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Microsofts ARM-SoC SQ1 + Adreno 685 im Vergleich gegen Intels Core i7-4750HQ + Iris Pro 5200

Aus unserem Forum kommt ein umfangreicher Performance-Test zu Microsofts "Surface Pro X" Convertible-Notebook, welches mit Windows 10 on ARM läuft bzw. reine ARM-Hardware bei CPU und iGPU mitbringt. Alle Software, welche nicht nativ unter ARM64 lauffähig ist, wird deswegen unter einer 32-Bit-Emulation von x86 zu ARM32 ausgeführt, was natürlich immer mit einem gewissen Performance-Verlust verbunden ist. Zudem tritt das Surface Pro X auch nur mit einem 7-Watt-SoC an – was zwar mit das höchste ist, was bei Smartphone-SoCs möglich ist, für das PC-Umfeld jedoch vergleichsweise niedrig erscheint. Trotzdem ist die erbrachte Performance des ARM-Geräts zumindest in Teilen ansprechend, auch wenn zum Vergleich nur ein älteres Intel-Notebook der Haswell-Generation zur Verfügung stand. Jenes ist dann allerdings mit Core i7-4750HQ samt Iris Pro 5200 (inkl. eDRAM) auf 47 Watt TDP an der Spitze dessen, was seinerzeitig im Mobile-Segment möglich war.

Microsoft SQ1 + Adreno 685 Intel Core i7-4750HQ + Iris Pro 5200
CPU-Technik 4C/4T Cortex-A76 @ 3.0 GHz + 4C/4T Cortex-A55 @ 1.8 GHz, 7W TDP 4C/8T Haswell @ 2.0/3.2 GHz, 47W TDP
iGPU-Technik Adreno 685 (~2 TFlops) Iris Pro 5200 (Gen 7.5, 40 EU @ 200/1200 MHz, 0.77 TFlops), 128 MB eDRAM
Speicher 8 GB LPDDR4X/2133, 128 GB M.2-SSD 8 GB DDR3/1600, 256 GB SATA-SSD
Betriebssystem Windows 10 on ARM mit 32-Bit-Emulation für x86-Anwendungen Windows 10 64-Bit (x86)
CPU-Z: Singlethread 12,4 165,1
CPU-Z: Multithread 268,7 766,5
7-Zip 19.00 @ 32-Bit 32-Bit-Emulation:  14555 19708
7-Zip 19.00 @ 64-Bit ARM64:  21314 23311
Spiele-Benchmarks  (60 Games) 72,0% 100%
gemäß den Ausführungen von 'misterh' im 3DCenter-Forum

Jener sicherlich ungleiche Vergleich sollte somit nicht unter dem Blickwinkel gesehen werden, wer gewinnt und wer verliert – sondern wie nahe ein faktischer Smartphone-SoC einem ausgewachsenen Vierkern-Prozessor kommt bzw. wie sich die ARM-Emulation derzeit schlägt. Denn angesichts dessen, das nahezu alle eingesetzte Software durch diese Emulation muß, sind die Ergebnisse ganz vernünftig: Unter CPU-Z hängt der ARM-SoC zwar massiv zurück, unter 7-Zip ist man dem Intel-Vierkerner hingegen schon ganz gut auf den Fersen, gerade wenn man jenes Packprogramm dann unter ARM64 ausführen kann. Die eigentliche Überraschung liegt in den Spiele-Benchmarks, wo die ARM-iGPU "Adreno 685" erstaunlich nahe an die Intel-iGPU "Iris Pro 5200" herankommt: -28% weniger Performance sind ein überaus vernünftiges Resultat, gerade wenn man die sehr unterschiedlichen TDP-Zahlen beider SoCs im Blickfeld behält. Ihre volle Hardware-Power spielt die ARM-iGPU damit natürlich nicht aus, von den Rohdaten her könnte jene doppelt so schnell wie die Intel-iGPU sein – die arg niedrige TDP sowie die ARM-Emulation dürften hierbei jedoch bremsend wirken.

Dabei ist die Iris Pro 5200 Grafiklösung aus heutiger Sicht auch nicht mehr wirklich schnell, selbst wenn jene seinerzeit mit immerhin 40 EU samt extra eDRAM ziemlich spannend war. Gemäß Notebookcheck kann man jene Intel-iGPU auf etwa -15% hinter einer GeForce GT 750M DDR3 einordnen, welche anno 2013 mal mit einem Performance-Index von ~80% eingeschätzt wurde. Umgerechnet auf den 3DCenter FullHD Performance-Index würde das vorliegende ARM-System somit bei ca. ~50% herauskommen, das vorliegende Intel-System bei ca. ~70%. Dies wäre aus heutiger Sicht natürlich einigermaßen außerhalb dessen, wo es interessant wird, sondern nur auf dem Niveau von standardmäßiger integrierter Grafik. Die aktuelle UHD Graphics 630, welche Intel bei vielen seiner Prozessoren verbaut, ist gemäß ihres FireStrike-GPU-Wertes (-13% zur Iris Pro 5200) in etwa bei ca. ~60% einzuordnen, sprich zwischen den beiden hier getesteten Systemen.

