三星14nm Exynos 7420深入解读

CPU功耗测试

这部分主要考察的是处理器在不同核心搭配和不同频率下的功耗情况。首先来看A53核心开启时的功耗表现。

从图11中可以看出，4核心的Cortex-A53满载运行至1500MHz的时候，功耗达到了1W左右。相比之下，Exynos 5433的四核心功耗虽然小于1W，但是频率也低了200MHz，只有高1.3GHz。在同样的1.3GHz下，Exynos 7420的四个Cortex-A57功耗只有699mW,还不到0.7W。由于工艺更新，电压也有了不小的降幅。Exynos 7420的高电压为1037mV，而Exynos 5433则在较低频率下还使用了1150mV，整体对比下来Exynos 7420的表现堪称出色。

图12展示的是Cortex-A53核心的功耗差平均值。计算方法是使用两个核心的功耗减去一个核心、三个核心功耗减去两个核心、四个核心功耗减去三个核心的，再取平均值。因此看起来数据和之前的测试不相符，但是也比较稳定的反映了单个核心的功耗变化情况。可见Exynos 7420的优势还是相当明显的，同频率下功耗普遍低大约30%左右，同功耗下频率高了大约200MHz，新工艺表现不俗。

图13展示的是Exynos 7420四个大核心的功耗情况。可见单个Cortex-A57满载2.1GHz的功耗高达1.62W，比四个Cortex-A53还要高的多。四核心满载2.1GHz的功耗更是达到了5.49W之多。虽然这个数据已经很高了，但是比Exynos 5433的7.4W还是要好不少。Exynos 7420的四个大核心如果运行在1.9GHz的话只有4.12W，几乎只有Exynos 5433的一半。
在单核心Cortex-A57的功耗差平均值表现上，全新制程的Exynos 7420表现更为出色。从图14来看，单核心全速功耗只有1.3W左右，相比1.7W的Exynos 5433，降低了大约23%左右。在都为1.3W时，Exynos 7420频率可达2.1GHz，而Exynos 5433只有大约1.7GH，低了大约0.4GHz。

接下来对比的是在PCMark下测得的动态功耗。对比对象分别是高通骁龙801、骁龙805以及Exynos 7420。

图15、16分别是能耗比和功耗。功耗上，Exynos 7420除了在视频回放上略属于骁龙801外，其余都完全胜出，这也使得后面的能耗比项目Exynos 7420大获全胜。而骁龙805即使采用了双核心设计，在部分情况下依旧不如骁龙810。

big.LITTLE功耗切换测试

这里的测试实际上考察的是Exynos 7420和前辈Exynos 5433对big.LITTLE技术应用的内容了。我们知道，big.LITTLE在大小核运作的时候，总存在一个切换点。这个切换点的设计牵扯到性能、功耗等多方面因素，设计得好的话能够有效提升能耗比，降低功耗。下面一起来看一下。图17、18中的单位是单位频率能效(Perf/MHz/W)。

测试来看，Exynos 7420的切换点分别是46.7%和20.8%。也就是说当小核心的负载超过46.7%，就切换入大核心；反之当大核心的负载低于20.8%，就切换入小核心。之前在Exynos 5433上，这个数据是50%和25%。显然Exynos 7420的设置更为精确。并且从实际测试来看，Exynos 7420的能效比明显高出很多。不过，这样的设计并非严格代表实际情况，因为实际的运行情况更为复杂。实际情况下，处理器都会保证一定的冗余空间，比如Exynos 7420会保留25%左右，这意味着在小核心还不算满载的时候，Exynos 7420就会动用大核心快速完成工作再切换回来，这样的能耗比实际上比单纯使用小核心表现可能更为出色。