来源：芯东西 文 | 心缘
继苹果华为打响 5nm 芯片商用战的头炮后，今天，三星正式加入这一战局！
在预热将近有 1 个多月后，三星首次专程为一款移动处理器在上海举办发布会，揭晓由三星和 vivo 联合研发的 5nm 移动芯片 Exynos 1080 的具体细节。
这是迄今唯一一款采用三星5nm工艺的芯片，也是三星首次跻身于最先进商用制程的首批落地战中。截至目前，三星是全球唯一一家兼具5nm芯片生产和设计能力的公司。
▲三星半导体中国研究所所长潘学宝
三星半导体中国研究所所长潘学宝强调说，这是一款专门为中国市场而打造的芯片，具有旗舰级的性能，全面提升了能效、影像能力及电竞游戏体验，将在vivo智能手机首发。
这也是继 Exynos 980 之后，这是继 Exynos980 之后，vivo 与三星双方联合研发的第二款移动处理器芯片。
无论是从今日三星公布的性能参数，还是此前泄露的跑分，都展现出 Exynos 1080 在性能方面的优秀水准，使其有望成为华为麒麟 9000 的又一劲敌。
▲三星 Exynos 创新成长路
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01
5G 下载速率达 5.1Gbps，支持 2 亿像素多摄
三星半导体 System LSI 市场部副总裁 CY Lee 在发布会现场提到，受疫情影响，人们在手机上花费的时间越来越多，移动网络使用时间明显增加，可视化沟通及游戏互动社交化成为趋势。
▲三星半导体 System LSI 市场部副总裁 CY Lee
移动设备的未来是什么？在 CY Lee 看来有三点：一是更快速、多重连接的 5G 和 6G，二是更超高分辨率、多重镜头相机、捕捉更多细节的智能相机，三是设备内置 AI，更高率、更强大，以及更便捷的移动计算和 ML/NN 网络引擎。而半导体技术是推动科技进化、带来更高性能和效率的关键。
紧接着，三星半导体中国研究所所长潘学宝公布了 Exynos 1080 芯片的全部信息。
该芯片采用了先进 5nm EUV FinFET 工艺设计，相较上一代，逻辑面积节约 30%，效率提高 15%，兼具更高性能和更低功耗。
▲三星 Exynos 近年进化历程
其CPU为八核架构，包含 4 颗 Arm 最新 Cortex-A78 大核和 4 颗 A55 小核，时钟速度从上一代 2.2GHz 提升至2.8GHz，单核性能是上一代的 1.5 倍，多核性能是上一代的 2 倍，复杂场景任务切换将更加流畅。
GPU采用最新 Arm Mail-G78 核，计算核心从原来的 5 个升级为 10 个，支持 4 通道 LPDDR4 & 5，该增强型 GPU性能是上一代的 2.3 倍，使得游戏体验更上一层楼。
▲三星 Exynos 1080 的 GPU 参数
Exynos 1080 的数据传输速率高达 51.2GB/s，最大程度提高 5G 的可连接性、应用程序的 AI 加速和多媒体的性能。
考虑到游戏耗电问题，Exynos 节电解决方案采用Amigo 电源管理系统，能实时监控各流程电源消耗情况，优化游戏过程中的总功耗。在打《王者荣耀》的测试中，其电源效率提高 10% 以上。
▲三星 Amigo 电源管理系统
集成了三星最新 5G 调制解调器的 Exynos 1080，其5G 下载速率达 5.1Gbps，相比之下，此前华为公布麒麟 9000 的 Sub-6G 下行理论峰值速率达 4.6Gbps。
该调制解调器还支持 5G 和 2G GSM/CDMA，3G WCDMA，TD-SCDMA，HSPA 和 4G LTE 中的 Sub-6GHz 和毫米波频谱，并支持最新的 WiFi-6 和蓝牙 5.2 技术。
▲三星 Exynos 1080 的 5G 性能
摄像方面，AI 加持下的智能 ISP 最多支持 2 亿像素的多摄，最多可连接 6 个图像传感器的信号，且 ISP 最多可以同时接收三个输入信号，以提供完整的三摄同时操作的支持。
值得一提的是，为实现更强的图像处理能力，Exynos 1080独家定制 AISP 架构，将 NPU 强介入到 ISP 中，在原始 RAW 域上便可通过机器学习智能调节各参数至最佳值。
Exynos 1080 搭载的 NPU 和 DSP 专为边缘 AI 而设计。CY Lee 称，未来其 NPU 将扩展到三星全部 Exynos 处理器。
