Que vaut le SoC Snapdragon 810 de Qualcomm ?

Introduction

Le Snapdragon 810 fait beaucoup parler de lui. Des rumeurs affirment qu’il surchauffe (cf. « Le Galaxy S6 privé de Snapdragon 810 pour cause de surchauffe »), Qualcomm a expliqué qu’un OEM important avait décidé de s’en passer (cf. « Qualcomm a perdu un gros client à cause de son Snapdragon 810 »), et les premiers benchmarks non officiels commencent à apparaître sur la Toile avec en tête celui de l’Xperia Z4.

Il n’est pas étonnant que la puce suscite autant d’intérêt. Les Snapdragon font partie des SoC les plus médiatisés et ils intègrent de nombreux smartphones vedettes. Le problème est que la firme californienne a eu du mal à assurer la véracité des informations qui traitent de son processeur depuis quelques mois. Elle a décidé de reprendre les choses en main en faisant venir la presse internationale pour lui permettre de faire ses propres tests et pour mettre les fonctionnalités de la puce en avant. Nous étions parmi les journalistes qui ont pu avoir une plateforme de développement Snapdragon 810 entre les mains.

La puce en elle-même est connue depuis longtemps et nous n’y reviendrons donc que brièvement. On a vu quelques benchmarks en avril 2014 (cf. « Le Snapdragon 810 (64 bits) se montre un peu ») et nous savons qu’elle est prête depuis la mi-décembre pour une commercialisation au début de l’année avec une première apparition en grande pompe dans le G Flex 2 de LG présenté au CES 2015. Le Snapdragon 810 utilise une architecture big.LITTLE 64 bits avec quatre cores ARM Cortex A57 et quatre cores Cortex A53. Pas question cette fois-ci de passer par des cores personnalisés comme Qualcomm avait l’habitude de le faire.

Les cores utilisent un système similaire à l’Heterogeneous Multi-Processing (HMP), c’est-à-dire qu’ils sont perçus comme huit cores indépendants et qu’il est possible d’envoyer une charge de travail précise à un core particulier. On trouve un GPU Adreno 430, dont les caractéristiques sont tenues secrètes, et un contrôleur mémoire LPDDR4 1600 MHz dual channel 64 bits pour une bande passante théorique de 25,6 Go/s. Il est aussi compatible UFS Gear2. Le SoC dispose deux processeurs pour le traitement d’image, un autre pour le traitement du signal et un module LTE de catégorie 9. La puce peut aussi lire et capturer des vidéos en 4K et Qualcomm a même montré un logiciel capable de rapidement éditer des vidéos en utilisant le SoC qui est gravé en 20 nm.

Fonctionnalités

Au-delà de ses caractéristiques techniques, le Snapdragon 810 introduit de nouvelles fonctionnalités.

Les fonctionnalités à impact immédiat

MU-MIMO. Le Snapdragon 810 est compatible avec le MU-MIMO (Multi-User-MIMO) qui est principalement destiné aux terminaux mobiles. Les premiers routeurs sont apparus l’an dernier (cf. « L’Asus RT-AC87 est le premier routeur MU-MIMO ») et la technologie commence maintenant à pénétrer la sphère grand public. Grossièrement, le MU-MIMO permet au routeur de regrouper des terminaux Wi-Fi par groupe de quatre et leur envoyer un signal concomitamment. Cela permet d’augmenter les débits puisqu’au lieu d’être obligés d’attendre chacun leur tour, ils reçoivent les informations plus rapidement. Concrètement, Qualcomm affirme qu’un terminal mobile classique en Wi-Fi ac a un débit d’environ 117 Mb/s, mais qu’il peut atteindre environ 283 Mb/s en MU-MIMO. Cette technologie ne sera pas utilisée pour les terminaux saturant la bande passante, comme les PC avec un module Wi-Fi haut de gamme. Par contre, cela permet de regrouper des terminaux moins gourmands afin d’optimiser l’utilisation de la bande passante disponible.

Deux capteurs photo arrière. Qualcomm a fait une démonstration en partenariat avec Corephotonics, une compagnie israélienne qui exploite les deux modules de traitement d’image du dernier Snapdragon. Ils utilisent en fait deux capteurs photo de 13 Megapixels simultanément pour offrir un zoom nettement plus intéressant que ce qui est proposé sur les smartphones aujourd’hui. Les deux capteurs photographient la même scène et combinent les images. Ainsi, il serait possible d’avoir un zoom 10x offrant une image correcte d’une définition supérieure à 13 Megapixels, mais inférieure à 26 Megapixels (Qualcomm ne nous a pas donné le chiffre exact).

