Si rinnova anche nel 2021 la partita tra Qualcomm e Samsung sui processori. In redazione abbiamo già provato diversi smartphone con i SoC top di gamma delle due case ma oggi abbiamo deciso di fare di più, ci siamo procurati due Galaxy S21 Ultra, uno europeo e uno USA che si differenziano per la piattaforma hardware adottata: rispettivamente Exynos 2100 di Samsung e Snapdragon 888 di Qualcomm. Stesso smartphone, stesse condizioni di test e risultati tutti da scoprire.

Molti di voi conosceranno l’annosa questione sui processori dei top di gamma Samsung: in alcune parti del mondo vengono commercializzati con a bordo i SoC americani, in altre con SoC fatti in casa dalla divisione che produce gli Exynos.

Di per sé non sarebbe un problema, se non fosse che negli ultimi anni puntualmente le piattaforme hardware di Qualcomm si sono dimostrate superiori. Ad esempio si è fatto un gran parlare di Exynos 990 e Snapdragon 865, 12 mesi fa anche noi abbiamo realizzato uno speciale in cui era emersa chiaramente la superiorità a tutto campo dello Snapdragon, dalle prestazioni all’autonomia, passando per qualità delle foto e comparto telefonico.

2021 significa nuova generazione e nuova sfida, pare che Samsung abbia fatto un grosso salto in avanti e il buon comportamento che abbiamo riscontrato nelle recensioni dei Galaxy S21 ne dà testimonianza, ma cosa ci può dire un confronto diretto con la variante Snapdragon? Scopriamolo.

A livello tecnico Snapdragon 888 e Exynos 2100 sono molto simili, architettura e processo produttivo sono i medesimi, cambia la personalizzazione che viene fatta sui singoli core da Samsung e Qualcomm, diversa la GPU e cambia chiaramente tutta la parte software di controllo.

L’architettura è la stessa con il core Corex-X1 ad alte prestazioni e processo produttivo 5nm LPE di Samsung. Come abbiamo già visto in una precedente analisi i 5nm di Samsung riescono grossomodo ad eguagliare i 7nm+ di TSMC con cui era realizzato Snapdragon 865 in termini di consumo energetico.

Questo salto generazionale ha dunque portato benefici più che altro all’Exynos 2100, mentre Snapdragon 888 a livello di consumi rimane più o meno sul livello dello scorso anno.

Un’ultima nota tecnica riguarda la connettività: il modello di S21 Ultra per il mercato europeo è privo di antenne mmWave pur essendo la tecnologia supportata dal modem integrato, al momento ciò non influisce sull’esperienza utente dato che le onde millimetriche del 5G non vengono impiegate nel Vecchio Continente.

Per evitare influenze esterne abbiamo cercato di creare una condizione il più possibile simile per i due S21 Ultra. Ogni benchmark di performance è stato quindi riprodotto più volte, la condizione della batteria era sempre la stessa e i due smartphone sono stati aggiornati e caricati con le stesse applicazioni. Inoltre prima di ogni test è stata liberata la memoria RAM e impostata la modalità aereo con tutte le connessioni disabilitate, oltre che impostata la luminosità al minimo non automatica.

A RIPOSO

Prima di iniziare con i benchmark abbiamo valutato la condizione di riposo dei due smartphone. Con modalità aereo attiva, tutte le connessioni disattivate, memoria libera e dopo 10 minuti da un riavvio i due processori hanno mostrato comportamenti diversi sulla gestione dei core e di conseguenza delle temperature.

• Snapdragon 888: T media di 26 °C
• Exynos 2100: T media di 38 °C

La temperatura media di base maggiore su Exynos è dovuta ad una gestione differente delle frequenze sui core A55 e A78. Qualcomm mantiene una frequenza degli A55 attorno ai 690 MHz lasciando gli A78 quasi sempre sotto i 2 GHz. Exynos invece è più conservativa sugli A55 e adotta uno scaling verso l’alto degli A78 più aggressivo, i 3 core mostrano picchi ravvicinati a 2,6 GHz che è addirittura oltre il limite a cui sono impostati gli stessi core su Snapdragon 888 (2,4 GHz).