(grober) 3DCenter FullHD Performance-Index für Mobile-Beschleuniger
AMD ARM Intel nVidia
Vega 10 (3750H)   ~ 140% Iris Plus G7 (1065G7)   ~140% GeForce MX150 LP   ~140%
Radeon HD 6750 (Desktop)   100%
UHD G1 (1035G1)   ~80%
Iris Pro 5200 (4750HQ)   ~70%
UHD 630 (CFL/CML)   ~60%
Adreno 685 (SQ1)   ~50% HD 530 (SKL)   ~50%
Hinweis: Diese Index-Werte sind nur als grobe Maßgabe zu verstehen, da zu diesem Mobile-Beschleunigern zu wenige Benchmarks und sinnvolle Vergleiche vorliegen.

Erstaunlich ist daneben, dass auf immerhin 68 der insgesamt versuchten 112 Spiele-Benchmarks die ARM-Emulation überhaupt anschlug – was ja nun keine Selbstverständlichkeit ist. Nichtsdestotrotz ist die Erfolgsquote von 61% damit dennoch zu niedrig – zumindest dann, wenn man mit diesen ARM-basierten Notebooks mehr vor hat, als nur Demonstrations-Objekte oder reine Arbeits-Maschinen zu erstellen. Aber für einen Erstversuch ist das ganze schon einmal ganz praktikabel – und wenn man an dieser Stelle die notwendige Optimierungsarbeit vornimmt, dann könnte dies zukünftig durchaus zu einer hohen Erfolgsquote jener ARM-Emulation führen. Nichts zu tun hat dieses Microsoft-Notebooks und dessen Hardware im übrigen mit Apples Vorhaben, zukünftig ganz auf ARM-Prozessoren zu setzen. Microsoft hat sich für sein Surface Pro X faktisch einen (wenn auch bestmöglichen) Standard-Prozessor von Qualcomm (mit etwas höheren Taktraten) ausgesucht, während Apple seit Jahren in stark modifizierte ARM-Hardware investiert hat und dabei schon jetzt ganz andere Performance-Sphären erreicht. Selbige wird man allerdings voraussichtlich nie auf dem PC sehen, da Apple seine Hardware nur exklusiv für sich selber einsetzt.

