三星Exynos9系列處理器采用8nmLPP工藝首次集成NPU

　　三星發(fā)布Exynos9系列處理器新品Exynos9820，最受關(guān)注的莫過于其首次集成了NPU。關(guān)于這款處理器此前已有所曝光，不過，Exynos9820并未采用傳言中的7nm EUV，而是使用8nm LPP工藝，這將在一定程度上影響其性能表現(xiàn)。那么，蘋果A12、麒麟980、Exynos9820三款手機(jī)AI處理器誰的表現(xiàn)會更好？

　　三星處理器首次集成NPU

　　三星表示，Exynos9820移動(dòng)處理器為的是最大程度提高移動(dòng)端的智能化，因此Exynos9820集成了專門處理人工智能任務(wù)的硬件單元，也就是神經(jīng)處理單元NPU。在NPU的支持下，Exynos9820相比Exynos99810人工智能性能提升7倍，并可以增強(qiáng)從照片到AR的性能。

　　雷鋒網(wǎng)此前已報(bào)道過，蘋果和華為分別在去年的A11 Bionic和麒麟970上就集成了NPU，而三星直到今年3月才發(fā)布有AI硬件單元的處理器Exynos9610，這款處理器集成了基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的vision image processing unit（視覺圖像處理單元），包含一個(gè)DSP和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎。但視覺圖像處理單元與NPU仍有一定的差距，所以Exynos9820才是三星首款真正意義上的AI處理器。

　　根據(jù)此前的爆料，Exynos9820的NPU為雙核，不過三星的官方并未確認(rèn)這一說法，也不清楚三星集成的NPU是自研還是集成第三方的IP。這兩種方式分別出現(xiàn)在華為和蘋果的處理器中，華為的麒麟970和980都是集成寒武紀(jì)的IP，而蘋果的NPU則是自主研發(fā)。因此，關(guān)于三星NPU的更多細(xì)節(jié)和性能表現(xiàn)只能等待搭載Exynos9820的手機(jī)上市后才能了解。

　　ExynosM4表現(xiàn)值得期待

　　除了最大的亮點(diǎn)NPU，雖然延續(xù)了Exynos9810的8核CPU設(shè)計(jì)，但Exynos9820的CPU也進(jìn)行了改進(jìn)。不再使用Big.Little的架構(gòu)而是改用Big.middle.little設(shè)計(jì)，使用Arm DynamIQ架構(gòu)將2個(gè)三星自研第四代Mongoose架構(gòu)內(nèi)核、2個(gè)Cortex-A75、4個(gè)Cortex-A55組合在一起，其中自研內(nèi)核和Cortex-A75可以提供高處理性能，Cortex-A55提供更高效率。三星稱，對比Exynos9810，具有智能任務(wù)調(diào)度程序的新設(shè)計(jì)可將Exynos9820的多核性能提升15%，內(nèi)存訪問能力增強(qiáng)的第四代Mongoose（Exynos M4）的單核性能提升達(dá)20%或者功耗表現(xiàn)提升40%。

　　從目前的測試數(shù)據(jù)看，Exynos M3在性能方面似乎已達(dá)到或超過Cortex-A76的水平，預(yù)計(jì)在Exynos M4上，我們?nèi)钥梢钥吹饺亲匝屑軜?gòu)的競爭優(yōu)勢。結(jié)合今天三星給出的數(shù)據(jù)，Exynos M4如何實(shí)現(xiàn)20%的性能或40%的功耗提升，只能期待三星早點(diǎn)公開更多細(xì)節(jié)。此前ExynosM3最初的定位是一次增量開發(fā)，然而在2016年第一季度，開發(fā)計(jì)劃發(fā)生了大變動(dòng)，架構(gòu)目標(biāo)被設(shè)定得更高，以實(shí)現(xiàn)更大的性能提升，這也給三星帶來了麻煩。當(dāng)然三星也有可能選擇不對外透露ExynosM4的細(xì)節(jié)，畢竟三星從未真正公開過ExynosM2的信息。

　　相比CPU的自研ExynosM4值得期待，GPU方面的升級沒有太多驚喜，從Exynos9810的Mali-G72升級為更高性能的Mali-G76 MP12，與Mali-G72相比，Mali-G76執(zhí)行單元更多，通道數(shù)量翻倍。根據(jù)Arm的說法，Mali-G76相比G72性能密度提高30％，這意味著GPU面積不變，性能可提高30％；或者在性能相同時(shí)，可縮小約24%的GPU面積，不過Mali G76相比G72在架構(gòu)方面的優(yōu)化更明顯。三星并沒有公布Exynos 9820 GPU的具體時(shí)鐘頻率，只是聲稱升級后GPU的性能提升40%或35%的功耗表現(xiàn)。
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　　三星5G旗艦只能期待2020年

