Qualcomm Snapdragon 820 im Benchmark-Test

Der Qualcomm Snapdragon 820 soll doppelt so schnell sein wie sein Vorgänger und eine um 40 Prozent gesteigerte Grafikleistung bieten. CNET hat die Perfomance des Mobilprozessor im AnTuTu 6.0, Geekbench 3, GFXBench, 3DMark und Jetstream überprüft.

von Christian Schartel am 17. Dezember 2015, 14:44 Uhr

Mitte November hat Qualcomm seine neue High-End-Mobil-CPU Snapdragon 820 offiziell vorgestellt. Die spannendste Frage blieb aber noch offen. Wie schnell ist der Chip wirklich und hat Qualcomm wie beim Snapdragon 810 mit Hitzeproblemen zu kämpfen? Auf einem Event in London hat uns Qualcomm nun die Möglichkeit gegeben, den neuen Snapdragon 820 auf den Leistungsprüfstand zu stellen. Wir haben Qualcomms Mobile-Development-Platform-Smartphone (MDP/S) auf Basis des Snapdragon 820 durch verschiedene Benchmarks gejagt und geben einen Ausblick auf dessen Leistung.

Qualcomms MDP-Smartphone ist mit einem 6,2 Zoll großen QHD-Display mit einer Auflösung von 2560 mal 1600 Pixel ausgestattet. Dies entspricht einer Pixeldichte von 490 ppi. Weiterhin sind 3 GByte LPDDR4-Ram verbaut. Der interne Speicher ist 64 GByte groß. Der Akku hat eine Kapazität von 3020 mAh. Für Fotos und Videos hat Qualcomm eine 21-Megapixel-Kamera in der Rückseite und eine 13-Megapixel-Kamera in der Front integriert. Auch ein Sense-ID-Fingerprintscanner war an Bord, der aber leider noch nicht genutzt werden konnte. Qualcomms neues X12-Modem stellte Dual-Band-WiFi nach dem Standard 802.11 ac und Bluetooth 4.1 zur Kommunikation zur Verfügung. Als Betriebssystem kam Android 6.0 Marshmallow zum Einsatz.

Vier Kryo-Kerne und Hexagon 680 DPS

Für die Power sorgte natürlich der neue Snapdragon 820 samt Adreno-530-GPU. Das Herzstück des Chips bilden die vier Rechenkerne auf Basis der hauseigenen „Kryo“-Architektur, die laut Qualcomm für eine doppelte Leistung und in Verbindung mit der neuen Hexagon 680 DSP auch für eine doppelte Energieeffizienz im Vergleich zum Vorgänger Snapdragon 810 sorgen. Auf Grund der gesteigerten Energieeffizienz der neuen Kryo-Generation, konnte Qualcomm auf die zuvor verwendete Octa-Core-Architektur nach ARMs big.Little-Prinzip verzichten, bei der vier zusätzliche, für Low-Power-Aufgaben ausgelegte Kerne integriert sind. Im neuen Chip sind nur noch zwei Hochleistungskerne mit bis 2,150 GHz und zwei niedriger getaktete Kerne mit 1,593 GHz für weniger rechenintensivere Aufgaben verbaut. Die vier Kryo-Kerne basieren auf 64-Bit und wurden für hohe Single-Core-Leistungen optimiert.

Adreno-530-GPU

Die neue Adreno-530-GPU des System-on-a-Chip (SoC) bringt laut Hersteller einen Leistungszuwachs von 40 Prozent mit sich und bietet Unterstützung für die aktuellsten Grafik-APIs wie OpenGL ES 3.1 (inklusive Android Expansion Pack), RenderScript. OpenCL 2.0 und Vulkan. Dank neuer Rendering- und Kompressions-Verfahren verbraucht die GPU auch bis zu 40 Prozent weniger Energie.

