叫板高通，三星發佈最強5nm處理器_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自「anandtech」，謝謝。

今天，三星LSI宣佈了全新的Exynos 2100旗艦SoC。這款新芯片對三星的芯片部門來説非常特別，因為它標誌着與過去的迭代設計背道而馳——這是三星第一款不使用自己的內部CPU微體系結構，而是依靠Arm的Cortex內核（例如新X1）的SoC。

對於三星公司來説，這不僅是技術上的重大變化，而且在一般的音調和消息傳遞方面也是如此，該公司熱情高漲，而且這是有史以來第一次實際展示的三星移動SoC的發佈活動，這和高通過往一直在做的類似。

新的SoC有望進行一些非常大的技術升級。除了上面提到的新的Cortex-X1性能CPU以外，還有非常大的GPU性能提升，以及AI性能，重新集成的領先5G調制解調器，支持高達2億像素拍照的傳感器，AV1視頻解碼，這些全部在一個新的5nm工藝節點上實現。

正如前文所説，三星在新旗艦上使用新的Arm Cortex-X1 CPU內核。但自2016年的Exynos 8890和Galaxy S7系列設備以來，三星在過去五年中始終使用他們自己設計的CPU微體系結構（從Ｍ1到去年的M5）。

不幸的是，三星自己的設計從未真正取得成功，反而帶來了與公司期望相反的結果——讓芯片的性能下降。與Arm Cortex同類產品相比，三星自研CPU的電源效率更差。儘管三星一直對SARC CPU設計團隊保持耐心，但連續出現太多故障，尤其是諸如Exynos 9810和Exynos 990之類的大失誤導致該項目終止，所以三星最終還是使用Arm Cortex內核。

在去年Arm的Cortex-X1公告中，三星實際上是領先的合作伙伴之一，Arm也公開認可了他們對新型高性能CPU IP的使用，而今天發佈的Exynos 2100則彰顯了這一合作的成果。

新的Exynos 2100採用了高通公司在Snapdragon 855中首次引入的“1 + 3 + 4 ”的CPU配置，它具有一個時鐘頻率高達2.8GHz的新高性能Cortex-X1內核，三個時鐘頻率為2.8Ghz的Cortex-A78內核，以及主頻高達2.2GHz的四個Cortex-A55內核。

關於此設置的有趣之處在於時鐘頻率，以及它們與高通公司幾周前發佈的新Snapdragon 888的對比，該產品將在2021年的首批新旗艦設備中發售。

Exynos芯片在時鐘頻率上比Snapdragon芯片具有400MHz的優勢，特別是在中級和效率內核上，這在多線程CPU工作負載方面應具有顯著優勢。

在2.9GHz的X1內核方面，很遺憾我們再次錯過了這一代的3GHz符號，但它仍比Snapdragon同類產品高60MHz，因此應該會帶來較小的性能提升，儘管也許不會很明顯。

在演示過程中，三星確實確實分享了一些性能數據，其中包括由於現在性能更高的中間核，預計可將多線程性能提高33％。

我真的很高興看到三星也發佈了單獨的19％單線程性能指標-但是這個數字對我來説有點奇怪，因為從2.7GHz Exynos M5升級到2.9GHz Cortex-X1的幅度應該更大。我不知道三星在計算這些數字時會使用什麼，但我樂觀地認為事情最終可能會超過19％。

作為發佈會演示文稿的一部分，三星還聲稱包括“更好的緩存” ，這可能是對CPU羣集中可能的8MB L3緩存的引用，但也可能與更好的系統緩存結構有關。他們還提到了更有效的電壓控制實現方式，實際上這在實際中的含義尚待解釋，但是三星可以與Snapdragon 888相比，脱穎而出的一個方面是因為Cortex-X1內核提供自己的專用電壓軌（voltage rail）。我們將不得不看看實際的SoC表現如何，因為三星沒有針對其芯片發佈投入如此技術深度。

