Samsung Galaxy S9 batteriproblem, förklarade: Exynos vs. Lejongap

Nya telefoner borde ha bättre batteritid än sina föregångare. Det är en given, och en del av den outtalade regeln om teknisk utveckling. Och ändå har det under de senaste åren inte varit självklart. Längs vägen har vi sett blips - Snapdragon 810, någon? - på väg till större effektivitet.

I år är den skyldige Samsungs Exynos 9810, det ultrasnabba chipet som levereras med alla Galaxy S9 och S9 + enheter utanför USA Samsungs nya anpassade M3-kärnor inuti telefonen är klockade extremt höga, upp till 2,7 GHz när endast en av de fyra prestandakärnorna är inkopplad, och det enligt en utmärkt översikt av AnandTech, ramper upp spänningen (och värmeeffekten), vilket får det att krossa genom Galaxy S9s batteri som en tvättbjörn genom sopor.

Tekniskt sett finns det inget överraskande med detta - Exynos 9810: s M3-kärnor är extremt kraftfulla och ger Qualcomms egna Kryo-kärnor med stor marginal i syntetiska tester som Geekbench. Men Samsung verkar ha misslyckats med uppgiften att balansera verklig prestanda med enhetens livslängd och givet Androids skalbarhet, sådana teoretiska prestandafördelar bärs inte alltid ut i det dagliga uppgifter.

Med andra ord ser det ut som att Exynos 9810 är en batteridud. Här är vad AnandTechs Andrei Frumusanu var tvungen att säga om chipet:

I ett vakuum kunde Exynos 9810 ses som en bra förbättring jämfört med Exynos 8895. Men Samsung LSI tävlar inte bara mot sig själv och itererar på sina produkter, utan måste också konkurrera mot ARMs ständigt utvecklade erbjudanden. Tyvärr känns det som att S.LSI fortsätter att vara en generation bakom när det gäller effektivitet - A72 slår M1, A73 slår M2 och nu slår A75 M3.

Om du skulle flytta mikroarkitekturerna ett år framåt till Samsungs fördel skulle vi plötsligt ha haft en mycket bättre konkurrenssituation. För närvarande verkar en prestationsfördelning på 17-22% inte värda en 35-58% effektivitetsnackdel tillsammans med 2x högre kiselarealkostnad.

Sammanfattningsvis är det chip som används på majoriteten av världens marknader cirka 20% snabbare än sin föregångare, men i vissa fall över 50% mindre effektivt. Det här är inte heller teoretiskt:

Exynos 9810 Galaxy S9 föll absolut platt i ansiktet i detta test och publicerade de värsta resultaten bland våra spårning av de senaste generationens enheter, som varar 3 timmar mindre än Exynos 8895 Galaxy S8. Det här var så hemskt att jag gjorde testet och ändå resulterade i samma körtid.

Strategianalys, 2018

Separata tester från Strategy Analytics, ett oberoende forskningsföretag baserat i Storbritannien, visar att AnandTechs resultat inte är unika: Exynos Galaxy S9 mätt 25% nackdel med batteriet jämfört med SA: s ledare, den kommande Sony Xperia XZ2 (även om det måste sägas att Sony beställde testa).

Anledningen till Samsungs dåliga visning beror inte på att Exynos 9810 är ett dåligt chip, eller till och med att det till sin natur är strömkrävande; det verkar som om Samsung bara programmerade kärnschemaläggaren dåligt, vilket resulterade i klockhastigheter och spänningsinställningar som inte är lämpliga för uppgiften. Återigen, AnandTech:

När man tittar på kraftkurvorna som är korrelerade med vårt traditionella heltalströmsvirus ser vi att det finns en enorm ökning av energiförbrukningen vid de högre frekvenserna. Att gå från 2,3 GHz till 2,9 GHz skulle faktiskt ha fördubblat energianvändningen, och till och med 2,7 GHz har ett brant kraftpris. Med tanke på att energianvändningen skalas ungefär längs spänningssträckorna, påverkas SoC: s effektivitet av den ökade frekvensen. Den goda nyheten här är att Samsungs effektivitetskurva är ganska brant och linjär, det innebär att säkerhetskopiering av frekvens bör se betydande effektivitetsvinster.