Benchmark-Tests

CNET hat Qualcomms Snapdragon 820 eine Reihe an CPU- und Grafik-Benchmarks absolvieren lassen. Der neue AnTuTu-Benchmark der Version 6.0 ermittelt CPU-, RAM-, Grafik- und die 3D-Leistung. Mit dem Geekbench-Test ermittelt CNET die Rechengeschwindigkeit des Smartphones. Das Tool unterscheidet dabei zwischen Single- und Multi-Core-Leistung. Single-Treaded-Anwendungen profitieren von einer hohen Single-Core-Leistung des Prozessorkerns, während Multi-Threaded-Programme in der Regel schneller ablaufen, je mehr Kerne zur Verfügung stehen. Neben dem Gesamtergebnis liefert Geekbench auch Auskunft über die Leistungsfähigkeit bei Ganzzahlen- (Integer) und Fließkommazahlen-Berechnungen. Zudem misst der Benchmark die Speicherperformance. Ein Maß für die 3D-Performance des Qualcomm Snapdragon 820 liefern die GFXBench und 3DMark. Die Browsertests Octane und JetStream geben Auskunft über die JavaScript-Performance.

Verglichen wurde Qualcomms MDP-Smartphone soweit möglich mit dem iPhone 6S Plus mit Apples A9-CPU, dem Galaxy S6 Edge+ mit Samsungs Exynos-7420-Chip, dem Nexus 6P mit Snapdragon 810 (ein Dank an unseren Kollegen Marc Sauter von Golem.de für die Benchmark-Werte des 6P), dem Nexus 5X mit Snapdragon 808, dem Nvidia Shield K1 mit Tegra K1 und dem Huawei Mate S mit dem Kirin 935 von HiSilicon.

Benchmark-Ergebnisse

Dem AnTuTu-Benchmark der aktuellen Version 6.0 zufolge bietet der Qualcomm Snapdragon 820 mit 130559 Punkte die höchste Leistung. Apples-A9-CPU liegt mit 123567 Punkten auf dem zweiten Rang. Die Performance der restlichen Chips ist deutlich geringer. Im Vergleich zum Vorgänger, dem Snapdragon 810, bietet der neue Chip eine um 72 Prozent gesteigerte Leistung.

Der Geekbench 3 attestiert dem A9 des Apple iPhone 6S Plus die höchste Single-Core-Leistung. Qualcomms Kryo-Kern des Snapdragon 820 liegt knapp dahinter. Samsungs Exynos sowie die früheren Qualcomm-Chips können mit der Performance der beiden Spitzenreiter nicht mithalten. Der 820 ist auch in diesem Test deutlich schneller als der 810 und kommt wiederum auf ein Leistungsplus von rund 75 Prozent.

Werden alle Kerne belastet bietet der Snapdragon 820 wiederum die höchste Leistung von den getesteten Kandidaten. Im Multi-Core-Test des Geekbench 3 liegt er klar vor dem A9 des iPhone 6S Plus. Annähernd mithalten kann nur Samsungs Exynos-Prozessor. Bei Multi-Core-Anwendungen ist das Leistungsplus gegenüber den Vorgänger-Chips von Qualcomm allerdings geringer als bei Single-Core-Anwendungen, was Qualcomms Fokus auf die Optimierung für höhe Einkernleistungen bestätigt. Dennoch konnte die Leistung um rund 28 Prozent gegenüber dem Snapdragon 810 gesteigert werden.

Ein ähnliches Ergebnis liefern auch die beiden Integer-Tests. Wiederum ist der A9-Chip des iPhone 6S Plus im Single-Core-Test etwas schneller als der Snapdragon 820, der im Vergleich zum Vorgänger ein um 46 Prozent höhere Leistung bietet.

Werden mehrere Kerne bei der Kalkulation von Ganzzahlenberechnungen genutzt, liegt der Snapdragon 820 wie zuvor knapp an der Spitze. Der Snadpragon 810 bietet hier allerdings fast die gleiche Performance.

Bei der Kalkulation von Fließkommaberechnungen verhält es sich ähnlich. Das iPhone 6S Plus führt die Single-Core-Wertung an, während der Snapdragon 820 wiederum mit mehr Kernen schneller rechnet.

Im Vergleich zum Snapdragon 820 liefert der neue Chip eine 44 Prozent höhere Single-Core-Leistung bei der Floating-Point-Berechnung. Bei der Mehrkern-Berechnung zeichnet sich diesmal sogar ein noch größerer Performanceschub von rund 53 Prozent ab.

