Der Showdown: Qualcomm Snapdragon 810 vs. Mediatek Helio X10 (MT6795)

"Mediatek? Ach das sind doch die mit diesen langsamen Billig-Chipsätzen!", das ist die Aussage, welche man vor knapp einem Jahr (durchaus zurecht) zu hören bekam, wenn man den Fabless Chiphersteller aus Taiwan angesprochen hat. Qualcomm war damals das Maß aller Dinge, der heilige Gral der Smartphone-Welt, Mediatek nur der Außenseiter mit dem man nur im Notfall etwas zu tun haben wollte. Doch das Blatt hat sich geändert.

Vom Nieschen-Chiphersteller hat sich Mediatek mittlerweile zu einer ernsthaften Konkurrenz gewandelt, auch für Qualcomm. Mittlerweile hat das Unternehmen sehr deutliche Ambitionen, auch in den Markt der high-end Smartphones vorzustoßen. Und das bleibt ganz offensichtlich nicht nur eine leere Drohung, sondern man tut tatsächlich das Beste um so schnell wie möglich Marktanteile zu kassieren. Bisher gelingt das auch ganz gut, denn immer mehr namhafte Hersteller setzen nun auf Chips von Mediatek. HTC zum Beispiel, aber auch Sony. Selbst Unternehmen mit einer offen kommunizierten Abneigung gegenüber Mediatek, haben es sich mittlerweile anders überlegt und setzen fast ausnahmslos auf Mediatek Chips - ein ganz dickes Beispiel dafür ist Meizu.

Doch fallen hier gerade alle auf eine Marketing Masche herein? Hat sich Mediatek wirklich gewandelt oder ist das alles mehr Schein als Sein? Nun, diese Frage lässt sich wohl mit einem ganz klaren Ja beantworten, ja im Sinne von sie haben sich tatsächlich gewandelt. Jeder der schon seit längerer Zeit ausnahmslos auf Mediatek Chips gesetzt hat und dann mit dem MT6595 oder aber einem der neuen 64-Bit Chips in Kontakt kam, wird das bestätigen können. Vor allem mit den 64-Bit Chips gab es urplötzlich eine enorme Steigerung der Performance und Energieeffizienz. Mittlerweile sind sich da so ziemlich alle einig: Auf dem 64-Bit Markt hat Mediatek derzeit die Nase vor Qualcomm. Der Snapdragon 615 ist langsamer und energiehungriger als der MT6752, und selbiges gilt auch wenn man den Vergleich zwischen MT6732 und Snapdragon 410 zieht. Nicht nur in den Benchmarks liegen die Taiwaner deutlich vor Qualcomm, auch in der Alltagsperformance.

Doch Moment, um all das soll es hier eigentlich gar nicht gehen. Vielmehr um einen äußerst interessanten vergleich zwischen den beiden Flaggschiffen der Unternehmen, dem Snapdragon 810 und dem Mediatek Helio X10 alias MT6795. Warum? Nun, nach Ansicht mancher (und ich teile diese Meinung mittlerweile) hat sich Qualcomm endgültig (zumindest temporär) ins Abseits geschossen als sie mit dem Snapdragon 810 auf dem Markt auftauchen. Auch wenn Qualcomm dies offiziell dementiert, so liest man doch immer und immer wieder von Problemen bezüglich der Abwärme des Chipsatzes. Doch warum lesen, wenn man testen kann? Und genau das habe ich während der vergangenen Tage ausgiebig getan.

Hitzeprobleme? Nein! Performanceprobleme? Ja!

Zunächst einmal muss ich eines ganz klar dementieren: Nein, der Snapdragon 810 hat keine Hitzeprobleme. Aber halt, bevor jetzt hier irgendjemand in Freudentränen ausbricht, die Geschichte hat einen dicken Haken! Der Snapdragon 810 hat nämlich nur keine Hitzeprobleme, da Qualcomm dies mit einem schmutzigen Trick verhindert. Wie? Ganz einfach: Die Leistung wird gedrosselt, und zwar nicht in einem Ausmaß das man von anderen Chips her zu genüge kennt und das absolut vertretbar ist, sondern so richtig. Sehr schön deutlich wird das, wenn man die selben Benchmarks unter kontrollierten Bedingungen immer und immer wieder durchlaufen lässt. So habe auch ich es für meinen Test gemacht. Als Testgerät für den Snapdragon 810 hat das Xiaomi Mi Note Pro herhalten müssen. Den Mediatek Helio X10 hat das LeTV One gestellt.