In questo caso gli smartphone si trovavano con schermo acceso su un’app per il monitoring delle risorse in foreground e tutte le connessioni disabilitate, una condizione di riposo in cui chiaramente le maggiori temperature e il clock elevato delle frequenze penalizzano Galaxy S21 Ultra con Exynos in termini di autonomia.

L’immagine sopra mostra i risultati di uno stress test di 15 minuti, un algoritmo di simulazione mette sotto torchio il SoC per operazioni classiche che si svolgono ogni giorno. L’andamento dei grafici per i diversi core conferma chiaramente un comportamento molto diverso tra Exynos e Snapdragon, frutto di precise scelte di configurazione. La linea fucsia mostra l’impiego del core X1 ad alte prestazioni, sul SoC di Samsung non viene quasi mai impiegato alla massima frequenza e lentamente i picchi scendono sempre di più, sul Qualcomm invece non ci sono apparenti problematiche di gestione delle temperature se non negli ultimi minuti in cui si vede che la stabilità alla massima frequenza sui core A78 comincia a vacillare.

Antutu è un test a 360 gradi per CPU, GPU, memoria, UX, il punteggio finale è la somma di questi 4 elementi, spesso restituisce risultati contradditori, per questo motivo lo abbiamo sfruttato per monitorare la capacità dei due processori di garantire prestazioni sotto stress prolungato.

I dati interessanti che emergono sono due: il primo è il crollo importante che c’è per entrambi i processori fin dal secondo tentativo, a testimonianza delle difficoltà che hanno i due nuovi SoC nella gestione del calore quando sono spinti al massimo; il secondo aspetto interessante è una leggera superiorità di Exynos dovuta ad una maggiore tolleranza delle temperature prima che intervenga il throttling.

3D Mark è un test specifico per la GPU, molto stressante. Lo abbiamo ripetuto 2 volte e ogni test al suo interno 4 loop di esecuzione. Da questo test otteniamo alcune conferme e altre indicazioni utili.

La prima conferma è la leggera predominanza di Exynos nelle performance di picco, entrambi calano all’aumentare della temperatura in modo progressivo, il fatto però che Exynos scaldi di più porta ad un loop 5 in cui Snapdragon riesce ancora a offrire buone prestazioni mentre il SoC di Samsung crolla. Nei tentativi successivi invece le prestazioni diventano nuovamente allineate.

Questo comportamento è confermato anche dagli ultimi due grafici in cui abbiamo sovrapposto l’andamento di temperatura e fps per entrambi i processori. Da notare come lo Snapdragon riesca sempre a mantenere le performance quasi al massimo per un po’ più di tempo, salvo poi crollare inesorabilmente.

Con PC Mark abbiamo eseguito 3 volte il test Work 2.0 performance, un test particolarmente prolungato che simula un utilizzo normale dello smartphone. Diventa impegnativo per lo smartphone per la durata, non tanto per le richieste computazionali.

Qui si nota chiaramente come i due smartphone siano alla pari nel primo tentativo e ciò riflette anche le nostre considerazioni di utilizzo quotidiano in cui è impossibile notare differenze significative nelle operazioni base di tutti i giorni, al secondo e terzo tentativo però emerge nuovamente la difficoltà del modello Exynos di mantenere basse le temperature e questo porta inevitabilmente ad un calo delle performance offerte. Bene invece il Qualcomm che riesce a rimanere costante quando il carico di lavoro rispecchia la realtà e non viene portato all’estremo.

Geekbench valuta specificatamente le performance di calcolo della CPU in single core e multi core, è un test che possiamo ormai considerare “superato” in quanto eseguito senza particolari difficoltà dai processori di fascia alta anche con tentativi ripetuti. Geekbench allo stesso tempo è un buon parametro per valutare l’efficacia di un processore nel gestire operazioni base o in background, come quelle che si trova ad eseguire lo smartphone nel 90% dei casi di utilizzo quotidiano.