Ein interessanter Punkt ist die Geschwindigkeit des Speichers. Der Qualcomm Snapdragon 820 bietet Unterstützung für Dual-Channel-LPDDR4-RAM mit 1866 statt bisherigen 1600 MHz. Im Vergleich zum Nexus 6P, bei dem das langsamere LPDDR4-RAM zum Einsatz kommt, erreicht der neue Chip in der Single-Core-Wertung knapp über die doppelte Speicher-Performance. Auch das Apple iPhone 6S Plus, das ebenfalls LPDDR4-RAM integriert, liegt deutlich hinter Qualcomms neuem High-End-Prozessor.

Bei der Verwendung von mehr Kernen erreicht das 820er-Modell eine noch höhere Speicherperformance und setzt sich weiter von den Konkurrenten ab. Das iPhone 6S Plus übertrumpft Qualcomms Developer-Smartphone um rund 54 Prozent, das Nexus 6P um knapp 109 Prozent. Qualcomm hat seine Speicherschnittstelle offenbar stark verbessert.

Bei der Betrachtung der 3D-Leistung bieten sich die Offscreen-Tests des GFXBench an, die eine Szene unabhängig von der tatsächlichen Display-Auflösung des Gerätes in einer einheitlichen Auflösung rendern. Dies macht die Werte besser vergleichbar. On-Screen bedeutet, dass die 3D-Bilder tatsächlich auf das Display gerendert werden. Im Unterschied zur Off-Screen-Variante, gibt der On-Screen-Test die 3D-Leistung in Abhängigkeit der Display-Auflösung wieder. Dieser Wert ist vor allem dann interessant, wenn Spiele nur in der nativen Auflösung des Displays betrieben werden können.

Der Test Car Chase des GFXBench 4.0 nutzt OpenGL ES 3.1 und ist der erste Benchmark der Spiele-ähnliche Szenen unter der Verwendung des Android Extension Packs und Funktionen wie Hardware-Tessellation prüft. Der Test ist leider nicht für iOS verfügbar. Das Qualcomm MDP/S-Phone liegt bei der Nutzung der neuesten Grafik-APIs deutlich vor allen Konkurrenten. Auch der von Nvidia gefertigte Tegra K1, der auf der Grafik-Architektur Kepler basiert und 192 Grafikkerne bietet, kann nicht mit dem Snapdragon 820 und der neuen Adreno-530-GPU mithalten. Das neue Qualcomm-SoC bietet eine um 80 Prozent gesteigert Grafikleistung.

Im OpenGL-ES-3.0-Test Manhattan, der auch für Apples Plattform verfügbar ist, wird ebenfalls dem Snapdragon 820 die höchste Grafikleistung bescheinigt. Das Leistungsplus gegenüber dem Snapdragon 810 ist hier sogar noch größer. Auch das Apple iPhone 6S Plus mit der PowerVR-GT7600-Grafikeinheit kommt nicht an die Performance des Qualcomm-Chips heran.

Im Trex-Test, der die Leistung bei der Verwendung des älteren OpenGL-ES-2.0-Standards und 1080p-Material prüft, sind die Abstände wiederum etwas geringer. Das iPhone 6S Plus liegt hier nur noch gut 12 statt vorherigen 20 Prozent zurück. Im Vergleich zum Snapdragon 810 profitieren Nutzer aber auch bei ES-2.0-Anwendungen noch von einer um rund 89 Prozent gesteigerten Performance.

Im 3DMark Sling Shot, bei dem es sich um einen On-Screen-Test mit OpenGL ES 3.1 und QHD-Inhalten handelt, liefert der Snapdragon 820 bei einer Auflösung von 2560 mal 1600 Pixel fast eine genau so hohe Leistung wie der dem Tegra K1 des Shield-K1-Tablets, das nur mit 1920 mal 1200 Bildpunkten auflöst. Im Vergleich zum S6 Edge+ und Nexus 6P, die ebenfalls eine QHD-Auflösung bieten, liegt der Qualcomm-Chip deutlich vorne. Das iPhone wird wiederum nicht von diesem Test nicht unterstützt.

Im 3DMark Ice Storm Unlimted (Offscreen), der niedrig auflösende 720p-Inhalte und den älteren OpenGL ES 2.0 nutzt, kann der neue Qualcomm-Chip sein Leistungsplus nicht ausspielen. Hier liegt er nicht weit vor dem Snapdragon 810, fast gleich auf mit dem Samsungs Exynos 7420 und gar hinter dem A9 des iPhone 6S Plus und Tegra K1 des Shield.