Zunächst einmal möchte ich genau erklären wie die Tests durchgeführt wurden. Beide Testgeräte wurden auf einem Schreibtisch aus Holz platziert. Die Oberflächentemperatur betrug 19°C. Die Smartphones wurden beide auf 100% geladen und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Bei beiden Geräten wurde die Displayhelligkeit auf 50% reduziert und es liefen keine Applikationen im Hintergrund. Bis auf die Benchmark Apps wurden keine Apps installiert. Die Benchmarks wurden jeweils 20 mal hintereinander ausgeführt. Zwischen den einzelnen Tests lag eine Pause von 10 Sekunden. Somit ist also sichergestellt, dass beide Geräte unter gleichen Bedingungen getestet wurden.

Zunächst sehen wir uns einmal die Ergebnisse vom Mediatek Helio X10 an:

Anschließend die Ergebnisse des Snapdragon 810 im Xiaomi Mi Note Pro:

Vergleicht man diese Benchmarks untereinander, dann wird ganz schnell deutlich, dass der Snapdragon 810 binnen kürzester Zeit stark an Performance verliert und deshalb massiv in der Bewertung einbricht. Dies zieht sich wie ein roter Faden durch alle Benchmarks, außer diejenigen, welche lediglich die GPU testen. Besonders schockierend ist hierbei, dass der Chip teils unter die Benchmark Ergebnisse eines Snapdragon 801 bricht, und sogar von einem Mediatek MT6752 geschlagen wird, was wohl kaum jemand erwartet hätte, auch nicht ein "die-hard Mediatek Fan". Im direkten Vergleich mit dem Mediatek Helio X10 wird ganz schnell deutlich, wer hier nach einer Weile Betriebsdauer die Nase vorne hat. Hier sinkt die Leistung zwar auch ab, jedoch nur minimal. Im Alltag wird das keinen merkbaren Unterschied machen.

Nun stellt sich natürlich die Frage woran das liegt. Um diese Frage zu beantworten, müssen noch einige weitere Tests gemacht werden. Diese Tests habe ich auf beiden Smartphones wieder im gleichen Testaufbau durchgeführt. Diesmal wurde der Antutu Benchmark abermals 20-mal ausgeführt, allerdings mit dem Unterschied, dass während dem Benchmark die maximale Taktfrequenz, die maximale Anzahl der aktiven Kerne und nach jedem Durchlauf die Temperatur geloggt wurde. Stellt man nun diese ermittelten Werte in einem Diagram dar, so erkennt man hier schnell eine Relation.

Mediatek Helio X10

Qualcomm Snapdragon 810

Die Unterschiede liegen beim Prozessormanagement!

Ein Prozessor benötigt ein anständiges Management. Das gilt gerade für Multicore-Prozessoren, denn Software nutzt diese Chips nicht optimal aus. Um also durch eine Multicore Architektur einen Vorteil zu erlangen, muss eine extra Software sich darum kümmern, dass Prozessor intelligent auf die Kerne aufgeteilt werden und diese Kerne immer mit dem richtigen Takt laufen um ein optimales Verhältnis aus Leistung, Effizienz und geringer Abwärme zu erreichen. Bei Mediatek Chipsätzen kümmert sich Core Pilot darum, im Fall des Helio X10 in der Version 2.0. Und bei Qualcomm? Um ehrlich zu sein habe ich keine Ahnung. Offensichtlich ist deren Lösung nicht einmal annähernd so genial, als dass es eine Erwähnung wert wäre, denn anders als Mediatek habe ich Qualcomm noch nie Werbung für das eigene Prozessormanagement machen sehen. Zufall? Mit Nichten, denn im Hause Qualcomm scheint man sich einen Dreck um das Prozessormanagement zu scheren. Dies wird beim Blick auf die obigen Diagramme recht deutlich sichtbar.

