降压能拯救骁龙888吗?美好的幻想罢了~

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降压能拯救骁龙888吗?美好的幻想罢了~

2023-09-26 14:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

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本文约8000字,阅读时间较长,包含大量数据等,省流量可以拉倒YC调度结果前查看总结。

             

读正文前请阅读热点问题解答:

Q:降压操作可以抄作业吗?

A:不建议,因为SOC本身存在体质差异,加之稳定性验证的准确性,盲目使用别人参数可能会导致意外结果,且不建议用户进行降压操作

Q:GPU降压可以降低功耗吗?

A:单纯讨论GPU部分的话,是可以降低功耗的,电压降低电流增大的特性是来自于恒功率有源器件,cpu是无源+容性。但是游戏等实际使用中,SOC中CPU和GPU受到同一个温控影响,GPU降低功耗带来的温度收益可能会让CPU高频运行维持时间变长,最终整机收益会变得不确定。

P代表能耗。C可以简单看作一个常数,它由制程等因素决定,制程越小,C越小;V代表电压,和P是二次方的关系;而f就是频率了。

Q:为什么有降压的空间

A:每一块晶圆本身就会存在差异,在处理器上我们一般称为体质差异,为了保证良品率,使更多的芯片可以正常点亮使用,就需要给差的芯片一个更高的电压,简单来说就是木桶效应,满足最短的那一块木板,而其他芯片就会因为这个操作获得一定的降压空间,这也是每颗芯片的降压空间都不同的原因。

Q:为什么厂商不进行这个操作

A:同上

Q:降压后会带来哪些收益和风险

A:降压后主要带来的收益来自于功耗和能效方面,风险主要是来自于稳定性方面,频率和它相应的门延迟需要一定的电压来保证。电压低了,翻转太快会造成门延迟跟不上,从而影响数字信号的完整性,从而造成错误,降压并不会降低CPU寿命。

Q:什么是相同电压角度和相近频率角度

A:这是两个评价角度,均在本文中有所提到,GPU降压主要是选取其中几档电压进行提频操作,也就是电压挡位不变提高频率,相同电压角度是基于一档电压提频前后的两个频点来进行分析,主要分析性能提升。而相近频率角度指的就是在进行提频操作后,新的电压频率表和之前老的电压频率表之间选择频点相近的两个点放在一起对比分析,因为新的频点是提频上来的,所以对应电压挡位往往要低于原电压频率表里相近频率的电压挡位,故主要分析功耗和能效,本文中的降压指的就是后者角度。

电压表

    从865、865+、888新固件和老固件版本的自带电压表可以发现,老固件的888电压表内只有一张888表格,新固件的888里还多出一张888+的表格,而且新固件的888自带电压档位也要比老固件的档位多出三个档位,不排除下半年这些新固件的888可以软件更新到888 GPU+的可能,类似于去年865的GPU超频到905Mhz的操作。

     除此之外,结合865上的电压表来看,未超频时默认的最高电压档位是NOM-L1,在超频时,一档是基于此电压做了提频,一档是使用了TUBRO电压。而888默认档位就已经用上了两档TUBRO电压将GPU最高频率提升至840Mhz。888+的表里更是使用了三挡TUBRO电压将GPU频率提高至900Mhz,不得不让人怀疑今年888最开始出厂时就因为某些原因对GPU进行了加压提频。

降压

   本测试中使用来自@asto18089 提供的降压方法,主要针对6档电压(如表格所示)做提频操作,来达到和原电压表内相近频率下降低对应电压的操作。

    通过在六个档位电压上进行测试,结果如上图,不同体质的CPU,能获得的频率提升并不相同,所以不建议大家在尝试降压的时候直接抄作业,尤其是老批次的机器。

    小米11这一颗是之前测试中已经验证了的体质非常差的一颗888,在高频高电压的部分,提升的幅度远远不及其他两台机器的888,整整差了一档的水平。但是低频低电压的表现却相对的较为优秀。其他两颗888的提升表现较为一致,基本上处于相同水平。

     总的来看,降压的操作带来的频率提升收益最大的是低频低电压部分,LOW-SVS-L1档位上的频率提升达到了60%左右,而且降压后拓展出了MIN-SVS档位,比原电压表中使用的最低电压低了两档,但是频率基本在480Mhz左右,相当于原电压表中SVS-L0档位的水平,而电压相对其整整低了6档,可以看出在低档位电压上888可以进行提频的余量较大。

3Dmark WILD LIFE测试

测试方法:

3Dmark版本:V2.2.4746(4746)