Réduire les appels coupés. Le Snapdragon 810 utilise un nouveau module RF360 pour gérer les fréquences radio, qui a la grande particularité de réduire les possibilités d’avoir un appel coupé si l’on est loin d’une antenne. La démonstration avait le mérite d’être intéressante, puisqu’elle montrait que le système de Qualcomm arrivait à maintenir un signal bien plus stable, même dans des conditions peu optimales, comme le fait d’être loin d’une antenne. Qualcomm a refusé d’expliquer ce qui se passait exactement au niveau de l’antenne, mais il a montré qu’il avait intégré l’amplificateur sur le module cellulaire et qu’un tuner permet de compenser les changements d’impédance qui surviennent lorsque l’on tient son téléphone, ce qui permet surtout de maintenir un signal constant lorsque l’on se trouve dans une zone où le signal est faible. Cela réduit aussi la consommation du module cellulaire.

Les fonctionnalités à impact différé

WiPower. Le Snapdragon 810 offre le WiPower, le nom commercial de l’implémentation par Qualcomm de la Alliance 4 Wireless Power (cf. « Qualcomm rejoint le Wireless Power Consortium »). La démonstration montrait un design de référence utilisant un chargeur à induction d’un rendement de 60 % à 70 % avec une portée de 5 cm. Les performances sont néanmoins dépendantes de la façon dont les partenaires de la firme intègreront la technologie et il est possible que ces chiffres changent si une marque s’écarte du design de référence. Qualcomm a admis que l’utilisation de cette technologie demandait d’augmenter l’épaisseur du châssis sans donner plus de précision et en affirmant encore une fois que cela dépendait des designs des fabricants. On ne sait pas non plus si des compagnies ont déjà planifié de commercialiser des terminaux WiPower.

Cat. 9 et LTE-Broadcast. L’autre grande nouveauté du Snapdragon 810 est la prise en charge des réseaux LTE Cat. 9, alias 4G++, qui promet des débits descendants de 450 Mb/s et montants de 100 Mb/s en agrégeant jusqu’à trois canaux de 20 MHz (cf. « Un nouveau Galaxy Note 4 compatible 4G+ à 450 Mbit/s »). Pour obtenir ces performances, il faut toutefois un réseau compatible ; en France, Bouygues est le seul opérateur à posséder trois porteuses et lancera une offre 4G++ à 300 Mbit/s en septembre.

L’autre nouveauté intégrée à son module cellulaire est le LTE-Broadcast. Le LTE-Broadcast envoie au même moment un contenu identique à tous les terminaux compatibles (comme un émetteur de télévision ou de radio), ce qui améliore la qualité du signal, utilise moins de ressources et diminue la puissance nécessaire. Qualcomm imagine utiliser cette technologie dans des stades lors de concerts ou évènements sportifs, par exemple. La technologie est pour l’instant disponible uniquement en Corée du Sud.

802.11ad WiGig. La puce est compatible avec le nouveau protocole sans fil qui permet de relier les divers terminaux d’un salon. La démonstration que nous avons eue montrait une tablette envoyant un flux 4K à l’aide du WiGig à une autre tablette qui était connectée à un téléviseur à l’aide du port HDMI 1.4a du design de référence. La présentation était fluide à l’exception d’une très petite secousse en tout début de présentation, ce qui montre que la technologie est prête pour le grand public. Il est possible de faire une connexion point à point ou de passer par un routeur. Néanmoins, les terminaux WiGig sont encore tellement rares qu’il faudra attendre plusieurs années avant de réellement en profiter.

Performances

La plateforme de développement

Nous avons eu une plateforme de développement entre les mains pendant une heure, ce qui nous a permis de lancer une batterie de tests. Il faut néanmoins les remettre dans leur contexte. Une plateforme de développement n’est pas un produit fini. Nous avions une grosse tablette 4K entre les mains. Cela signifiait que les fréquences n’avaient pas besoin d’être réduites pour prendre en compte la température de l’appareil ou l’autonomie de la batterie. Les chiffres que nous avons obtenus seront donc en principe supérieurs aux smartphones et tablettes que l’on trouvera en boutique dans les prochains mois.