Fangen wir einmal beim Mediatek Helio X10 (MT6795) an, welcher offensichtlich alles richtig macht. Ist euch schon einmal aufgefallen, dass Mediatek Chipsätze in den ersten 1 - 2 Durchläufen eines Benchmarks oft eine niedrigere Punktzahl haben als beim darauf folgenden Test? Der Grund dafür wurde bei diesem Test klar. Der Chip läuft erst einmal nur mit 6 Rechenkernen um auszutesten, wie sich die Temperatur des Chips entwickelt. Diese Lösung ist so einfach wie genial, denn so kalibriert sich Core Pilot quasi auf die Temperaturverhältnisse. Die Außentemperatur hat natürlich auch eine Auswirkung auf die Temperatur des Chips, aber eben diese Außentemperatur kennt Core Pilot nicht. Erst nachdem sich Core Pilot über die Temperaturverhältnisse im Klaren ist, wird der Chip "volle Möhre" angefahren. Der Chip läuft nun eine ganze Weile mit bis zu 8 Kernen Kernen, da der Antutu Benchmark diese im Multitasking-Test anfordert. Bei den meisten anderen Antutu-Tests läuft der Chipsatz mit um die 4 Kerne, in den Grafiktests sogar nur mit 1 bis 2 Kernen. Dies geht natürlich aus dem obigen Diagramm nicht hervor, ist aber interessant zu wissen.

Erst beim 6. Antutu Benchmark in Folge entscheidet sich Core Pilot die Temperatur wieder etwas zu verringern, denn mittlerweile ist diese auf 50°C angestiegen. Im nächsten Durchlauf lief der Chip dann nur noch mit maximal 7 Kernen, allerdings weiterhin mit dem vollen Takt. Diese Maßnahme reduzierte die Temperatur dann wieder auf 48°C, woraufhin der Chip im nächsten Multicore Test wieder alle 8 Kerne zuschaltete. Dieser Zustand hielt dann für 2 weitere Antutu Durchläufe an. Die Chip Temperatur betrug zu diesem Zeitpunkt wieder 52°C, was das bisherige Maximum darstellt. Nun entschied sich Core Pilot, dass es an der Zeit ist eine etwas größere Temperaturreserve anzulegen, um später wieder mehr Leistung bereitstellen zu können. Deshalb wurden beim nächsten Test nur noch maximal 6 CPU Kerne angesprochen. Dank dieser Maßnahme sank die Temperatur wieder auf 45°C ab, woraufhin der nächste Benchmark wieder mit einem maximum von 8 Kernen durchlief. Dies hob die Temperatur dann wieder auf 47°C an, was - warum auch immer - Grund genug für Core Pilot war um erstmals den CPU Takt zu senken. Hier gab es dann eine Reduzierung von 1950MHz auf 1781MHz, allerdings wurden weiterhin bei bedarf alle 8 Kerne angesprochen. Nach diesem Durchlauf lag die Temperatur dann wieder bei 44°C. Dennoch, Core Pilot gab sich an dieser Stelle noch immer nicht zufrieden und verringerte den Takt im folgenden Durchlauf abermals auf 1625MHz, die Anzahl der aktiven Kerne blieb weiterhin stabil. Durch diese Maßnahme sank die Temperatur nach diesem Durchlauf auf 40°C ab. Ab dann wurde der Chip stufenweise wieder voll angefahren, zunächst mit 6 Kernen, dann mit 8 Kernen.

Werfen wir nun einen Blick auf den Snapdragon 810!