手机分辨率统一为1080P-120Hz

测试机器

一加9Pro  系统版本:LE2120-11-A.08  存储版本:8+256

小米11  系统版本:MIUI12.0.12(避免限频锁帧率)  存储版本:12+256

Realme GT  系统版本:RMX2202-11-A.20  存储版本:12+256

测试方法:最低亮度,关闭声音,清除后台,开启飞行模式,使用Perfdog测试,使用散热背夹保证温度不触发限制,加载进度条满了后开始记录,60S测试画面结束时停止记录

相同电压档位对比

同电压档位对比主要用来分析相同电压档位在降压前后的频率性能的差异,也就是同电压提频后的频率和性能表现。在此对比中不分析功耗和能效。

跑分

未降压跑分

未降压跑分方面,在同电压同频率的情况下,GT和一加9Pro的分数表现正常较为接近。体质较差的小米11的跑分结果相对较差,尤其在高频高功耗的部分,和其他两台机器表现差距明显。

降压后跑分

     降压后跑分方面,得益于同电压挡位上频率的提高,相比于降压的前的相同电压档位的分数,均有了较大提升,但是由于三台机器的降压后频率提升表现不一,所以分数不适合进行横评。

     从分数提升百分比来看,总体上呈现越接近低频低电压的部分,分数提升越大,抛开拓展出的MIN-SVS档位来看,LOW-SVS-L1档位的分数提升接近百分之60,。中等电压的档位上分数提升在百分之20左右,高电压档位上的分数提升在百分之10-15左右,基本和前文提到的频率提升百分比相对应。

    分机型来看,一加和真我的两台机器在分数提升百分比上较为接近,可以视为正常888在降压后可能有的分数提升表现。而小米11上体质较差的888在中高频的提升上就要略差一些,也和前文提到的频率提升百分比相吻合。

功耗

    功耗方面,因为不同机型的本身硬件不同,功耗不具备横评的条件。

    同电压的情况下,进行提频率操作,功耗也会相应提高,功耗增加的百分比基本和频率提高百分比吻合。

    因同电压提频后对比提升前后功耗意义不大,此处仅作数据展示。(具体对比降压前后功耗表现请查看下文中降压前后相近频率功耗分析)

能效

     能效方面,因为不同机型的本身硬件不同,能效不具备横评的条件。

     同电压档位上在降压前后的能效基本变化不大,也验证了上文所说的功耗增加的百分比基本和频率提高百分比吻合的情况,只有小米11在LOW-SVS-L1档位上能效有较大提升。

    因同电压提频后对比提升前后能效意义不大,此处仅作数据展示。(具体对比降压前后能效表现请查看下文中降压前后相近频率能效分析)

相近频点对比

相近频点对比主要用来对比降压前后,新的电压表和原电压表中频率相近的档位上功耗表现和能效表现。

因频率仅为相近,存在差异,故此对比中分数仅作为展示,如无特殊情况,仅仅作为讨论使用。

因不同机器提频幅度不一致,且硬件功耗不同,故此对比中均为分机型讨论。

功耗

一加9Pro

一加9Pro在相近频点上,功耗收益和能效收益非常大,在保证分数没有较大差距的情况下,855/760/660/610频点上功耗均有较大降幅,其中760频点的功耗降幅最高,达到了21%,能效提高了25%。缺少对比档位的820频点,其功耗也要比原电压表中778的档位电压降低了1W多。 在低频档位上,610频点上的提升就明显不如中高频点的多,480频点上,功耗出现了高于原电压表中491频点的情况,虽然跑分提高了3%,但是功耗也增加了6%,能效降低了2%。

小米11

小米11在高频点上的提升巨大,不同于一加9Pro,小米11收益最高的频点是840,功耗降低20%,能效提升30%。765/725频点上也均有较大提升。在中低频点上,小米11的提升很小,能效收益仅为5%,功耗在490频点上也出现了增加的情况。总体的提升趋势呈现从最高频点向低频点依次降低的趋势。

Realme GT

      Realme GT降压后整体的提升较小,主要是因为其未降压时的功耗就较低,降压之后提升最大的频点是760,对应电压为SVS-L2,功耗收益仅为约11%,能效收益约10%。其他频点上的提升均较小。从趋势上看,和一加9Pro表现趋势基本相同,由最高收益频点向两边依次递减。

    总的来看,三台机器降压后在3Dmark的测试里,中高频提升都是很可观的,符合降压后降低功耗提升能效的预期,但是中低频的提升就比较有限,主要也和中低频对应的电压档位提频幅度过大有关。在MIN-SVS对应的最低频点档位上,虽然跑分均比原电压表中相近频点的跑分高,但是功耗均存在增高的情况,能效也存在降低的情况,表现的有些得不偿失。

