Samsung の新しい Galaxy Note 4 は、「オクタコア」アプリケーション プロセッサ オプションと非常に高解像度のディスプレイを誇っていますが、特に Apple の iPhone 6 Plus と比較すると、GPU を集中的に使用するアプリやゲームの実行には劣っています。
新しい Note 4 でユーザーが実際に得られるパフォーマンスを示す最初のベンチマークは、サムスンがエンジニアリング上の選択を誤ったようだということ、そして独自のチップ設計と製造工場を運営することのサムスンの利点に関する従来の認識も間違っていることを浮き彫りにしている。
悪いエンジニアリングの選択
サムスンは、自社のプロセッサの能力よりもスクリーン技術を重視しすぎたため、高解像度でのパフォーマンスが極めて低下しました。
2010年にスティーブ・ジョブズ氏がiPhone 4のRetinaディスプレイを実演して以来、サムスンは「スペック戦争」に勝つための明らかな努力として、最も高価なプレミアムフラッグシップモデルのデバイス解像度を積極的に引き上げ始めた。それ以前は、サムスンは社内的に、より大型で高解像度のディスプレイではなく、より小型のデバイスに注力していた。
対照的に、Apple はそれ以来、主力の iPhone の解像度を 2 年ごとに変更しており、iPhone 5 は縦長になり、新しい iPhone 6 と 6 Plus は「Retina HD」ディスプレイに移行して、サイズもピクセル密度も高くなっています。
最も顕著な成果は、iOSアプリ開発者が解像度の変更への対応が容易になり、幅広い設定でのテストに追われることなく、新しいアプリや機能の開発に集中できるようになったことです。これは、ほぼすべての新しいアプリやゲームがまずiOS向けにリリースされ、App Storeで広く人気を博した後にAndroid向けにリリースされるという事実からも明らかです。
しかし、別の問題もあります。サムスンは、解像度の数値を非常に急速に押し上げたことにより（ピクセル数の増加が実際に認識できる質的な違いを生むかどうかを考慮しないまま）、スクリーン技術を自社のプロセッサ能力よりも優先させ、その結果、高解像度でのパフォーマンスが極めて低下しました。
AppleInsiderは以前、AppleがiPhone 6 PlusでRetina HD 1080pディスプレイを採用したことで、ネイティブ解像度でのグラフィックが昨年のiPhone 5sよりも遅くなるケースがあると指摘した。OpenGL ES 3.0の難しい3Dシーンをレンダリングすると、フレームレートが24.4fpsから19fpsに低下した。サムスンの新型Exynos搭載Note 4は、同じテストで10.5fpsに低下し、iPhone 6 Plusのほぼ半分となった。
Samsungのさらに高解像度なNote 4（または同等の高解像度を誇るフラッグシップGalaxy S5）は、どちらもベンチマークスコアでAppleの新製品6 Plusをはるかに下回り、昨年のiPhone 5sの半分以下となっています。fpsで見ると、最新のベンチマークによると、Samsungの新製品Exynos搭載Note 4は、同じテストで10.5fpsまで低下し、iPhone 6 Plusのほぼ半分にまで落ちています。
Samsung が使用している GPU の、かなり低レベルの理論上のスコア (はるかに高いクロック レートとより多くの RAM との組み合わせ) を見ると、同社が極めて高い解像度の数値にこだわっているのは、スペック リストのチェックマーク (ユーザーにメリットをもたらす実際の機能ではなく) であり、3D OpenGL シーンのレンダリングにおける実際のスコアが低い主な理由であるように思われます。
つまり、サムスンが採用を決定したチップは、ユーザーにとってほとんどメリットのない大量のピクセルを駆動しなければ、理論上はAppleの最新iPhoneに匹敵する性能を持つ可能性がある。巨大な車輪を装備したモンスタートラックに、それなりにパワフルなエンジンを搭載し、ほとんど旋回できないようなものだと想像してみてほしい。
サムスン自身も、一連の「ラブ・ノート」スポット広告で、アップルのiPhone 5c広告に倣い、「カラフル志向」のデバイスとして、それほど知識のない購入者向けにNote 4を売り込んできた。
しかし、消費者向けデバイスであっても、サムスンが自社のExynos 5オクタコアアプリケーションプロセッサ、あるいはサムスンがほとんどの国際市場で使用する予定のクアルコムのSnapdragon 805の性能を考えると、Note 4の画面解像度は間違っていたようだ。
もちろん、iPhone 6 Plusと同じ1080p解像度を持つAndroidデバイスも数多く存在し、それらもiPhone 6 Plusほどのスコアは出ていません。これは以前、GoogleのAndroid、特にコア数とRAM容量が豊富な高速チップの能力を無駄にしているOpenGLの粗雑な実装のせいだと指摘した事実です。
