來源：芯東西 文 | 心緣
繼蘋果華為打響 5nm 芯片商用戰(zhàn)的頭炮后，今天，三星正式加入這一戰(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芯片生產和設計能力的公司。
▲三星半導體中國研究所所長潘學寶
三星半導體中國研究所所長潘學寶強調說，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，這是繼 Exynos980 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，還是此前泄露的跑分，都展現出 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。
▲三星 Exynos 創(chuàng)新成長路
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01
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。
▲三星半導體 System LSI 市場部副總裁 CY Lee
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，三是設備內置 AI，更高率、更強大，以及更便捷的移動計算和 ML/NN 網絡引擎。而半導體技術是推動科技進化、帶來更高性能和效率的關鍵。
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。
▲三星 Exynos 近年進化歷程
其CPU為八核架構，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。
▲三星 Exynos 1080 的 GPU 參數
Exynos 1080 的數據傳輸速率高達 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。
▲三星 Amigo 電源管理系統(tǒng)
集成了三星最新 5G 調制解調器的 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。
該調制解調器還支持 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。
▲三星 Exynos 1080 的 5G 性能
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，為實現更強的圖像處理能力，Exynos 1080獨家定制 AISP 架構，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節(jié)各參數至最佳值。
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，設備內置 AI 技術優(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整，使得拍攝場景更加自然生動。據潘學寶介紹，效果甚至媲美專業(yè)的單反相機。
▲三星 Exynos 1080 芯片的 AI 圖像處理能力展示
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、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 的手機的跑分數據，綜合跑分高達 693600 分，這一數據和此前曝光的麒麟 9000 跑分（693605 分）十分相近。
▲疑似三星 Exynos 1080 的安兔兔跑分數據
02
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。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。
▲三星工藝節(jié)點持續(xù)進化
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。
▲全球先進制程技術對比
據中國臺灣《經濟日報》援引臺積電內部消息稱，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。
▲臺積電 5nm 策略（來源：臺灣經濟日報）
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。
而晶體管密度數據略低的三星，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出和華為麒麟 9000 相近的跑分，也可以體現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，實現性能新突破將更加具有挑戰(zhàn)性。
03
結語：5nm 商用戰(zhàn)好戲登場
當三星 Exynos 1080 落地后，5nm 手機芯片對決的大幕已經拉開。
作為智能手機的 " 心臟 "，芯片已經成為各家手機品牌同臺比拼的核心競爭力之一。可以看到，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，不過此前也有國內知名數碼博主爆料稱，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領先地位，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。
▲三星 5nm 移動芯片 Exynos 1080（此視頻中的手機為展示用虛擬圖片）
