5nm手機芯片對決的大幕已經(jīng)拉開

在繼蘋果華為打響5nm芯片商用戰(zhàn)的頭炮后，11月12日，三星也正式加入這一戰(zhàn)局！

在預熱將近有1個多月后，三星首次專程為一款移動處理器在上海舉辦發(fā)布會，揭曉由三星和vivo聯(lián)合研發(fā)的5nm移動芯片Exynos 1080的具體細節(jié)。

這是迄今唯一一款采用三星5nm工藝的芯片，也是三星首次躋身于最先進商用制程的首批落地戰(zhàn)中。截至目前，三星是全球唯一一家兼具5nm芯片生產(chǎn)和設計能力的公司。

三星半導體中國研究所所長潘學寶強調(diào)說，這是一款專門為中國市場而打造的芯片，具有旗艦級的性能，全面提升了能效、影像能力及電競游戲體驗，將在vivo智能手機首發(fā)。

這也是繼Exynos 980之后，vivo與三星雙方聯(lián)合研發(fā)的第二款移動處理器芯片。

無論是從今日三星公布的性能參數(shù)，還是此前泄露的跑分，都展現(xiàn)出Exynos 1080在性能方面的優(yōu)秀水準，使其有望成為華為麒麟9000的又一勁敵。

一、5G下載速率達5.1Gbps，支持2億像素多攝

三星半導體System LSI市場部副總裁CY Lee在發(fā)布會現(xiàn)場提到，受疫情影響，人們在手機上花費的時間越來越多，移動網(wǎng)絡使用時間明顯增加，可視化溝通及游戲互動社交化成為趨勢。

移動設備的未來是什么？在CY Lee看來有三點：一是更快速、多重連接的5G和6G，二是更超高分辨率、多重鏡頭相機、捕捉更多細節(jié)的智能相機，三是設備內(nèi)置AI，更高率、更強大，以及更便捷的移動計算和ML/NN網(wǎng)絡引擎。而半導體技術(shù)是推動科技進化、帶來更高性能和效率的關(guān)鍵。

緊接著，三星半導體中國研究所所長潘學寶公布了Exynos 1080芯片的全部信息。

該芯片采用了先進5nm EUV FinFET工藝設計，相較上一代，邏輯面積節(jié)約30%，效率提高15%，兼具更高性能和更低功耗。

其CPU為八核架構(gòu)，包含4顆Arm最新Cortex-A78大核和4顆A55小核，時鐘速度從上一代2.2GHz提升至2.8GHz，單核性能是上一代的1.5倍，多核性能是上一代的2倍，復雜場景任務切換將更加流暢。

GPU采用最新Arm Mail-G78核，計算核心從原來的5個升級為10個，支持4通道LPDDR4 & 5，該增強型GPU性能是上一代的2.3倍，使得游戲體驗更上一層樓。

Exynos 1080的數(shù)據(jù)傳輸速率高達51.2GB/s，最大程度提高5G的可連接性、應用程序的AI加速和多媒體的性能。

考慮到游戲耗電問題，Exynos節(jié)電解決方案采用Amigo電源管理系統(tǒng)，能實時監(jiān)控各流程電源消耗情況，優(yōu)化游戲過程中的總功耗。在打《王者榮耀》的測試中，其電源效率提高10%以上。

集成了三星最新5G調(diào)制解調(diào)器的Exynos 1080，其5G下載速率達5.1Gbps，相比之下，此前華為公布麒麟9000的Sub-6G下行理論峰值速率達4.6Gbps。

該調(diào)制解調(diào)器還支持5G和2G GSM/CDMA，3G WCDMA，TD-SCDMA，HSPA和4G LTE中的Sub-6GHz和毫米波頻譜，并支持最新的WiFi-6和藍牙5.2技術(shù)。

攝像方面，AI加持下的智能ISP最多支持2億像素的多攝，最多可連接6個圖像傳感器的信號，且ISP最多可以同時接收三個輸入信號，以提供完整的三攝同時操作的支持。

值得一提的是，為實現(xiàn)更強的圖像處理能力，Exynos 1080獨家定制AISP架構(gòu)，將NPU強介入到ISP中，在原始RAW域上便可通過機器學習智能調(diào)節(jié)各參數(shù)至最佳值。

Exynos 1080搭載的NPU和DSP專為邊緣AI而設計。CY Lee稱，未來其NPU將擴展到三星全部Exynos處理器。

基于AI的圖像處理能實時監(jiān)測物體與風景，設備內(nèi)置AI技術(shù)優(yōu)化白平衡和曝光，色度、對比度、飽和度、清晰度和降噪均得以更好地調(diào)整，使得拍攝場景更加自然生動。據(jù)潘學寶介紹，效果甚至媲美專業(yè)的單反相機。

