Galaxy S20, S20+ und S20 Ultra im Test: SoC, Benchmarks, Laufzeit und Laden

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Nicolas La Rocco
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Exynos 990 statt Snapdragon 865

Unter der Haube aller drei Galaxy S20 werkelt mit dem Exynos 990 ein neues System on a Chip aus eigener Entwicklung. Er kommt in allen Regionen außerhalb der USA zum Einsatz, wo Samsung auf den Qualcomm Snapdragon 865 setzt.

Beiden SoCs gemein sind die Fertigung bei Samsung Semiconductor im 7-nm-EUV-Prozess sowie die Aufteilung in zwei Chips für „Application Processor“ (AP) und Multi-Mode-Modem. In Zeiten des 5G-Wandels müssen Chip-Entwickler derzeit noch auf zwei Komponenten setzen, um zum einen die Dimensionen der Chips in Grenzen zu halten und zum anderen die Kühlung besser kontrollieren zu können. Im Falle von Samsung wird an den AP das Exynos Modem 5123 gekoppelt, das alle Aufgaben des Mobilfunks von 2G bis 5G abwickelt, die zuvor mit einem integrierten, dafür aber auf maximal LTE beschränkten Modem möglich waren. Bei Qualcomm wiederum wird der AP mit dem Snapdragon-X55-Modem verbunden.

Ein letztes Mal eigene Mongoose-Kerne

Der Exynos 990 ist das letzte Samsung-SoC mit eigens entwickelten CPU-Kernen des Typs Mongoose (Manguste), nachdem der Hersteller Anfang Oktober des letzten Jahres das für die eigenen Kerne verantwortliche CPU-Design-Team am US-Standort in Austin, Texas entlassen hat. Der Name Mongoose hat seine Wurzeln in dem Konkurrenzkampf mit Qualcomm, dessen frühere Custom-CPUs nach der Schlangengattung der Kraits benannt waren. Mangusten sind für ihr Geschick bekannt, giftige Schlangen wie Kraits erlegen zu können. Wikipedia zufolge werden bis heute Schaukämpfe zwischen Mangusten und Schlangen in Dörfern Westasiens abgehalten. Von den eigenen Exynos M5 sind zwei Kerne mit bis zu 2,73 GHz verbaut, hinzu kommen zwei ARM Cortex-A76 mit bis zu 2,504 GHz und vier ARM Cortex-A55 mit bis zu 2,002 GHz.

Zwei-Chip-Lösung aus Exynos 990 (AP) und Exynos 5123 (Modem)
Zwei-Chip-Lösung aus Exynos 990 (AP) und Exynos 5123 (Modem) (Bild: Samsung)

In den Benchmarks nur hinter Apple

In den CPU-Benchmarks schiebt sich der Exynos 990 erwartungsgemäß vorbei am Exynos 9825 des Galaxy Note 10+ und damit auch am Exynos 9820 der Galaxy-S10-Serie, die hier mangels Tests im Geekbench 5 jedoch nicht abgebildet ist. Der Snapdragon 855 Plus des OnePlus 7T (Test) wird ebenfalls geschlagen, wobei es in den Multi- statt Single-Core-Messungen enger zugeht. Einsam an der Spitze rechnet Apples A13 Bionic des iPhone 11 und iPhone 11 Pro. Wie schnell die CPU des Snapdragon 865 arbeitet, zeigen Benchmarks eines Referenzdesigns von Qualcomm. Mit dem Oppo Find X2 Pro wird ComputerBase demnächst ein Smartphone mit diesem Chip testen.

Schnellere Mali-G77-MP11-GPU

Während Samsung das CPU-Design-Team entlassen hat, wird hinter den Kulissen gemeinsam mit AMD eine Custom-GPU entwickelt. Bis die fertig ist, vertraut Samsung weiterhin auf ARM, im konkreten Fall auf eine Mali-G77 auf Basis von ARMs neuer Valhall-Architektur, die dem Hersteller zufolge eine 20 Prozent höhere Leistung bei gleicher Effizienz oder die gleiche Leistung bei 20 Prozent höherer Effizienz liefert. Samsung nutzt die GPU in einer Konfiguration mit elf Recheneinheiten (MP11), bei der zuvor genutzten Mali-G76 waren es zwölf, jedoch mit geringerer Leistung pro Shader-Core.