Jag har tittat igenom Samsungs schemaläggare och DVFS-mekanismer som styr växlingen mellan 1/2/3/4 kärnlägen och i allmänhet har jag inte imponerats av implementeringen. Samsung hade använt hot-plugging för att tvinga trådmigrationer mellan kärnorna, vilket är ett ineffektivt sätt att implementera den nödvändiga mekanismen. Schemaläggaren är också inställd extremt konservativt när det gäller att skala upp prestanda, också något vi ser effekterna av i systemets prestanda.

För att (mis) använda en bilanalogi har S9 programmerats för att använda fel kugghjul för uppgiften till hands, brinnande bränsle ibland när bilen kunde kryssa, och puttering tillsammans på en enda cylinder när två eller fler är behövs. Detta kan teoretiskt fixeras med en firmwareuppdatering, men Samsung måste ha utfört omfattande tester av Exynos-baserade S9 innan den skickades till konsumenter, och detta ser riktigt dåligt ut, särskilt när det också levererar amerikanska och kanadensiska modeller med extremt effektiva, helt och hållet förbättrad Snapdragon 845.

I en ny uppsats berättade min iMore-kollega, Rene Ritchie, gjorde en bra poäng om Samsungs delade fokus:

Att ha två kiselmål betyder bara, i motsats till oändlig tid, har du halva tiden att optimera för varje.

Han hänvisar till det faktum att Samsung Electronics bygger samma telefon med system-on-a-chip-komponenter från två företag: Samsung LSI, som arbetar oberoende av moderbolaget, och Qualcomm, som designar Snapdragon 845. Det finns ett antal anledningar till denna uppdelning, och vissa skulle hävda att det är Qualcomms fel att Samsung är i den här positionen alls (du kan komma ikapp med den historien på din egen tid), men verkligheten är att Samsungs uppmärksamhet är delad, och det kanske inte har använt de nödvändiga resurserna för att korrekt optimera den Exynos-utrustade S9 för att uppnå samma kombination av prestanda och batterilivslängd som kunderna förväntar sig.

Man kan också på ett säkert sätt anta att ett företag som Samsung LSI försöker tappa samma typ av magi som Apple har uppnått med sina A-serie marker, som fortfarande dominerar många av samma syntetiska riktmärken som Samsung försöker dominera genom att rampa upp toppen hastigheter. Apples kiselfördel är inte alls så klippt och torrt som många Apple-kunniga skulle vilja presentera det - Androids kiselflexibilitet kräver att man kan skala till prestandanivåer som Apple aldrig har behövt uppnå med iOS - men det är ingen tvekan om att på hög nivå ligger Apples interna kiselteam framför konkurrens. AnandTech igen:

Vad som måste hända med [Samsung] M4 är en mycket större effektivitetsökning för att förbli konkurrenskraftig med ARMs kommande konstruktioner och faktiskt motivera användningen av ett internt CPU-team.

Qualcomm, å andra sidan, verkar ha en annan framgångsrik produkt med Snapdragon 845: den är något snabbare än dess föregångare utan att återgå till effektivitet, så den amerikanska varianten av S9 verkar erbjuda något bättre batteritid än S8. Galaxy-serien har aldrig utmärkt sig i upptid, men det har aldrig funnits en sådan klyfta mellan Samsungs två versioner, tills nu.

Bortsett från de komplicerade tekniska aspekterna av berättelsen är detta inget annat än en dålig nyhetshistoria för Samsung, eftersom det inte vill mer än att få kunderna att tro att de köper samma telefon vart de än råkar leva. Samsung går ur vägen inte för att specificera processorn i Galaxy S9: s marknadsföringoch med goda skäl. Många av Samsungs miljontals kunder kommer att känna till skillnaderna och efterföljande fördelar eller nackdelar med de två SoC-enheterna, men de flesta kommer inte att göra det.

Vad Samsung riskerar är dock att ge en upplevelse som de ovetande ägare anser vara suboptimala, med batteritid mindre än sin senaste generationens produkt, och en gapande massa verkliga batteritidstester mellan USA och resten av världen värld.

Låt oss hoppas att en fix är på väg.

Daniel Bader

Daniel Bader är chefredaktör för Android Central. När han skriver detta, kommer ett berg av gamla Android-telefoner att falla på hans huvud, men hans Great Dane kommer att skydda honom. Han dricker alldeles för mycket kaffe och sover för lite. Han undrar om det finns en korrelation.