60 Gaming-Benchmarks:  Microsoft SQ1 + Adreno 685 vs. Intel Core i7-4750HQ + Iris Pro 5200
ARM @ Low Intel @ Low ARM @ High Intel @ High
Afterfall InSanity Low + 1xAF:  50-90 fps 54-65 fps High + 16xAF:  25-40 fps 29-36 fps
Air Conflicts: Secret Wars Low:  85-95 fps 95-118 fps High:  60-70 fps 36-54 fps
AirBuccaneers Low:  35-75 fps 66-117 fps High:  20-35 fps 21-37 fps
Alan Wake Very Low:  30-45 fps 19-37 fps High:  13-21 fps 8-15 fps
BioShock Low:  57-117 fps 55-230 fps High:  24-92 fps 37-136 fps
BioShock 2 Low:  24-73 fps 60-123 fps High:  13-52 fps 37-102 fps
BioShock Infinite Very Low:  7-40 fps 26-146 fps Ultra + DDOF:  3-18 fps 6-15 fps
Blades of Time Very Low:  82-105 fps 73-91 fps High + High-AA/16xAF:  43-60 fps 36-44 fps
Book of Demons 140-190 fps 133-267 fps
Brütal Legend FXAA/Shadows/DoF/AF off:  43-62 fps 47-80 fps FXAA/Shadows/DoF/AF on:  31-47 fps 36-53 fps
Counter-Strike Source (Dust2) Low:  115-150 fps 272-405 fps High + 4xAA/16xAF:  90-136 fps 58-84 fps
Darksiders II Low:  29-44 fps 35-44 fps High + AA/Shadows max:  13-16 fps 15-20 fps
Dead Space Low:  29-46 fps 62-80 fps High:  23-37 fps 47-59 fps
Devil May Cry Low:  46-63 fps 54-66 fps Ultra:  36-45 fps 34-43 fps
Diablo 3 (Fields of Misery) Low:  25-47 fps 42-54 fps High + Fullscreen-AA/SSAO:  17-32 fps 26-32 fps
Duke Nukem Forever Low:  31-70 fps 66-114 fps Ultra + FXAA:  25-47 fps 37-54 fps
F.E.A.R. Low:  33-41 fps 53-64 fps Max + 4xAA/16xAF:  8-18 fps 13-48 fps
F.E.A.R. 3 Low:  24-43 fps 43-59 fps Very High + 4xAA:  15-31 fps 22-38 fps
Far Cry (Training) Low:  195-377 fps 328-650 fps Very High + High-AA/4xAF:  95-194 fps 91-160 fps
Far Cry 3 Low:  4-9 fps 24-27 fps Ultra + 4xAA/SSAO:  2-5 fps 5-7 fps
Half Life 2 Low:  76-117 fps 143-361 fps Very High + 4xAA/16xAF:  66-100 fps 52-91 fps
Hard Reset Low:  15-67 fps 27-145 fps Ultra + 4xAA/16xAF:  10-25 fps 10-23 fps
Hitman Absolution Low:  9-19 fps 29-47 fps High + 4xAA/16xAF:  1-3 fps 6-9 fps
Just Cause 2 Low + 2xAF:  20-42 fps 27-57 fps Ultra + 4xAA/16xAF:  5-11 fps 10-17 fps
Kane & Lynch 2: Dog Days Low:  7-9 fps 98-236 fps Max + 4xAA/16xAF:  5-8 fps 31-47 fps
League of Legends (Einführung 1) Very Low:  90-180 fps 113-240 fps Very high:  67-130 fps 56-125 fps
Left 4 Dead 2 Minimal:  48-78 fps 121-166 fps High + 4xAA/16xAF:  35-66 fps 39-60 fps
Little Racers Street Low:  87-124 fps 343-405 fps Ultra + AA ON:  25-34 fps 70-99 fps
Lost Planet 3 Very Low:  38-55 fps 30-61 fps Very High:  17-32 fps 17-34 fps
Mafia 2 (Classic) Low:  51-97 fps 48-75 fps Ultra + AA on/16xAF:  19-40 fps 23-31 fps
Max Payne 3 Low:  23-69 fps 33-53 fps Very High + 4xAA/16xAF + TESS off:  8-14 fps 7-10 fps
Men of War: Condemned Heroes Low:  25-43 fps 50-100 fps Max + 4xAA/16xAF:  15-26 fps 28-49 fps
Mirror's Edge Low:  46-62 fps 62 fps (VSync) High + 4xAA:  29-41 fps 27-39 fps
Off-Road Drive Low:  26-38 fps 30-42 fps High:  20-28 fps 15-24 fps
Outlast Very Low:  20-41 fps 30-39 fps Very High:  13-22 fps 15-24 fps
Overlord II Low:  23-32 fps 45-59 fps High:  13-18 fps 31-39 fps
Painkiller: Hell & Damnation Very Low:  44-65 fps 60-97 fps Very High:  29-38 fps 36-52 fps
Path of Exile (Texture Medium) Low:  16-36 fps 27-41 fps High:  3-23 fps 11-20 fps
PC Building Simulator Low:  22-32 fps 16-21 fps High:  20-25 fps 14-19 fps
Portal 2 Low:  109-174 fps 133-256 fps High + 4xAA/16xAF:  66-132 fps 48-86 fps
RACE 07 Low:  96-150 fps 178-330 fps High:  32-108 fps 57-220 fps
Red Faction: Armageddon Low:  18-58 fps 40-72 fps High + 4xAA/16xAF:  10-26 fps 15-24 fps
Remember Me Low:  42-73 fps 46-72 fps High + High-AA:  31-64 fps 29-51 fps
Resident Evil: Revelations 2 Low:  35-48 fps 33-44 fps High + FXAA:  32-46 fps 28-40 fps
Sacred 2 Low:  2-15 fps 127-228 fps High + 4xAA:  2-15 fps 16-32 fps
Saints Row: The Third Low:  9-19 fps 39-64 fps High + 4xAA/16xAF:  8-18 fps 11-15 fps
Sanctum 2 Low:  32-63 fps 60 fps (VSync) Very High + 4xAA:  18-32 fps 22-33 fps
Serious Sam 3: BFE Very Low:  23-61 fps 82-131 fps Ultra:  7-22 fps 17-22 fps
Shadow Warrior Low:  39-60 fps 35-65 fps Ultra + FXAA/16xAF:  25-44 fps 19-34 fps
Sniper: Ghost Warrior Low:  5-15 fps 62-78 fps High:  4-13 fps 36-40 fps
The Bureau: XCOM Low:  14-31 fps 28-41 fps High:  14-24 fps 14-23 fps
The Elder Scrolls V: Skyrim Low:  36-55 fps 44-57 fps Very High + 4xAA/16xAF:  15-21 fps 14-18 fps
Thief Low:  6-11 fps 14-27 fps High + High-SSAA/16xAF:  3-11 fps 3-15 fps
Tomb Raider (2013) Low:  46-80 fps 44-78 fps Max + FXAA/16xAF + TressFX off:  12-18 fps 14-21 fps
Trackmania Nations Forever Minimum:  67-101 fps 221-347 fps High 1xAA/16xAF:  24-43 fps 62-103 fps
TransOcean: The Shipping Company Low:  26-42 fps 57-92 fps High + 4xAA:  14-30 fps 17-27 fps
Tropico 4 Low:  60-140 fps 81-253 fps High + 4xAA:  25-84 fps 17-70 fps
X-Blades Low:  14-24 fps 146-216 fps High + 4xAA/16xAF:  14-24 fps 58-84 fps
X2: The Threat AA/Bumpmaps/Shadows off:  148 fps 196 fps AA/Bumpmaps/Shadows on:  72 fps 126 fps
XCOM: Enemy Unknown 4-17 fps 31-44 fps
gemäß den Ausführungen von 'misterh' im 3DCenter-Forum

