今天，三星LSI宣布了全新的Exynos 2100旗艦SoC。這款新芯片對(duì)三星的芯片部門來(lái)說(shuō)非常特別，因?yàn)樗鼧?biāo)志著與過(guò)去的迭代設(shè)計(jì)背道而馳——這是三星第一款不使用自己的內(nèi)部CPU微體系結(jié)構(gòu)，而是依靠Arm的Cortex內(nèi)核（例如新X1）的SoC。
對(duì)于三星公司來(lái)說(shuō)，這不僅是技術(shù)上的重大變化，而且在一般的音調(diào)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(lái)第一次實(shí)際展示的三星移動(dòng)SoC的發(fā)布活動(dòng)，這和高通過(guò)往一直在做的類似。
新的SoC有望進(jìn)行一些非常大的技術(shù)升級(jí)。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(lǐng)先5G調(diào)制解調(diào)器，支持高達(dá)2億像素拍照的傳感器，AV1視頻解碼，這些全部在一個(gè)新的5nm工藝節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)。
正如前文所說(shuō)，三星在新旗艦上使用新的Arm Cortex-X1 CPU內(nèi)核。但自2016年的Exynos 8890和Galaxy S7系列設(shè)備以來(lái)，三星在過(guò)去五年中始終使用他們自己設(shè)計(jì)的CPU微體系結(jié)構(gòu)（從Ｍ1到去年的M5）。
不幸的是，三星自己的設(shè)計(jì)從未真正取得成功，反而帶來(lái)了與公司期望相反的結(jié)果——讓芯片的性能下降。與Arm Cortex同類產(chǎn)品相比，三星自研CPU的電源效率更差。盡管三星一直對(duì)SARC CPU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)保持耐心，但連續(xù)出現(xiàn)太多故障，尤其是諸如Exynos 9810和Exynos 990之類的大失誤導(dǎo)致該項(xiàng)目終止，所以三星最終還是使用Arm Cortex內(nèi)核。
在去年Arm的Cortex-X1公告中，三星實(shí)際上是領(lǐng)先的合作伙伴之一，Arm也公開認(rèn)可了他們對(duì)新型高性能CPU IP的使用，而今天發(fā)布的Exynos 2100則彰顯了這一合作的成果。
新的Exynos 2100采用了高通公司在Snapdragon 855中首次引入的“1 + 3 + 4 ”的CPU配置，它具有一個(gè)時(shí)鐘頻率高達(dá)2.8GHz的新高性能Cortex-X1內(nèi)核，三個(gè)時(shí)鐘頻率為2.8Ghz的Cortex-A78內(nèi)核，以及主頻高達(dá)2.2GHz的四個(gè)Cortex-A55內(nèi)核。
關(guān)于此設(shè)置的有趣之處在于時(shí)鐘頻率，以及它們與高通公司幾周前發(fā)布的新Snapdragon 888的對(duì)比，該產(chǎn)品將在2021年的首批新旗艦設(shè)備中發(fā)售。
Exynos芯片在時(shí)鐘頻率上比Snapdragon芯片具有400MHz的優(yōu)勢(shì)，特別是在中級(jí)和效率內(nèi)核上，這在多線程CPU工作負(fù)載方面應(yīng)具有顯著優(yōu)勢(shì)。
在2.9GHz的X1內(nèi)核方面，很遺憾我們?cè)俅五e(cuò)過(guò)了這一代的3GHz符號(hào)，但它仍比Snapdragon同類產(chǎn)品高60MHz，因此應(yīng)該會(huì)帶來(lái)較小的性能提升，盡管也許不會(huì)很明顯。
在演示過(guò)程中，三星確實(shí)確實(shí)分享了一些性能數(shù)據(jù)，其中包括由于現(xiàn)在性能更高的中間核，預(yù)計(jì)可將多線程性能提高33％。
我真的很高興看到三星也發(fā)布了單獨(dú)的19％單線程性能指標(biāo)-但是這個(gè)數(shù)字對(duì)我來(lái)說(shuō)有點(diǎn)奇怪，因?yàn)閺?.7GHz Exynos M5升級(jí)到2.9GHz Cortex-X1的幅度應(yīng)該更大。我不知道三星在計(jì)算這些數(shù)字時(shí)會(huì)使用什么，但我樂(lè)觀地認(rèn)為事情最終可能會(huì)超過(guò)19％。
作為發(fā)布會(huì)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(duì)CPU群集中可能的8MB L3緩存的引用，但也可能與更好的系統(tǒng)緩存結(jié)構(gòu)有關(guān)。他們還提到了更有效的電壓控制實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)際上這在實(shí)際中的含義尚待解釋，但是三星可以與Snapdragon 888相比，脫穎而出的一個(gè)方面是因?yàn)镃ortex-X1內(nèi)核提供自己的專用電壓軌（voltage rail）。我們將不得不看看實(shí)際的SoC表現(xiàn)如何，因?yàn)槿菦](méi)有針對(duì)其芯片發(fā)布投入如此技術(shù)深度。
GPU 性能提升了40%？