GPU 性能提升了40%？

在GPU方面，我們已經看到了從頻率高達800MHz的Mali-G77 MP11到未公開頻率的新型Mali-G78MP14的轉變。通常，這是內核數量方面預期的實現提升，確切地説，內核數量增加了27％。

有趣的是，三星宣稱其圖形性能要好40％。實際上，這確實讓我停頓了一下，我對三星如何實現這一目標提出了疑問。Mali-G78原本是一個相當小的世代升級，其性能/性能僅提高了10％。宣傳Exynos 2100的過程節點可將電源效率提高20％。從理論上和紙面上看，新工藝和GPU IP應該會提高32％的perf / W，但是這種理論處理實際上可以對實際的芯片設計（尤其是在GPU方面）進行準確的估算是非常罕見的。

因此，雖然40％的性能提升聽起來棒極了，但這全取決於新的Exynos 2100的功率和效率–以及在長時間的遊戲過程中能否保持這些性能指標。

一個更強的NPU

新一代NPU SHI另一個重大升級。三星已經將其IP從2核設計發展為新的3核設計，並承諾進行新的架構更改，例如修剪和權重壓縮，以將NPU的電源效率提高2倍。

三星今天宣佈AI性能為26 TOPS，但該數字似乎是包括CPU，GPU，NPU和DSP在內的所有SoC計算模塊的總和，與Exynos 990的15 TOPS相比。去年實際上是以10 TOPS的數字宣佈的，因此這裏存在一些市場修正主義，可能想與高通公司為其SoC推出的數字保持一致。不幸的是，兩家公司都在訴諸於實際IP塊性能的這種模糊。

更加強大的ISP：多達4個同時傳感器

在多媒體功能方面，三星表示已對其相機ISP和DSP進行了重大改進。新芯片支持高達200MP的單傳感器，同時最多可連接6個攝像頭傳感器，並同時並行運行其中的4個。至少在這方面，新芯片比僅支持最多3個同時攝像頭的Snapdragon 888具有更高的性能。

三星已經更新了其MFC塊（多格式編解碼器）視頻編碼器和解碼器，以支持高達8K60的視頻解碼，儘管編碼保持在8K30 / 4K120。有趣的是，三星現在確實支持AV1解碼，這使其成為移動市場上繼聯發科的Dimensity 1000之後的第二個支持新功能的芯片組。

集成5G調制解調器

最後，新平台還是新的SoC設計，將5G調制解調器重新集成在同一芯片上，有望在功率效率方面有所提高，並能更好地利用PCB空間。與分立式Exynos 5123調制解調器相比，實際的調制解調器本身似乎未看到功能上的顯著變化-但這可能是因為在支持所有新技術（例如5G sub-6GHz和mmWave連接）方面，但它已經具有完整的功能。

在公告視頻中，三星強調了mmWave的部署在2021年將會增長，並且我們將看到更多使用mmWave的Exynos驅動的設備。這將很有趣，因為我們尚未在市場上看到三星自己的mmWave天線，儘管該公司已在2019年發佈了他們擁有多代此類設計的產品。

5nm工藝節點

最後，三星透露，新的Exynos 2100是在三星的5nm工藝節點上製造的，這既可以使時鐘頻率提高10％，又可以使相同頻率的功率降低20％。去年，我們曾懷疑三星的7nm工藝節點的功率效率比台積電最新的N7P節點低20％到25％，因此從本質上講，我們期望新工藝在功率效率方面能夠趕上新的TSMC 5nm SoC這樣的蘋果A14和麒麟9000仍然有一個顯着的工藝節點的領先優勢。

前景良好

今天的發佈會是三星方面的一個非常積極的基調和熱情，宣佈了諸如“ Exynos又回來了”這樣的流行語，並且在演講中承認上一代SoC存在問題。我認為這是該公司消息傳遞的一個重大變化，至少在紙面上，新的Exynos 2100看起來極具競爭力。我確實希望這種實際情況也能轉化為實際產品，即將在幾周後推出的新版Galaxy S21系列首次使用新的Exynos芯片組。