アプリケーションプロセッサで遅れをとるサムスン
Samsung は iPhone 6 Plus に続いて Note 4 を市場に投入しようと奮闘中ですが、Note 4 の初期の GPU の詳細は Kishonti Informatics の GFXBench Web サイトですでに公開されています。
これらのデータからわかるのは、単に「さらに高解像度の」画面へのパワー不足の飛躍ではない。サムスンが、消費者からアップルのiPhoneと同じ価格を期待しながらも、パワーも応答性も劣る自社の高級デバイスに搭載するExynosアプリケーションプロセッサで使用するために、基本的なARM Maliグラフィックスのライセンスを取得し続けているということだ。
同時に、サムスンはEyxnos 5チップを「オクタコア」と銘打って売り出している。まるでコア数がパワーや容量の指標として意味を持つかのように。このCPU（これもARMベースの標準設計）は、一度に4つのコアしか使用できないように設計されている。コアは2セットあり、最大電力で動作する4つのコアと、デバイスがスタンバイ状態の時に非常に効率的に動作する4つのベイビーコアだ。8つすべてを動かすこと自体、意味がない。
具体的には、Note 4のExynos 5433は、ARMの「big.LITTLE」設計で、A15コアとA7コアを4つずつ組み合わせ、それぞれ異なるクロック速度で動作するように設計されています。SamsungのExynosを「8コア」と呼ぶのは、実質的に2つの車輪しか駆動できないトラックを「4輪駆動」と呼ぶようなものです。
対照的に、Apple と Qualcomm はどちらも、自社の Cyclone A7/A8 や Krait Snapdragon コア設計において、ARM の標準 big.LITTLE アーキテクチャを意図的に避けてきました。どちらも、Samsung が使用している標準 ARM テクノロジよりも少ないコア数とより高度なコア管理を使用して、より低い消費電力で優れたパフォーマンスを実現しています。
エクシノスのY
しかし、サムスンが独自の Exynos アプリケーション プロセッサを開発する理由は、最終的に Qualcomm を置き換えることができるようにするためです。現時点では、Qualcomm が CDMA、LTE、およびその他の高度なキャリア テクノロジーの特許を保有しているため、それは不可能です。
AppleとSamsungはどちらも、ワイヤレスモデム機能の処理にQualcommのベースバンドチップを使用し、スマートフォンやタブレットの残りの部分は自社のAxまたはExynosアプリケーションプロセッサで処理しています。これは、Samsungが「オクタコア」Galaxyスマートフォンの機能を大々的に宣伝しながら、実際には全く異なる製品を出荷するという、煙幕を張ったマーケティング戦略を生み出しています。
サムスン（そしておそらくAppleも）は、いずれクアルコムに別チップの費用を支払うのではなく、自社のベースバンドモデムを自社のアプリケーションプロセッサに統合したいと考えるでしょうが、現時点では実現不可能です。サムスンのExynosは、インテルのLTEベースバンドチップを搭載した製品とサムスン独自のモデム統合パッケージを搭載した製品の両方で、クアルコムと競合する設計を限られた市場で実験しています。
サムスンは、この市場の一部（北米、日本、韓国の主要市場のほとんどを除く）をExynoチップ搭載のGalaxyデバイスでターゲットとしており、世界の残りの地域ではQualcommのSnapdragonチップを搭載した同ブランドのGalaxyデバイスが販売されています。これは、サムスンが「オクタコア」Galaxyスマートフォンの機能を大々的に宣伝しながら、実際には全く異なる製品を出荷するという、煙幕を張ったマーケティング戦略を生み出しています。
シャラ・ティブケンがCNET向けに大まかに編集したサムスンのマーケティングに関する二重表現のプレスリリースを読めば、この種の混乱した漠然とした仕様のうねりが、批判的なレビューができない一般の技術ジャーナリストをいかに戦略的に完璧に混乱させるかが分かるだろう。
一方、昨年夏、AnandTech が「CCI-400 コヒーレント バス インターフェースの実装に欠陥があり、電力消費 (およびパフォーマンス) の観点から深刻な影響がある」と説明した欠陥のある Exynos Galaxy S4 デバイスをサムスンが出荷したとき、このニュースはほとんど報道されなかった。その理由の 1 つは、「ARM も Samsung LSI もこのバグについて公に話そうとせず、Samsung も最初は問題を認めなかったため、エンド ユーザーが自分で発見することになった」ためである。