基于 AI 的图像处理能实时监测物体与风景，设备内置 AI 技术优化白平衡和曝光，色度、对比度、饱和度、清晰度和降噪均得以更好地调整，使得拍摄场景更加自然生动。据潘学宝介绍，效果甚至媲美专业的单反相机。
▲三星 Exynos 1080 芯片的 AI 图像处理能力展示
如果监测到文字，Exynos 1080 还能进行动态翻译，并弱化文字边缘，使得文字显示的更加清晰。
视频拍摄方面，Exynos 1080 支持 HDR10+、高动态范围视频技术、原生 10 位色彩 4K UHD 视频录制和播放，处理器的显示系统支持 FHD+ 分辨率下高达 144Hz 的显示刷新率，从而使游戏玩家即使在快节奏的游戏中也能做出快速反应。
此前安兔兔曝光了一款疑似搭载三星 Exynos 1080 的手机的跑分数据，综合跑分高达 693600 分，这一数据和此前曝光的麒麟 9000 跑分（693605 分）十分相近。
▲疑似三星 Exynos 1080 的安兔兔跑分数据
02
都是 5nm，三星和台积电有些不一样
三星曾推出几代自研猫鼬 CPU 内核，但因效果不尽如人意，最终还是选择放弃，重新选择 Arm 公版架构。得益于近年 Arm 公版的崛起，如今采用 Arm 公版的三星、联发科、华为，新一代 SoC 性能都相当亮眼。
而三星的独特优势在于，不仅具备芯片设计能力，还是全球唯二的 5nm 晶圆代工厂。过去十年，三星工艺节点持续进化，3nm GAA 工艺已在研发中，与全球晶圆代工龙头台积电的差距也正在缩短。
▲三星工艺节点持续进化
由于各家对制程工艺的命名法则不同，相同纳米制程下，并不能对各厂商的制程技术进展做直观比较。比如英特尔 10nm 的晶体管密度与台积电 7nm、三星 7nm 的晶体管密度相当。
▲全球先进制程技术对比
据中国台湾《经济日报》援引台积电内部消息称，台积电 5nm 的晶体管密度是其 7nm 的 1.8 倍，且全程采用 EUV 制程，而三星的 5nm 晶体管密度较其 7nm 约增加二成，效能不及台积电。
▲台积电 5nm 策略（来源：台湾经济日报）
但从最近爆料信息来看，晶体管密度更高未必会是优势，反而可能是劣势，采用台积电第一代 5nm 技术的苹果 A14 仿生芯片和华为麒麟 9000 都性能提升缩水，而功耗反倒爆炸，后续必须通过软件优化控制功耗。
而晶体管密度数据略低的三星，相对就不那么容易翻车，良品率估计是其下一步要重点解决的问题。
在这一背景下，三星 Exynos 1080 能在同一平台上展现出和华为麒麟 9000 相近的跑分，也可以体现三星在芯片设计方面的功底。
随着摩尔定律趋缓，制程升级愈发接近天花板，对于手机芯片设计商来说，实现性能新突破将更加具有挑战性。
03
结语：5nm 商用战好戏登场
当三星 Exynos 1080 落地后，5nm 手机芯片对决的大幕已经拉开。
作为智能手机的 " 心脏 "，芯片已经成为各家手机品牌同台比拼的核心竞争力之一。可以看到，采用更先进制程，升级多核 CPU、GPU、DSP、AI 加速性能，优化计算、拍摄与显示性能，已经成为手机 SoC 核心玩家持续优化的主要方向。
此外，苹果、华为等走软硬协同路线的玩家，亦通过优化软件来更大程度地挖掘芯片算力。
三星在发布会 PPT 标注的是旗舰体验，不过此前也有国内知名数码博主爆料称，Exynos 1080 定位于中高端市场，三星旗舰手机将搭载的旗舰芯片还在推进之中。
而三星在 5nm 手机芯片的重磅出击，不仅意味着三星将进一步巩固其在智能手机和芯片设计方面的技术领先地位，再度回归中高端手机芯片主流战场，也展示了三星追赶上来的先进工艺代工实力。
作为全球唯二能提供 5nm 代工服务的晶圆厂，三星正努力拿下在更先进制程的领先优势，从 7nm 商用全面落后台积电、到如今缩短与台积电在 5nm 节点的商用时间差，台积电与三星极有可能在 3nm 节点上演更激烈的先发争夺战。
除了旗舰芯外，三星 Exynos 系列处理器的市场正进一步扩张，据韩媒 BusinessKorea 报道，三星系统 LSI 业务部称将在 2021 年向中国智能手机品牌小米、OPPO 和 vivo 供应其 Exynos 系列处理器。
而随着三星 Exynos 渗透更多智能手机市场，将为安卓手机厂商带来新的选择，显然也将给高通、联发科造成更大的压力。
▲三星 5nm 移动芯片 Exynos 1080（此视频中的手机为展示用虚拟图片）