In Sachen JavaScript-Performance reiht sich das Qualcomm-Smartphone hinter dem iPhone 6S Plus ein. Der Chip-Entwickler hatte auf dem Gerät einen eigenen Browser vorinstalliert, mit dem die Tests durchgeführt wurden. Gegenüber dem Nexus 6P, bei dem Googles Chrome zum Einsatz kam, liefert das Entwickler-Gerät ein Plus von rund 32 Prozent. Allerdings könnte Qualcomms Browser die Werte beeinflusst haben.

Im JetStream-Benchmark zeichnet sich ein ähnliches Bild ab. Das iPhone 6S Plus liefert die höchste JavaScript-Performance, gefolgt vom Qualcomm-Phone. Bei diesem Test ist der Snapdragon 820 ebenfalls gut 30 Prozent schneller beim Verarbeiten von JavaScript-Code als der Vorgänger.

Wärmeentwicklung

Heiß wurde Qualcomms Developer-Phone in dem zweistündigen Zeitraum, in dem wir einen Benchmark nach dem anderen laufen ließen, nicht. Es schien auch keine übermäßige Drosselung stattzufinden, da das Gerät auch bei wiederholter Ausführung eines Benchmarks annähernd konsistente Ergebnisse lieferte. Dem ersten Eindruck nach hat Qualcomm die Hitzeprobleme, die es anfangs noch beim Snapdragon 810 gab, also in den Griff bekommen. Allerdings hatten wir keine Einsicht in die Kühlmaßnahmen, die möglicherweise getroffen wurden. Laut Qualcomm wurde das MDP/S allerdings nicht hinsichtlich dieses Aspekts optimiert.

Fazit

Qualcomms Snapdragon 820 hat in den ersten Benachmarks-Test eine überzeugende Leistung geliefert und eine deutlich höhere Performance an den Tag gelegt als der bisherige Top-Chip Snapdragon 810. Qualcomm hat die Single-Core-, aber auch Multi-Core-Performance im Vergleich zum Vorgänger deutlich gesteigert, auch wenn es in keinen Tests der doppelten Leistung entsprach. Stark verbessert wurde die LPDDR4-Speicherschnittstelle. Zudem bietet das SoC dank der neuen Adreno-530-GPU eine deutlich erhöhte Grafikperformance, die der Chip bei höheren Auflösungen und unter Nutzung der neueren Grafik-Standards voll ausspielen kann. Auch die JavaScript-Performance wurde gesteigert. Die Kryo-Kerne müssen sich bei Single-Core-Anwendung allerdings knapp den Kernen des Apple A9 geschlagen geben und kommen auch bei der Verarbeitung von JavaScript-Code vermutlich nicht ganz mit. Allerdings handelt es sich bei dem Entwickler-Gerät von Qualcomm, mit dem die Tests durchgeführt wurden, auch noch nicht um ein finales Gerät mit einer finalen Software. Hier ist sicherlich noch Spielraum für Optimierungen. Für endgültige Aussagen müssen die ersten marktreifen Geräte abgewartet werden.

Der Chip scheint nicht mit einer übermäßigen Hitzeentwicklung zu kämpfen, wie es vorab in einigen Gerüchten zu lesen war. Insgesamt ist der erste Eindruck positiv. Spannend wird es natürlich noch, wie der Qualcomm Snapdragon 820 im Vergleich zu Samsungs neuem SoC Exynos 8890 oder dem MediaTek Helio X20 abschneidet, die auch für Anfang 2016 erwartet werden.

Zu beachten ist natürlich auch, dass Benchmark-Tests nie die komplette Wahrheit widerspiegeln und die verschiedenen Geräte und Chips nur in einem beschränkten Maß vergleichbar machen. Ein Reihe Aspekte eines System-on-a-Chips werden von den Benchmarks außer Acht gelassen. Beispielsweise bietet der Qualcomm Snapdragon 820 eine Reihe neuer Features wie zum automatischen Sortieren von Fotos, zum Verbessern der Gesprächsqualität oder Erkennen von Malware. Nähere Details dazu liefert der Artikel Qualcomm Snapdragon 820: Die neue High-End-CPU für Smartphones & Co. im Detail. Um eine gute Vorstellung von der Leistungsfähigkeit in spezifischen Bereichen wie beispielsweise der 3D-Performance zu erhalten, sind sie Benchmarks aber ein gutes Instrument.