昨年の夏、iSuppli は、独自の Exynos 5 Octa を搭載した Samsung の Galaxy S4 が、Qualcomm の Snapdragon を搭載して出荷される同じ携帯電話の北米版よりも大幅に高価であると報告しました (両方とも iPhone 5 よりも高価であると推定されました)。
サムスンが抱える欠陥のある Exynos 設計の問題 (既製の ARM 技術を使用しているにもかかわらず) と、製造コストが高いだけでなく、何千万台もの iPhone や iPad で Apple の A7 や A8 が享受してきた規模の経済性も欠いているチップを組み合わせると、なぜ Apple の収益性が高いのかだけでなく、なぜ Apple のアプリケーション プロセッサ技術がサムスンよりも急速に進化しているのかも簡単に理解できます。
Apple、努力の甲斐あってAxシリーズを獲得
SamsungがARMの性能が劣るMali GPUとARMのbig.LITTLE CPUアーキテクチャを採用するという設計上の選択は、Samsungが（HTCのように）チップ製造工場やシリコン設計の専門知識を得るのに苦労していないことを考えると、示唆に富む。Appleとの10年にわたる提携により、量産iPodやiPhone向けのチップを開発してきたこともあり、Samsungは現在、世界有数のチップ製造工場の一つとなっている。
しかし、最高のチップを製造できる能力があるからといって、サムスンがそれを開発したいという意欲があるわけではありません。これが、Appleが約5年前に社内に独自のチップ設計チームを作り始めた一因であることは間違いありません。iPhone 4と初代iPadに使用された「A4」が、最初の主要なチップでした。
それ以来、Appleはモバイルチップ設計の世界を急速にリードしてきました。iOSデバイスの大量販売を基盤に、規模の経済性を活かしてより高性能なチップへの投資を促進し、Appleは初の64ビットモバイルプロセッサを量産製品に搭載することに成功しました。この製品は、昨年最も販売台数の多い製品となりました。
サムスンは一部の市場でExynosデバイスのサンプル出荷を行っていますが、スマートフォンとタブレットの出荷量の大部分はQualcommのSnapdragonチップの開発費に充てられています。しかし、Qualcommの関係者でさえ昨年、64ビットへの移行について「Appleは他社をあっさりと出し抜いた。軽視されているが、業界にパニックを引き起こした」と指摘しています。
他のチップメーカー（先進技術を保有していた多くのメーカーを含む）は、自社のチップを販売できないハードウェアメーカーと提携したために、モバイル分野で取り残されてきました。例えば、NVIDIAのTegraチップは、MicrosoftのZune HDからKIN、Surface、そしてNVIDIA自身のShieldに至るまで、あらゆる世代の売れない製品に搭載されてきました。
Intel と AMD はモバイル デバイスからのビジネス獲得にほとんど進展がなく、TI の OMAP プロセッサ ファミリは同社が消費者向けモバイル業界から撤退したときに放棄された (Amazon の Kindle Fire、Nook、BlackBerry Playbook、Google と Samsung の共同ブランドの Galaxy Nexus など、一連の少量生産の失敗作に搭載された後)。
Apple は規模の経済による Ax シリーズのアプリケーション プロセッサの急速な進歩の推進 (および資金調達) に加えて、GPU での一般的なコンピューティング向けに、より汎用性の高いクロス プラットフォームの OpenGL ES および OpenCL よりも優れたパフォーマンスの代替手段として独自の Metal API も開発しました。
Samsung は単一のアプリケーション プロセッサ ファミリ (同じモデルで自社の Exynos と Qualcomm の Snapdragon チップの両方を使用) や単一の GPU アーキテクチャ (最新デバイス全体で ARM Mali、PowerVR、Adreno GPU の組み合わせを使用) さえ標準化していないため、自社製品に役立つような方法で Apple の Metal を複製することができません。
iOS 8 が一般向けに提供されてからわずか数日後、すでに Metal の採用が始まっています。App Store の人気ゲームは、Android に登場しないうちに Metal に移植されています。
Metal を使用すると、開発者は同じハードウェアでより高いフレーム レート (および任意のターゲット フレーム レートでより多くの詳細をアニメーション化) を実現できるため、iPhone 6 Plus のゲームは、同じカテゴリの競合デバイスをさらに上回り、一般的な OpenGL ベンチマークで既に Samsung の Galaxy Note 4 に対して 2 倍近くのパフォーマンス差をさらに広げることができます。