GFXbench 3.1曼哈顿离屏测试

测试方法

测试方法:

GFXbench版本:5.0

手机分辨率统一为1080P-120Hz

测试机器

一加9Pro  系统版本:LE2120-11-A.08  存储版本:8+256

小米11  系统版本:MIUI12.0.12(避免限频锁帧率)  存储版本:12+256

Realme GT  系统版本:RMX2202-11-A.20  存储版本:12+256

 

测试方法:最低亮度,关闭声音,清除后台,开启飞行模式,使用Perfdog测试,使用散热背夹保证温度不触发限制,加载进度条满了后开始记录,出现结果页面时停止记录,CPU频率限制为0-3/300;4-6/710;7/844,排除APP打开后首次测试成绩

 

相同电压档位对比

同电压档位对比主要用来分析相同电压档位在降压前后的频率性能的差异,也就是同电压提频后的频率和性能表现。在此对比中不分析功耗和能效。

未降压跑分

      原电压表测试结果方面,高频高电压部分一加表现最好,小米11表现最差,和其他两台手机存在明显差距。中频点部分,三台机器表现较为一致;中低频部分,一加9Pro表现最差,尤其是在SVS-L0和SVS两档电压上,表现明显差于其他两台机器,而小米11在这个部分表现最好。

降压后跑分

        降压后跑分方面,得益于同电压挡位上频率的提高,相比于降压的前的相同电压档位的分数,均有提升,但是由于三台机器的降压后频率提升表现不一,所以分数不适合进行横评。

       从降压后的分数测试结果来看,降压之后,各电压档位上的性能提升和3Dmark测试中表现的趋势一致,中高电压档位的提升较小,低电压档位的提升较大,提升的百分比要整体低于3Dmark测试中的数值。降压之后,一加的表现也恢复正常,与3Dmark测试中的结果相吻合,结合提升百分比来看,一加9Pro在降压后的提升也是最大的。小米11也依旧是中高档位电压表现较差,低电压档位表现优秀。

相近频点对比

    相近频点对比主要用来对比降压前后,新的电压表和原电压表中频率相近的档位上功耗表现和能效表现。

    因频率仅为相近,存在差异,故此对比中分数仅作为展示,如无特殊情况,仅仅作为讨论使用。

   因不同机器提频幅度不一致,且硬件功耗不同,故此对比中均为分机型讨论。

一加9Pro在GFXbench中的表现和3Dmark类似,中高频点上功耗收益和能效收益非常大,在保证分数没有较大差距的情况下,855/760/660/610频点上功耗均有较大降幅,其中760频点上表现最好,功耗降低24%,能效增加28%。但是MIN-SVS对应的480频点表现较差,FPS收益6%,功耗却增加了19%,能效也降低了10%,而且结合其他两台机器的结果来看,这台机器的原电压表491Mhz频点明显存在问题,测试性能明显偏低,所以该颗SOC此频点明显为负向收益,得不偿失。

 

小米11

   小米11的表现不同于在3Dmark测试中的结果,收益最大的频率变为765Mhz,功耗降低24%,能效提高了32%。整体来看,中低频点的收益明显相对较低,但是所有频点均取得正向收益,结合其前期体质测试来分析,这种情况可能和其较差的体质有关系,低电压改善了其漏电的带来的负面影响。

Realme GT

     Realme GT在GFXbench的测试中,依然提升幅度相对其他两台偏低,和3Dmark测试中情况相同,一样是应为本身功耗就相对较低导致。提升最高的频点和一加9pro相同,功耗降低14%,能效提高12%,整体频点提升幅度比较接近,没有像一加9Pro和小米11那样中高频点出现大幅提升。

3Dmark&GFXbench跑分总结:

总体上三个机器在两个跑分软件测试中表现较为接近,但是具体表现每一颗SOC都不相同,且同时受到机型本身的影响,但是总体来看,降压后在除了MIN-SVS的档位上,都取得了一定程度的功耗和能效的收益。且大多数提升明显的地方都集中在中高频点和电压上,中低频点的提升相对较弱,尤其是MIN-SVS档位,在日常使用中,包括游戏中GPU实际使用的档位较低,针对降压在实际使用中的实用性存疑。

 

 

原神测试

 