在GPU方面，我們已經(jīng)看到了從頻率高達(dá)800MHz的Mali-G77 MP11到未公開頻率的新型Mali-G78MP14的轉(zhuǎn)變。通常，這是內(nèi)核數(shù)量方面預(yù)期的實(shí)現(xiàn)提升，確切地說(shuō)，內(nèi)核數(shù)量增加了27％。
有趣的是，三星宣稱其圖形性能要好40％。實(shí)際上，這確實(shí)讓我停頓了一下，我對(duì)三星如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提出了疑問(wèn)。Mali-G78原本是一個(gè)相當(dāng)小的世代升級(jí)，其性能/性能僅提高了10％。宣傳Exynos 2100的過(guò)程節(jié)點(diǎn)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(yīng)該會(huì)提高32％的perf / W，但是這種理論處理實(shí)際上可以對(duì)實(shí)際的芯片設(shè)計(jì)（尤其是在GPU方面）進(jìn)行準(zhǔn)確的估算是非常罕見的。
因此，雖然40％的性能提升聽起來(lái)棒極了，但這全取決于新的Exynos 2100的功率和效率–以及在長(zhǎng)時(shí)間的游戲過(guò)程中能否保持這些性能指標(biāo)。
一個(gè)更強(qiáng)的NPU
新一代NPU SHI另一個(gè)重大升級(jí)。三星已經(jīng)將其IP從2核設(shè)計(jì)發(fā)展為新的3核設(shè)計(jì)，并承諾進(jìn)行新的架構(gòu)更改，例如修剪和權(quán)重壓縮，以將NPU的電源效率提高2倍。
三星今天宣布AI性能為26 TOPS，但該數(shù)字似乎是包括CPU，GPU，NPU和DSP在內(nèi)的所有SoC計(jì)算模塊的總和，與Exynos 990的15 TOPS相比。去年實(shí)際上是以10 TOPS的數(shù)字宣布的，因此這里存在一些市場(chǎng)修正主義，可能想與高通公司為其SoC推出的數(shù)字保持一致。不幸的是，兩家公司都在訴諸于實(shí)際IP塊性能的這種模糊。
更加強(qiáng)大的ISP：多達(dá)4個(gè)同時(shí)傳感器
在多媒體功能方面，三星表示已對(duì)其相機(jī)ISP和DSP進(jìn)行了重大改進(jìn)。新芯片支持高達(dá)200MP的單傳感器，同時(shí)最多可連接6個(gè)攝像頭傳感器，并同時(shí)并行運(yùn)行其中的4個(gè)。至少在這方面，新芯片比僅支持最多3個(gè)同時(shí)攝像頭的Snapdragon 888具有更高的性能。
三星已經(jīng)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(dá)8K60的視頻解碼，盡管編碼保持在8K30 / 4K120。有趣的是，三星現(xiàn)在確實(shí)支持AV1解碼，這使其成為移動(dòng)市場(chǎng)上繼聯(lián)發(fā)科的Dimensity 1000之后的第二個(gè)支持新功能的芯片組。
集成5G調(diào)制解調(diào)器
最后，新平臺(tái)還是新的SoC設(shè)計(jì)，將5G調(diào)制解調(diào)器重新集成在同一芯片上，有望在功率效率方面有所提高，并能更好地利用PCB空間。與分立式Exynos 5123調(diào)制解調(diào)器相比，實(shí)際的調(diào)制解調(diào)器本身似乎未看到功能上的顯著變化-但這可能是因?yàn)樵谥С炙行录夹g(shù)（例如5G sub-6GHz和mmWave連接）方面，但它已經(jīng)具有完整的功能。
在公告視頻中，三星強(qiáng)調(diào)了mmWave的部署在2021年將會(huì)增長(zhǎng)，并且我們將看到更多使用mmWave的Exynos驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。這將很有趣，因?yàn)槲覀兩形丛谑袌?chǎng)上看到三星自己的mmWave天線，盡管該公司已在2019年發(fā)布了他們擁有多代此類設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。
5nm工藝節(jié)點(diǎn)
最后，三星透露，新的Exynos 2100是在三星的5nm工藝節(jié)點(diǎn)上制造的，這既可以使時(shí)鐘頻率提高10％，又可以使相同頻率的功率降低20％。去年，我們?cè)鴳岩扇堑?nm工藝節(jié)點(diǎn)的功率效率比臺(tái)積電最新的N7P節(jié)點(diǎn)低20％到25％，因此從本質(zhì)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(gè)顯著的工藝節(jié)點(diǎn)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
前景良好
今天的發(fā)布會(huì)是三星方面的一個(gè)非常積極的基調(diào)和熱情，宣布了諸如“ Exynos又回來(lái)了”這樣的流行語(yǔ)，并且在演講中承認(rèn)上一代SoC存在問(wèn)題。我認(rèn)為這是該公司消息傳遞的一個(gè)重大變化，至少在紙面上，新的Exynos 2100看起來(lái)極具競(jìng)爭(zhēng)力。我確實(shí)希望這種實(shí)際情況也能轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品，即將在幾周后推出的新版Galaxy S21系列首次使用新的Exynos芯片組。