Anmerkung: Für die anfängliche Aussage zur gemittelten Gaming-Performance wurden allein die vorstehenden Benchmark-Zahlen herangezogen, nicht die weiteren Benchmarks unter theoretischen Testern. Die vorstehenden Von/Bis-Werte wurden zuerst gemittelt und nachfolgend manuell die jeweils am besten passenden Benchmarks zu jedem Spiel herausgesucht. Dabei wurden vorzugsweise das Resultat der High-Bildqualität benutzt – es sei denn, jenes bot zu niedrige, nicht spielbare fps-Werte (unterhalb 20 fps). Teilweise wurde auch das Mittel aus beiden vorliegenden Resultaten benutzt, wenn dies angesichts der Werte-Höhe als geboten schien. Die Werte für alle 60 ausgewerteten Spielen wurden dann einem geometrischen Mittel unterworfen – welches das ARM-System bei 72,0% Performance sieht, wenn man das Intel-System auf 100% Performance festsetzt.

Mit Dank an 'misterh' für diese umfangreichen Benchmarks und weiteren Ausführungen!

Aus unserem Forum kommt ein umfangreicher Performance-Test zu Microsofts "Surface Pro X" Convertible-Notebook, welches mit Windows 10 on ARM läuft bzw. reine ARM-Hardware bei CPU und iGPU mitbringt. Alle Software, welche nicht nativ unter ARM64 lauffähig ist, wird deswegen unter einer 32-Bit-Emulation von x86 zu ARM32 ausgeführt, was natürlich immer mit einem gewissen Performance-Verlust verbunden ist. Zudem tritt das Surface Pro X auch nur mit einem 7-Watt-SoC an - was zwar mit das höchste ist, was bei Smartphone-SoCs möglich ist, für das PC-Umfeld jedoch vergleichsweise niedrig erscheint. Trotzdem ist die erbrachte Performance des ARM-Geräts zumindest in Teilen ansprechend, auch wenn zum Vergleich nur ein älteres Intel-Notebook der Haswell-Generation zur Verfügung stand. Jenes ist dann allerdings mit Core i7-4750HQ samt Iris Pro 5200 (inkl. eDRAM) auf 47 Watt TDP an der Spitze dessen, was seinerzeitig im Mobile-Segment möglich war.





Microsoft SQ1 + Adreno 685
Intel Core i7-4750HQ + Iris Pro 5200





CPU-Technik
4C/4T Cortex-A76 @ 3.0 GHz + 4C/4T Cortex-A55 @ 1.8 GHz, 7W TDP
4C/8T Haswell @ 2.0/3.2 GHz, 47W TDP



iGPU-Technik
Adreno 685 (~2 TFlops)
Iris Pro 5200 (Gen 7.5, 40 EU @ 200/1200 MHz, 0.77 TFlops), 128 MB eDRAM



Speicher
8 GB LPDDR4X/2133, 128 GB M.2-SSD
8 GB DDR3/1600, 256 GB SATA-SSD



Betriebssystem
Windows 10 on ARM mit 32-Bit-Emulation für x86-Anwendungen
Windows 10 64-Bit (x86)



CPU-Z: Singlethread
12,4
165,1



CPU-Z: Multithread
268,7
766,5



7-Zip 19.00 @ 32-Bit
32-Bit-Emulation:  14555
19708



7-Zip 19.00 @ 64-Bit
ARM64:  21314
23311



Spiele-Benchmarks  (60 Games)
72,0%
100%



gemäß den Ausführungen von 'misterh' im 3DCenter-Forum