Bene entrambi, Exynos meglio in multicore grazie alle frequenze più elevate, Snapdragon leggermente superiore in single core.

GFX valuta le prestazioni della GPU nel rendering 3D, un test interessante perché mette sotto forte stress tutto il SoC. I primi due test (Aztec) sfruttano le API Vulkan, gli altri due (Manhattan) le API OpenGL ES 3.1.

Come si nota nei primi due test i SoC partono praticamente alla pari, ma già dal secondo tentativo Exynos 2100 manifesta grossi problemi di throttling dal quale non riesce più a riprendersi, anche Snapdragon 888 cala soprattutto nel test Offscreen ma riesce a mantenere prestazioni migliori.

I due test Manhattan sono decisamente esemplificativi del comportamento dei due SoC: Exynos più potente e capace di migliori picchi di prestazioni, ma fragile nella gestione termica, Snapdragon più controllato e costante e alla fine riesce quasi sempre ad avere la meglio.

Abbiamo eseguito Basemark GPU con un rendering alla massima risoluzione e API Vulkan, in questo test lo Snapdragon 888 è superiore, salvo poi allinearsi all’altro SoC al 4 loop, evidentemente per throlling termico.

Chiude la rassegna di test AI benchmark, specifico test che valuta le performance delle NPU. Nel test i processori AI devono riconoscere e catalogare moltissime immagini in sequenza.

L’analisi dei numeri tramite benchmark fa emergere differenze tra i due SoC con una certa evoluzione rispetto allo scorso anno. Come sappiamo però i test raccontano solo una parte della realtà, abbiamo perciò provato a mettere sotto stress i due smartphone in una mezz’ora di gaming per verificare l’andamento delle performance nel lungo periodo.

In realtà non abbiamo un granché da dirvi: entrambi gli smartphone reggono molto bene anche i test prolungati riuscendo a mantenere costante il frame rate e le temperature. 60 fps bloccati sui giochi più pesanti, dettagli al massimo e tutte le opzioni di miglioramento performance attive.

Succede questo perché il livello garantito dalle due piattaforme hardware basta ed avanza per qualunque gioco disponibile per Android attualmente. E’ probabile che con le alte temperature estive qualcosa si possa vedere ma al momento possiamo dire senza alcun dubbio che i giochi non sono un benchmark valido.

Ci siamo lasciati lo scorso anno con uno scenario sconfortante per Exynos, nel 2021 però le cose sono molto cambiate e finalmente siamo di fronte a due prodotti con autonomia paragonabile.

Con utilizzo normale giornaliero è impossibile notare differenze significative tra i due modelli, al di là di qualche punto percentuale completamente trascurabile in quanto dettato da casualità e da scenari di utilizzo leggermente diversi.

Abbiamo tuttavia realizzato un test empirico con stress test seguito da registrazione di alcune foto e video, riproduzione di video e gaming, standby e ancora stress test per portare la batteria circa al 10% e i due smartphone hanno mostrato un comportamento simile ma non uguale. Ancora una volta il dispositivo con Qualcomm è riuscito ad avere qualche punto in più, il 6% di batteria con una forbice destinata ad allargarsi leggermente scendendo fino allo zero.

Ma come interpretare questo risultato? Sottoporre lo smartphone ad un continuo stress test non rappresenta l’utilizzo tipico che si fa del dispositivo, fatto più di piccole operazioni e continui on/off che di prolungate sessioni con richieste computazionali importanti. In questo scenario, come anche evidenziano i benchmark, Exynos 2100 spinge di più sull’acceleratore delle frequenze, scalda sensibilmente di più a livello di CPU e batteria e inevitabilmente consuma un po’ più energia, non tanto ma quanto basta per raggiungere un 7-8% di autonomia in meno a batteria scarica.