Das Diagramm ist hier etwas umfangreicher, denn im Gegensatz zum Mediatek Helio X10 besteht der Snapdragon 810 nicht aus 8 Kernen der gleichen Architektur. Vielmehr handelt es sich um einen Chip der aus vier A53 Kernen und vier A57 Kernen besteht. Die A57 Kerne sind sehr leistungsfähig, erzeugen aber auch viel Abwärme und ziehen extrem viel Strom. Was gleich zu Beginn deutlich wird (nicht im Diagramm ersichtlich) ist, dass Qualcomm den Chip nicht Energieeffizient betreibt (so wie das schon beim Snapdragon 615 der Fall war). Im Gegensatz zum Helio X10 laufen hier schon im Idle Betrieb bis zu 6 Kerne, meistens jedoch 2 A53 und 2 A57 Kerne. Beim Helio X10 laufen 1 - 2 CPU Kerne im Idle Betrieb, nie mehr. Auch wenn man Apps öffnet wird ein deutlicher Unterschied sichtbar. Beim starten von Antutu fährt der Snapdragon 810 alle Kerne sofort voll an, während beim Helio X10 nur 3 Kerne anspringen, zwei davon mit Maximaltakt, der andere mit nur knapp 1GHz. Das ist schon einmal sehr interessant und ein Faktor der zum im eigentlichen Test sichtbaren Phänomen beiträgt.

Und damit wären wir schon beim Thema: Wie verliefen die Antutu Tests hier? Nun, relativ stupide fährt der Snapdragon 810 hier erstmal alle Rechenkerne voll an. Fast während des gesamten Benchmarks waren alle Kerne des Chips aktiv, und das auch noch mit dem maximalen Takt, sprich 1555MHz für die A53 Kerne und 1958MHz für die A57 Kerne. Binnen drei Benchmarks stieg dadurch die Temperatur von 40°C nach dem ersten Test auf 54°C an. Hier reagierte der Chip dann auch das erste mal auf die veränderten Umstände. Resultat, der 8. Kern wurde abgeschaltet, ein A57 Kern. Am Takt wurde aber vorerst nichts geändert. Leider brachte dies keine Veränderung der Temperatur, da die A57 Kerne weiterhin genug Abwärme erzeugten um den Chip noch wärmer werden zu lassen. Die Temperatur stieg auf 58°C an, worauf im folgenden Test die Frequenz der A57 Kerne auf 864MHz abgesenkt wurde. Die Temperatur stieg trotzdem weiter an und lag nun bei 60°C. Im nächsten Durchlauf reagierte der Chip nun mit Abschaltung eines weiteren A57 Kerns. Nun waren also noch vier A53 Kerne mit 1555MHz und zwei A57 Kerne mit 864MHz in Betrieb. Die Temperatur stieg aber trotzdem noch weiter an und erreichte in den folgenden Tests 62°C und 64°C. Darauf reagierte der Chipsatz abermals mit einem A57 Kern weniger. Nun war also nur noch 1 A57 Kern mit 864MHz aktiv. Ratet mal... richtig! Die Temperatur stieg weiter. In den folgenden 5 Tests stieg die Temperatur langsam aber sicher auf 69°C an, ohne dass sich der Chip darum zu kümmern schien. Erst beim folgenden Test wurde eine neue Maßnahme aktiv. Hier wurden nun endgültig alle A57 Kerne deaktiviert. Ab diesem Punkt lag die Punktzahl in Antutu bei rund 39.000 Punkten, denn nun stellt der Chip nichts anderes mehr da als einen Quad-Core A53 Prozessor mit einer sehr leistungsfähigen GPU. Man könnte den Zustand quasi "MT6732 on steroids" nennen. Fakt ist aber, dass der Chip leistungstechnisch nun unter dem Snapdragon 801 liegt und sogar von einem MT6752 abseits der GPU Leistung geschlagen wird. Und ja, diesen Umstand bemerkt man tatsächlich auch im Alltag und nicht nur in Extrem-Tests wie diesem hier.

Aber weiter geht es mit dem eigentlichen Thema, wie verlief die Temperatur nun? Tatsächlich sank die Temperatur nun wieder, als alle A57 Kerne deaktiviert wurden.  In den 3 folgenden Benchmark Durchläufen erreichte die Temperatur wieder 66°C, woraufhin für einen Durchlauf wieder ein A57 Kern auf 864MHz zugeschaltet wurde. Dies lies die Temperatur wieder auf 68°C ansteigen, woraufhin wieder alle A57 Kerne inaktiv wurden. Daran änderte sich dann auch während der nächsten Tests nichts mehr.