测试方法

手机分辨率统一为1080P-120Hz

测试机器

一加9Pro  系统版本:LE2120-11-A.08  存储版本:8+256

小米11  系统版本:MIUI12.0.12(避免限频锁帧率)  存储版本:12+256

Realme GT  系统版本:RMX2202-11-A.20  存储版本:12+256

 

测试方法:最低亮度,关闭声音,清除后台,开启飞行模式,使用Perfdog测试,室温25℃,游戏内最高画质,帧率60,关闭动态模糊,黎月港主干道跑图测试,具体路线见下图,在出发点将游戏内时间调整为19.00开始测试,一圈为2分钟,测试5圈10分钟后,回到出发点,停留30S,此段时间内将游戏时间再次调整为19.00,然后继续测试,再跑5圈回到出发点回到出发点,结束测试。

一加9Pro

     一加9Pro在原神里会触发稳帧方案,两分钟内帧率从60会限制到55,不过就实际表现来说,这是稳了个寂寞。降压前的平均帧率为51.6FPS,降压后为53.7FPS,抖动均为16,功耗方面降压前平均功耗为5905.8mW,降压后为6240mW.通过分析FPS和功耗图可以看出,在最后6分钟里,未降压的调度,GPU因为发热降低了频率,最高为443Mhz,最低为379Mhz,导致了帧率出现较大波动,同时降低了功耗。而降压后的GPU调度,因为频率表了最低频率是480Mhz,不存在继续降频降功耗的空间,所以未出现因为GPU降频导致的整体较大波动,但是因此出现了CPU降频,导致出现多次明显的掉帧。且测试时长仅为20分钟,如果继续延长时间,预计会出现频繁的CPU降频波动,故一加9Pro降压在游戏内几乎没有实用性收益,提高帧率的同时也提高了功耗,且会触发CPU温度墙降频。

小米11

     小米11的表现就和一加9Pro不同了,12.0.12版本不限制任何性能,整体调度可以用放荡不羁来形容,超大核和大核都是满血调度,但是结果都是10分钟内会撞到硬件温度墙,核心节点读取57℃时强制给大核和超大核以及GPU降频。

     20分钟测试下来的结果,降压前平均47FPS,降压后平均51FPS,降压后虽然帧率有所提高,但这种过山车式的帧率还是属于不能保证基础游戏体验的一类,而且机身边框和后盖温度无论降压与否都逼近50度,直接超过了低温烫伤的温度红线。不过降压后比降压前触发温度墙晚了1分钟左右,看起来还是有些小小的收益。功耗方面降压前功耗为7653mW,降压后为7630.9mW,基本相同,没有收益。

    如果你每次打开原神只玩8分钟,也就是玩到触发温度墙前的一瞬间,那么看的话,降压还是有收益的,降压前帧率为55.4FPS,抖动11.6,降压后帧率为58.5FPS,抖动为3.3。帧率和稳定性都有了较大提高。功耗方面,降压前为8912.4mW,降压后为8537.8mW,功耗收益为374.6mW,相比降压前降低约4.2%。总的来看提高了游戏表现还降低了功耗,算是有了正向收益,但前提时你每次只玩8分钟的原神。

Realme GT

      Realme GT上的测试结果是最接近测试前猜测的理想表现的,没有失了智的稳帧策略,也没有放飞自我的调度,使得realme GT的表现看起来正常很多,降压前的平均帧率为53.3FPS,抖动15.3,降压后平均帧率为57.8FPS,抖动为12.帧率提升非常明显。功耗方面几乎一致,降压前为7027.6mW,降压后为7,026.8mW。

     进一步分析可以发现,降压后的FPS的中间段的表现要明显好于前后两段,分析CPU部分的调度可以发现,realme GT的调度符合1+3+4这种CPU默认的调度,超大核频率不降时,超大核的性能区间要高于大核峰值,所需性能超过大核峰值后才调用,而一旦大核降频之后,超大核调用的阈值就变低了,开始积极的调度起来,中间那一段表现非常好的地方,就是因为超大核开始积极的调度起来了。到了后段,因为发热超大核也出现了降频,但是表现还是好于前段超大核没调用的部分,不过超大核调用起来后,功耗也会高于未调用的时候。而且可以明显发现,降压后的SOC,因为GPU部分发热有一定收益,CPU维持高频率工作的时间要长于未降压的时候,加上GPU部分最低频率从原有315提高到490.这也是导致最终总功耗收益不大但是FPS表现有提高的原因。

 

总结:

    从功耗方面来看,在原神里这三台机器在功耗上的收益并不大,一方面是受到CPU调度和温控的影响,即使GPU部分有收益也会被CPU部分可以延长的高频运行时间增加的功耗给抹平。而另一方面就是我们在跑分测试中说到的低频点下功耗其实几乎是没有正向提升的,就算是原神这种高负载游戏,GPU未降压时频率也不过才平均450左右,对CPU的性能需求要远远高于GPU,所以对CPU的优化要比对GPU降压来的更加迫切,但似乎这三台机器在对于游戏中的CPU调度策略优化的并不好,有些机器的调度可以说是差的清新脱俗。

    从FPS方面来看,20分钟的测试里能有实用性的提升的也仅realme GT,且除了因为超大核维持时间会相对较长之外一部分提升还是因为最低频率被限制的较高。米11虽然不限帧率但是调度太过于放飞自我,导致快速触发温度墙,帧率直接对半打折,最终虽有收益但不具备实用性。而一加9pro这种并没有任何用的稳帧方案基本上就是实锤蜜汁操作,而且这种操作不是一加9系列特有,在一加8系列上就已经发现了。

   总的来说,降压后在实际的游戏测试中,能取得的收益较为有限且存在非常大的不确定性,即使是同款机型降压收益也会因为SOC本身的体质差距影响,不同机型的话,受到调度机制,热设计,温控限制,以及硬件功耗区别等的影响,收益区别更加大,所以,加上考虑到解锁Root之后的保修,降压操作的学习成本,以及长时间高温可能导致的硬件损坏,普通用户还是买个散热背夹靠谱。

补充段:

那么YC调度+降压有用吗?

我们也进行了简单的对比测试,使用的是0523的版本,因为本文主要讨论的不是YC调度,所以不进行调度分析。主要对比:YC调度+降压/YC调度+不降压/原调度+降压

一加9pro

     一加9pro上,YC调度+降压,帧率为52.3FPS,抖动55.2,/YC调度+不降压,帧率为53.2FPS,抖动42,/原调度+降压,帧率为53.7FPS,抖动16.1,使用了YC调度后均在12左右开始频繁的触发硬件温度墙,帧率出现来回的大幅度波动,且YC调度加降压的表现要差于YC调度+不降压,和前文分析的原因一样,最低GPU频点被限制在490Mhz,导致功耗较高,反而更加频繁的触发温度墙。功耗方面因为存在较多的温度墙影响,不具有参考意义,截取未触发温度墙的区域

   YC调度+降压为6,815.4mW-55.2FPS抖动4.9 /YC调度+不降压为6,997.4mW-55.2抖动1.2/原调度+降压为6,324.2mW-54.3抖动7.7,收益依旧较低。

小米11

小米11上,依旧是整体均属于不可用状态,YC调度+降压,帧率为50.1FPS,抖动142.9,/YC调度+不降压,帧率为49.3FPS,抖动115,/原调度+降压,帧率为51FPS,抖动140.8。其中YC调度+不降压的组合最快触发温度墙。功耗方面平均YC调度+降压7400.7mW/YC调度+不降压7321.8mW/原调度+降压7630.9mW,但是由于收到温度墙影响,不具备分析的价值。

    截取触发温度墙之前的区域,YC调度+降压,帧率为59.3FPS,抖动1.8,功耗8225mw/YC调度+不降压,帧率为58.9FPS,抖动2.4,功耗8530.1/原调度+降压,帧率为58.7FPS,抖动2.9,功耗8493.4mw。可以看到YC调度+降压的组合表现最好,功耗最低且帧率表现也最好,功耗低于同调度的YC调度+不降压的组合,能看出降压还是取得了一定的功耗收益的,不过这都是触发温度墙之前的,所以,买个散热背夹简简单单的乐趣不好吗?

Realme GT

   在Realme GT上,最终的结果看起来是具有一些实用性的,YC调度+降压,帧率为58.5FPS,抖动2.3,功耗7,460.8mw/YC调度+不降压,帧率为58.8FPS,抖动2.3,功耗8,166.6mW/原调度+降压,帧率为57.8FPS,抖动12,功耗7,026.8mw。可以看到,在同样使用YC调度后,降压前后帧率表现基本相同,但是降压后的功耗要低了705.8mW,比降压前低了约8.6%。降压操作在realme GT上取得了正向收益。但是要指出的是,这一切主要还是得益于GT似乎没有硬件温度墙,YC+降压的组合读取到的温度一度达到60摄氏度,但是依旧没有触发类似一加9Pro和小米11上的限制操作。而YC+降压组合,读取到的温度也达到了55℃,整机基本上属于不可握持状态。所以,还是买个背夹吧,配合YC+降压可以玩爽原神。



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