Mit einem Plus je nach verwendeter Sequenz, API und Auflösung von 16 bis 31 Prozent im GFXBench landet die Mali-G77 MP11 ziemlich genau dort, wo die Grafikeinheit laut Herstellerangabe erwartet wurde, und hinter dem aktuellen iPhone an der Spitze des Android-Feldes. Diese Verbesserung trifft auch auf die Messungen im 3DMark zu.

Samsung unterstützt ausschließlich LPDDR5

In puncto Speicherinterface hat sich Samsung für einen klaren Weg nach vorne entschieden und setzt einzig auf LPDDR5, während Qualcomm zwei Controller für LPDDR4X oder LPDDR5 im Snapdragon 865 verbaut. Das soll Smartphone-Herstellern eine Option auf einen etwas günstigeren Speicher geben, wenngleich dieser Kostenfaktor angesichts der in der Branche vermuteten hohen Preise für die Kombination aus Snapdragon 865 und Snapdragon X55 kaum ins Gewicht fallen dürfte. ComputerBase liegen die Basismodelle jedes Smartphones vor, sodass im Galaxy S20 und S20+ 8 GB LPDDR5 und im Galaxy S20 Ultra 12 GB verbaut sind.

UFS 3.0 mit Spitzenwerten beim Lesen und Schreiben

Im Bereich Storage werden die Standards UFS 3.0 und UFS 2.1 unterstützt, der neuere Standard UFS 3.1 mit unter anderem dem Write-Booster ist noch nicht integriert. In den Basisversionen sind vom UFS 3.0 jeweils 128 GB verbaut, die über eine microSD-Speicherkarte um bis zu 1 TB erweitert werden können. Galaxy S20+ und S20 Ultra lassen sich so auf bis zu 1,5 TB Speicherkapazität bringen.

Selbst mit den Basismodellen, deren kleinerer Speicher üblicherweise nicht ganz die Werte größerer Chips mit 512 GB oder 1 TB erreicht, schafft es Samsung im Androbench an die Spitze. Sequenzielles Lesen mit über 1.600 MB/s sowie sequenzielles Schreiben mit 700 MB/s sind Werte, die die Konkurrenz alt aussehen lassen. Der Speicher ist somit in keinster Weise ein Flaschenhals. Auch beim wahlfreien Lesen und Schreiben verbucht Samsung Bestwerte, die nur beim Schreiben um wenige Prozentpunkte vom Huawei P30 Pro (Test) übertroffen werden.

Cardreader mit reduzierter Leistung

Ebenfalls kein Flaschenhals, aber nicht auf dem Niveau früherer Flaggschiffe sind die mit einer schnellen SanDisk-Speicherkarte ermittelten Messwerte des microSD-Slots. Hier kommt Samsung nur noch auf rund 65 MB/s lesend und 60 MB/s schreibend, während zum Beispiel das Galaxy S10+ Werte von 74 MB/s fürs Lesen und 65 MB/s fürs Schreiben erzielte.

Größere Akkus und stärkere Netzteile

Gegenüber der Galaxy-S10-Serie sind die Akkus erneut gewachsen. Das Galaxy S20 kommt auf 4.000 statt 3.400 mAh, das Galaxy S20+ auf 4.500 statt 4.100 mAh und das Galaxy S20 Ultra, das keinen Vorgänger hat, bietet 5.000 mAh. Es ist am ehesten mit dem Galaxy S10 5G mit 4.500-mAh-Akku zu vergleichen. Alle drei neuen Smartphones beherrschen schnelles Laden mit bis zu 25 Watt mit dem ab Werk beigelegten Netzteil, während für das Galaxy S20 Ultra optional ein 45-Watt-Netzteil vom Hersteller erworben werden kann. Darüber hinaus steht kabelloses Laden nach Qi-Standard über die Rückseite zur Verfügung. Dies funktioniert erneut auch in die entgegengesetzte Richtung, um zum Beispiel ein anderes Smartphone oder das Ladecase von kabellosen Kopfhörern durch Auflegen zu laden.