Was lernen wir daraus?

Ganz klar, im jetzigen Zustand ist der Mediatek Helio X10 in der Praxis eindeutig der leistungsfähigere Chip und liegt meilenweit vor dem Snapdragon 810, auch wenn die Theorie etwas anderes sagt. Dieses kleine Experiment ist quasi der beste Beweis dafür, dass dieser "Performance Fetisch" heutiger Smartphone Nutzer und mancher Chip Hersteller absolut fehl am Platz ist. Sind wir einmal ganz ehrlich: Der Snapdragon 810 ist ein Performance-Monster, allerdings nur mit ordentlicher Kühlung, sprich Ventilator. Aber was bringt uns das? Nichts! Es ist letztenendes ein Prozessor, welcher für Smartphones konzipiert wurde. Aber was nützt einem solch ein Chip, wenn man ihn im Zielgerät nicht gekühlt bekommt (und Xiaomi hat im Mi Note Pro wirklich gute Arbeit geleistet)?! Genau das ist der Grund, warum Mediatek gerade den absolut richtigen Weg geht. Es ist eben besser theoretisch weniger Leistung zu bieten, welche man aber auch gekühlt bekommt und unterm Strich dann eben doch mehr Leistung zur Verfügung zu haben.

Das ist aber noch nicht alles. Auch ein Qualcomm Snapdragon 810 könnte DEUTLICH mehr Leistung bringen (auch auf Dauer), wenn Qualcomm endlich einmal am Prozessor-Management arbeiten würde. Der Chip selbst ist nämlich kein Fehldesign, eher die Verwaltung. Würde Qualcomm mal die Kerne effizienter bezüglich Anzahl der aktiven Kerne und deren Takt verwalten, dann würde der Chip deutlich weniger warm werden und noch dazu weniger Energie verbrauchen. Nach 20 Antutu Tests war der Akku im Xiaomi Mi Note Pro (3.090mAh) nämlich auf 5% abgesunken, während das LeTV One (3.000mAh) nach 20 Tests immer noch 40% hatte - und das trotz einer durchgehend höheren Rechenleistung. Weiterhin sollte sich Qualcomm mal einen Trick von Mediatek absehen. Mediatek hält sich nämlich gerne mal Kerne auf Reserve frei, um im Falle von einzelnen Kernen die zu warm geworden sind eine Reserve auf Lager zu haben, auf welche man dann die Tasks der heiß gelaufenen Kerne schieben kann. Im Klartext sieht das z.B. so aus:

Core #1: Active (49°C)
Core #2: Active (49°C)
Core #3: Disabled
Core #4: Disabled
Core #5: Active (37°C)
Core #6: Active (41°C)
Core #7: Active (36°C)
Core #8: Active (43°C)

In diesem Beispiel sind die Kerne 1 und 2 etwas zu warm und könnten mal etwas entlastet werden. Das würde dann so aussehen:

Core #1: Disabled
Core #2: Disabled
Core #3: Active (30°C)
Core #4: Active (30°C)
Core #5: Active (37°C)
Core #6: Active (41°C)
Core #7: Active (36°C)
Core #8: Active (43°C)

Insgesamt erreicht man so ebenfalls eine etwas niedrigere Chip Temperatur, aber auch eine gleichmäßigere Erwärmung, was wiederum der Wärmeabfuhr zugute kommt. Ja, all das hat geringe Auswirkungen, aber in der Summe bringt es eben doch was, wie man an den aktuellen MTK Chipsätzen sehr gut erkennen kann. Temperaturtechnisch ist das was Mediatek hier macht eine echte Gratwanderung, aber dank des hervorragenden "Gleichgewichtssinns" von Core Pilot gelingt diese erstaunlich gut. Qualcomm muss jetzt zusehen, dass man in die Pötte kommt und eine ähnliche Technologie an den Start bringt. Die Zukunft besteht nicht aus Chips mit der größten potentiell erreichbaren Performance, sondern aus Chips welche extrem effizient ausgenutzt werden können. Und hier ist Mediatek im Moment auf der Überholspur.