如果監(jiān)測到文字，Exynos 1080還能進行動態(tài)翻譯，并弱化文字邊緣，使得文字顯示的更加清晰。

視頻拍攝方面，Exynos 1080支持HDR10+、高動態(tài)范圍視頻技術(shù)、原生10位色彩4K UHD視頻錄制和播放，處理器的顯示系統(tǒng)支持FHD+分辨率下高達144Hz的顯示刷新率，從而使游戲玩家即使在快節(jié)奏的游戲中也能做出快速反應。

此前安兔兔曝光了一款疑似搭載三星Exynos 1080的手機的跑分數(shù)據(jù)，綜合跑分高達693600分，這一數(shù)據(jù)和此前曝光的麒麟9000跑分（693605分）十分相近。

二、都是5nm，三星和臺積電有些不一樣

三星曾推出幾代自研貓鼬CPU內(nèi)核，但因效果不盡如人意，最終還是選擇放棄，重新選擇Arm公版架構(gòu)。得益于近年Arm公版的崛起，如今采用Arm公版的三星、聯(lián)發(fā)科、華為，新一代SoC性能都相當亮眼。

而三星的獨特優(yōu)勢在于，不僅具備芯片設計能力，還是全球唯二的5nm晶圓代工廠。過去十年，三星工藝節(jié)點持續(xù)進化，3nm GAA工藝已在研發(fā)中，與全球晶圓代工龍頭臺積電的差距也正在縮短。

由于各家對制程工藝的命名法則不同，相同納米制程下，并不能對各廠商的制程技術(shù)進展做直觀比較。比如英特爾10nm的晶體管密度與臺積電7nm、三星7nm的晶體管密度相當。

據(jù)中國臺灣《經(jīng)濟日報》援引臺積電內(nèi)部消息稱，臺積電5nm的晶體管密度是其7nm的1.8倍，且全程采用EUV制程，而三星的5nm晶體管密度較其7nm約增加二成，效能不及臺積電。

但從最近爆料信息來看，晶體管密度更高未必會是優(yōu)勢，反而可能是劣勢，采用臺積電第一代5nm技術(shù)的蘋果A14仿生芯片和華為麒麟9000都性能提升縮水，而功耗反倒爆炸，后續(xù)必須通過軟件優(yōu)化控制功耗。

而晶體管密度數(shù)據(jù)略低的三星，相對就不那么容易翻車，良品率估計是其下一步要重點解決的問題。

在這一背景下，三星Exynos 1080能在同一平臺上展現(xiàn)出和華為麒麟9000相近的跑分，也可以體現(xiàn)三星在芯片設計方面的功底。

隨著摩爾定律趨緩，制程升級愈發(fā)接近天花板，對于手機芯片設計商來說，實現(xiàn)性能新突破將更加具有挑戰(zhàn)性。

結(jié)語：5nm商用戰(zhàn)好戲登場

隨著三星Exynos 1080落地后，5nm手機芯片對決的大幕已經(jīng)拉開。

作為智能手機的“心臟”，芯片已經(jīng)成為各家手機品牌同臺比拼的核心競爭力之一?？梢钥吹?，采用更先進制程，升級多核CPU、GPU、DSP、AI加速性能，優(yōu)化計算、拍攝與顯示性能，已經(jīng)成為手機SoC核心玩家持續(xù)優(yōu)化的主要方向。

此外，蘋果、華為等走軟硬協(xié)同路線的玩家，亦通過優(yōu)化軟件來更大程度地挖掘芯片算力。

三星在發(fā)布會PPT標注的是旗艦體驗，不過此前也有國內(nèi)知名數(shù)碼博主爆料稱，Exynos 1080定位于中高端市場，三星旗艦手機將搭載的旗艦芯片還在推進之中。

而三星在5nm手機芯片的重磅出擊，不僅意味著三星將進一步鞏固其在智能手機和芯片設計方面的技術(shù)領(lǐng)先地位，再度回歸中高端手機芯片主流戰(zhàn)場，也展示了三星追趕上來的先進工藝代工實力。

作為全球唯二能提供5nm代工服務的晶圓廠，三星正努力拿下在更先進制程的領(lǐng)先優(yōu)勢，從7nm商用全面落后臺積電、到如今縮短與臺積電在5nm節(jié)點的商用時間差，臺積電與三星極有可能在3nm節(jié)點上演更激烈的先發(fā)爭奪戰(zhàn)。

除了旗艦芯外，三星Exynos系列處理器的市場正進一步擴張，據(jù)韓媒BusinessKorea報道，三星系統(tǒng)LSI業(yè)務部稱將在2021年向中國智能手機品牌小米、OPPO和vivo供應其Exynos系列處理器。

而隨著三星Exynos滲透更多智能手機市場，將為安卓手機廠商帶來新的選擇，顯然也將給高通、聯(lián)發(fā)科造成更大的壓力。
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