Benchmarks synthétiques

La plateforme de développement tournait sur Android 5.0.2. Elle disposait d’un écran de 3 840 x 2 160 et de 4 Go de LPDDR4. Sous Geekbench, le score que l’on obtient en single core est de 1 302, ce qui représente une amélioration de presque 25 % par rapport à un Snapdragon 805. C’est tout de même nettement moins qu’un Tegra K1 qui dépasse les 1 900 points et loin d’un Apple A8X.

Le résultat en multicore sous ce benchmark est de 4 892 ce qui s’explique par la présence des huit cores. Le MSM8994 obtient 54 386 sur AnTuTu dans la tranche haute et s’explique probablement par le fait que le test a tiré parti de l’architecture 64 bits.

Les résultats sous SunSpider et Octane sont aussi très élevés puisque le 810 atteint 336,8 ms et 8 580, respectivement. Dans ces deux tests, le MSM8994 est 33 % plus rapide qu’un Tegra K1. Bref, dans l’ensemble, les performances processeur de la puce sont parmi les meilleures du marché et le Snapdragon 810 représente une hausse importante des performances par rapport à son prédécesseur.

Benchmarks GPU et jeux

Sous le benchmark IceStorm Unlimited de 3DMark, on obtient un score global de 24 549 ce qui place la nouvelle puce de Qualcomm environ 2 % en dessous d’un Tegra K1. Le Snapdragon est environ 15 % au-dessus d’un Apple A8X, qui est destiné à une tablette alors que le 810 peut être intégré dans des smartphones.

Les résultats sont un peu moins bons sous Basemark X. En qualité élevée, le benchmark donne un avantage de 10 % au 810 par rapport à un A8. En qualité moyenne, il est juste en dessous d’un A8 (- 10 %).

Sous GFXBench, le MSM8994 est entre 11 % et 28 % plus rapides qu’un A8.

Le nouveau SoC est 33 % supérieur à un Snapdragon 805 sous Basemark X, il fait 20 % de mieux sous 3DMark et jusqu’à 26 % de plus sous GFXBench. Il représente donc une nette amélioration par rapport à la génération précédente et il est proche des meilleurs GPU mobiles. Real Racing 3 était fluide en mode très élevé à une définition de 1080p. Les performances dans un smartphone commercialisé seront surement moins bonnes puisque le constructeur devra faire attention à la température et la consommation, mais il est clair que le Snapdragon n’a pas à rougir de la concurrence.

Il ne devance pas ou prou le A8X et le Tegra K1, ce qui signifie que l’on ne verra probablement pas des tablettes de jeu utilisant ce SoC, mais cela ne semble pas être le marché de prédilection de Qualcomm qui parle principalement de jeux sur smartphone et surtout de 4K mobile en H.265. Les démonstrations 4K étaient fluides, ce qui nous fait dire que Qualcomm a beaucoup travaillé sur son moteur de décodage/encodage optimisé pour le H.265 et il en a clairement plus parlé que des performances 3D brutes. La firme semble donc vouloir positionner sa puce dans les smartphones haut de gamme destinés à des jeux sur le Google Play Store et à la lecture de vidéos 4K.

Alors, ça chauffe ?

Nous ne pouvons pas terminer cette section sur les benchmarks sans parler de la température de la puce, parce que c’est un sujet qui revient vraiment beaucoup. Nous n’avons pas eu accès à une carte dévoilant la puce. Nous n’avons donc pas pu utiliser une sonde sur le packaging et les châssis des systèmes de développement sont nettement trop gros pour être représentatifs d’une utilisation par le grand public. Nous n’avons donc pas de mesure indépendante permettant de nous faire un avis sur la question.

Qualcomm a abordé ce problème au cours de sa présentation via quelques diapositives. Nous en retiendrons deux. La première montrait la température d’un terminal utilisant un processeur Snapdragon 800 faisant tourner le jeu Asphalt 8 à 30 images par seconde et atteignant les 45 °C au bout de 20 minutes comparativement à un terminal Snapdragon 810 qui dépassait à peine les 40 °C sous le même jeu après 30 minutes d’utilisation.

Le problème est que cette comparaison est limitée par le fait que le GPU du nouveau SoC est plus performant et qu’il utilisera donc moins de ressource pour obtenir un même nombre d’images par seconde que le Snapdragon 800. Nous n’avons pas vu de benchmark montrant la température du SoC lors d’un stress test, par exemple.