　　在性能和AI功能的提升之外，在5G商用越來越近的時(shí)候，通信性能的提升也十分關(guān)鍵。Exynos 9820集成LTE Advanced Pro 調(diào)制解調(diào)器，支持LTE Cat .20，使用8x載波聚合（CA）技術(shù)，可提供2.0Gbps的下行速率，和316Mbps的上行速率， 4x4 MIMO多輸入擴(kuò)展使調(diào)制解調(diào)器的穩(wěn)定性和速度得到進(jìn)一步提升，并支持256-QAM（正交幅度調(diào)制）和增強(qiáng)型許可輔助接入（eLAA）技術(shù)。

　　這比麒麟980中的Cat.21 4G基帶支1.4Gbps下載速率、200Mbps的上傳速度更高，不過Exynos9820也并不支持5G，三星的5G手機(jī)只能期待2020年。因?yàn)槿窃?月份宣布，已經(jīng)研發(fā)出全面符合 3GPPRelease 15 5G 新空口最新標(biāo)準(zhǔn)的5G基帶——Exynos Modem 5100，三星稱消費(fèi)者可以在 2018 年年底用上這款產(chǎn)品，但Exynos9820并未集成Exynos Modem5100，這意味著三星2019年發(fā)布的艦手機(jī)并不會支持5G網(wǎng)絡(luò)，按照三星一貫的節(jié)奏，三星的首款旗艦手機(jī)最早應(yīng)該要到2020年初才會發(fā)布。

　　其他性能方面，Exynos 9820的圖像信號處理器（ISP）支持五個(gè)傳感器，包括紅外傳感器，可以實(shí)現(xiàn)靈活的多攝像頭方案，能提升相機(jī)的自動(dòng)對焦性能，獲得更高質(zhì)量的照片。視頻方面則支持8K 30fps視頻編解碼以及4K 120fps視頻編解碼。Exynos9820還支持UFS 2.1/3.0閃存，最高支持4K分辨率顯示屏，硬件級PUF密鑰管理。

　　三星8nm 能否匹敵臺積電7nm？

　　處理器的設(shè)計(jì)之外，還有非常關(guān)鍵的制造工藝。我們知道處理器制造工藝的選擇在很大程度上決定了處理器的性能和功耗表現(xiàn)。Exynos9820采用的是三星自家的8nm LPP工藝，該工藝在去年10月通過驗(yàn)證，是基于10nmLPP工藝改進(jìn)而來，號稱可以提供更好的性能表現(xiàn)以及更高邏輯門密度。三星表示相較10nm LPP技術(shù)，新推出的8 nm LPP技術(shù)可使芯片能效提升10%，芯片面積降低10%。

　　三星表示采用8nm LPP的Exynos9820將在今年底量產(chǎn)，因此三星明年的旗艦手機(jī)Galaxy S10系列首發(fā)Exynos9820應(yīng)該沒有懸念，只是具體的性能表現(xiàn)倒是值得期待。三星的8nm工藝能匹敵臺積電7nm嗎？雷鋒網(wǎng)認(rèn)為不太可能，畢竟都集成了69億個(gè)晶體管的麒麟980還是蘋果A12處理器都基于臺積電7nm工藝，并且越來越多對先進(jìn)工藝有需求的芯片廠商都將目光瞄向了臺積電。至于三星的7nm節(jié)點(diǎn)進(jìn)程，三星在上個(gè)月宣布7nm LPP工藝進(jìn)入量產(chǎn)，7nm EUV晶圓大規(guī)模投產(chǎn)要等到2019年秋季，這表明三星的旗艦處理器要到明年才能用上7nm工藝。

　　另外，臺積電和三星最終都會量產(chǎn)7nm EUV，不過三星是芯片代工行業(yè)的后來者，也是“全球IBM制造技術(shù)聯(lián)盟”中激進(jìn)派的代表，雖然三星早早就宣布了7nm時(shí)代將采用EUV，但到底是三星的7nm EUV更好還是臺積電7nm EUV更好還不得而知，但這又非常關(guān)鍵，畢竟目前芯片性能和功耗的提升還是很大程度上依賴先進(jìn)工藝。