Per questo motivo in un’ipotetica prolungata sessione di stress test sicuramente il divario tra i due smartphone sarebbe maggiore, mentre ritornando ad una condizione affine alla realtà le performance di durata diventano praticamente le stesse. Il risultato dimostra chiaramente come i test “di laboratorio” per l’autonomia possano dare solo un’indicazione di massima di ciò che può fare uno smartphone e contestualmente come la valutazione personale del recensore rimanga prioritaria e indispensabile.

L’hardware fotografico è chiaramente lo stesso sui due smartphone, cambia però il sistema ISP che va ad incidere su come i dati provenienti dai sensori vengono elaborati per ricreare l’immagine.

Come si può notare nella prima galleria ci sono alcune differenze nella gestione del colore e dell’esposizione, in particolare sulle ombre. Snapdragon 888 tende ad appiattire le ombre rendendo le immagini più “luminose” globalmente, c’è anche più dettaglio e meno riduzione del rumore, lo stesso ISP tende anche a rendere le foto più sature contrariamente a quel che ci saremmo aspettati. Nella galleria seguente inseriamo i crop delle immagini più interessanti.

Consigliamo di scaricare le immagini a risoluzione originale al seguente link per evitare di incappare in errori di valutazioni dovuti alla compressione delle immagini sul nostro sito.

Ci sono alcune differenze teoriche tra i due modem, più che altro in termini di massima velocità di download/upload in 5G. Per quanto riguarda il nostro test rimarrà tuttavia una differenza virtuale in quanto con le infrastrutture attuali è impossibile portare al limite i due smartphone.

Per quanto riguarda ricezione e velocità realmente misurate non abbiamo riscontrato nulla di significativo.

Come interpretare i grafici: RSSI è la potenza del segnale ricevuto complessivo in banda, si misura in dB negativi, più il valore è vicino allo zero e più il segnale è forte. RSRP potenza del segnale di riferimento ricevuto, è il segnale utile privato del rumore, espresso come RSSI in dB negativi. RSRQ qualità del segnale di riferimento ricevuto, si misura ancora una volta in dB negativi, più il valore è vicino allo zero e meglio è (le barrette devono essere basse).

Dal nostro confronto completo tra Snapdragon 888 e Exynos 2100 emergono diversi dati interessanti. Innanzi tutto Samsung è riuscita a colmare il gap importante che era presente lo scorso anno con un processore capace di giocarsela alla pari con Snapdragon 888, le differenze che permangono sono dovute più che altro ad un diverso setting delle frequenze e delle tolleranze sulle temperature.

Ciò non dipende necessariamente dai processori ma può essere semplicemente frutto di scelte differenti nella messa a punto da parte di Samsung stessa nei modelli con Exynos e Snapdragon.

• Exynos 2100 sale più in alto nelle frequenze, scalda notevolmente di più a livello di CPU e ha un calo delle prestazioni al salire delle temperature repentino e costante.
• Snapdragon 888 riesce a mantenere buone prestazioni per più tempo, salvo poi incorrere in cali drastici quando le temperature salgono sopra un certo livello, rispetto all’Exynos il throlling arriva a temperature più basse ma questo gli consente di raffreddarsi velocemente per tornare ad esprimere il massimo.

Nelle prestazioni di picco partendo da una condizione di riposo Exynos 2100 ha qualcosa in più, la situazione si inverte immediatamente dopo pochi minuti se la richiesta di risorse continua. Infine se lo stress perdura i due SoC si livellano ma con il Qualcomm che rimane sempre leggermente più fresco riuscendo a ritornare rapidamente performante.

A ciò va aggiunto il discorso autonomia che per forza di cose è leggermente superiore sul Galaxy S21 Ultra Snapdragon, specialmente nelle giornate più intense si riescono ad accumulare dai 6 ai 9 punti percentuale in più rispetto al modello europeo.

Infine le fotocamere, dove i sistemi di elaborazione dell’immagine di Qualcomm permettono di ottenere un miglior livello di dettaglio in condizioni di luminosità non ottimale.

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(aggiornamento del 15 aprile 2021, ore 02:04)