L’autre diapositive montre que Qualcomm cherche à se concentrer sur la température au châssis et non à la puce en affirmant que la coque d’un smartphone utilisant son nouveau SoC ne devrait pas monter au-dessus des 45 °C lorsque l’on joue à des jeux au niveau de détail élevé. 45 °C sur un châssis nous semble tout de même assez haut et peu confortable.

Conclusions

Le QG de Qualcomm

Durant notre temps avec Qualcomm, nous avons quelquefois perçu une certaine frustration des dirigeants de la société lorsqu’ils devaient répondre pour la énième fois aux rumeurs qui ont monopolisé les discussions autour de la puce et nous comprenons aujourd’hui pourquoi. Elles semblent aujourd’hui sans fondement et détournent l’attention de ce que peut faire la nouvelle plateforme du constructeur. Snapdragon 810 est une plateforme haut de gamme dans la même lignée des précédentes qui ont fait le succès de Qualcomm et il ne fait aucun doute que de nombreux fabricants devraient en profiter en 2015.

Le Snapdragon 810 que nous avons testé est-il une nouvelle révision magique, qui résoudrait tous les problèmes et qui ne serait offerte qu’à certains fabricants, comme on a pu le lire sur la Toile ces dernières semaines ? Non et l’idée est ridicule. Les fabricants révisent leur design constamment pour offrir des optimisations mineures ou améliorer les rendements sur la chaîne de production, mais l’idée d’une nouvelle révision résolvant tout à la dernière seconde est assez comique et nous avons eu la confirmation que tous les fabricants utilisaient la même puce.

Le Snapdragon 810 a-t-il un problème de mémoire ? Non et nos benchmarks montrent que les résultats sont tout à fait normaux pour une puce haut de gamme. Certains prototypes qui avaient filtré sur la toile il y a quelque temps avaient un bus mémoire fonctionnant à 50 % de sa fréquence, ce qui est aussi classique dans ce domaine. Les fabricants sortent de nombreux prototypes bridés pour optimiser l’architecture ou les chaînes de fabrication, mais rien n’indique que c’est le cas aujourd’hui.

Le Snapdragon a-t-il eu posé des problèmes et défis lors de son développement ? Sans aucun doute, mais les fondeurs et fabricants n’embauchent pas des ingénieurs hyperqualifiés, ils ne dépensent pas des milliards de dollars en recherche et développement et ils ne passent pas des années sur un design parce que la fabrication d’un SoC est facile. Rien dans nos tests ne nous a donné l’impression d’avoir une puce bâclée ou qui n’était pas prête à être commercialisée. Les benchmarks se sont lancés sans problème et l’ensemble était stable et performant.

Le Snapdragon surchauffe-t-il ? Il nous est impossible de répondre avec certitude, parce que nous n’avons pas de données concrètes ou de mesures précises. Qualcomm a tenté de montrer qu’il ne devrait pas y avoir de problème en conditions normales d’utilisation. Néanmoins, s’il y a quelque chose que nous aimons bien tester, ce sont les conditions anormales, les stress tests et les fois où il est possible de repousser la puce dans ses derniers retranchements. Or, en conditions extrêmes, ne ne savons pas à quelle température montera la puce. Nous devrions avoir plus d’informations lorsque plusieurs fabricants sortiront leurs modèles.

En général, les dernières rumeurs ont dû être d’autant plus frustrantes que la plateforme Snapdragron 810 a un potentiel intéressant avec des technologies qui auront un impact immédiat et d’autres qui préparent l’avenir. Il ne fait aucun doute que les possesseurs d’un terminal MU-MIMO, WiGig, LTE Cat. 9 et 4K seront ravis de ce qu’ils pourront faire avec dans un ou deux ans lorsque ces technologies seront plus populaires. LG et Xiaomi ont déjà présenté leurs modèles haut de gamme utilisant le MSM8994. Sony, Motorola Mobility, Oppo et Microsoft devraient leur emboîter le pas. Il semblerait que Samsung prépare la sortie en grande pompe de son Exynos 7420 sur ses terminaux phares cette année. Nous avons encore très peu d’informations officielles dessus, mais il ne fait aucun que le Coréen n’aura pas la tâche facile face à la plateforme californienne qui est digne du haut de gamme.