Welche Akkulaufzeiten erzielt werden, ist stark davon abhängig, welcher Bildschirmmodus gewählt wird. Standardmäßig liefert Samsung die Smartphones mit FHD+-Auflösung bei 60 Hz aus. ComputerBase hat die Geräte darüber hinaus mit FHD+ bei 120 Hz sowie WQHD+ mit 60 Hz getestet. Die kleinste Auflösung mit HD+ ist bewusst mangels Relevanz für den Alltag ausgelassen worden.

Akkulaufzeiten mit 60 Hz, 120 Hz, FHD+ und WQHD+

Mit der Werkseinstellung FHD+/60 Hz erreicht das Galaxy S20 bei kalibrierten 200 cd/m² eine Streaming-Laufzeit in YouTube (720p) von knapp über 15 Stunden und damit einen leicht besseren Wert als das Galaxy S10. Nicht besser, sondern gar eine Stunde schlechter schneidet das Galaxy S20+ ab, das gute 17:15 Stunden schafft, wobei das Galaxy S10+ noch auf 18 Stunden kam. Erst das Galaxy S20 Ultra setzt sich mit 18:34 Stunden vom Feld ab. Es liegt damit gleichauf mit dem Huawei P30 Pro.

Wird bei derselben Auflösung auf 120 Hz gewechselt, reduzieren sich die Laufzeiten aller drei Smartphones deutlich. Dem Galaxy S20 fehlen 27 Prozent, beim Galaxy S20+ sind es 26 Prozent und beim Galaxy S20 Ultra 25 Prozent. Im Schnitt verringert die doppelte Bildwiederholrate die Akkulaufzeit also um ein Viertel. Die höhere Auflösung von WQHD+ bei 60 Hz hat hingegen nur beim kleineren Galaxy S20 einen etwas größeren Einfluss von 10 Prozent. Galaxy S20+ und S20 Ultra verlieren jeweils nur 1 Prozent.

Abseits des Medien-Streamings simuliert der PCMark das Surfen mit dem nativen Android WebView, die Offline-Videowiedergabe in 1080p über die Android-MediaPlayer-API, das Erstellen und Bearbeiten von Textdokumenten über das native Android EditText sowie das Öffnen, Bearbeiten und Speichern von Fotos. Hier liegen die Einbußen von FHD+ mit 120 Hz gegenüber FHD+ mit 60 Hz bei 20 Prozent (S20 und S20+) sowie 18 Prozent (S20 Ultra). Bei WQHD+ mit 60 Hz gegenüber FHD+ mit 60 Hz sind es hingegen nur 5 Prozent (S20), 6 Prozent (S20+) und 7 Prozent (S20 Ultra).

120 Hz überwiegen die kürzeren Laufzeiten

Nach den Akkumessungen ist nachvollziehbar, warum Samsung die höhere Bildwiederholrate ab Werk nicht aktiviert und nicht in Kombination mit der vollen Auflösung anbietet. Die Akkulaufzeiten der Smartphones sind aber selbst mit 120 Hz durchweg gut und stehen der Nutzung über einen vollen Tag nicht im Weg. Aufgrund des deutlich flüssigeren Bediengefühls überwiegt der Vorteil der reduzierten Akkulaufzeit. Im Test kam es auch mit dem schnelleren Modus nicht zu Engpässen bei der Alltagsnutzung. Wer doch einmal einen längeren Tag vor sich hat, kann zu den Werkseinstellungen wechseln und von einem Plus von 25 Prozent profitieren.

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