差强人意。作为2016年旗舰智能手机的标准配置，骁龙820也绝不会再让用户和厂商陷入去年骁龙810的尴尬局面了。
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