比蘋果A9還強大 三星S7處理器有多diao你造嗎 圖片
三星全新旗艦手機Galaxy S7/S7 edge已經(jīng)在MWC2016開幕的前一天發(fā)布，S7/S7 edge身上有許多亮點，例如雙曲面Super AMOLED屏幕，IP68級別的三防功能，佳能全像素雙核傳感器技術(shù)等等，這確實能給用戶不少全新的體驗。而硬件配置作為良好體驗的基礎(chǔ)，旗艦的Galaxy S7/S7 edge又怎能落后呢?關(guān)于三星自主設(shè)計/制造的處理器，你又知多少呢?今天，筆者和大家一起聊聊三星處理器的發(fā)展歷程，以及Galaxy S7/S7 edge的“大腦”:Exynos 8890與驍龍820。
三星制造處理器已經(jīng)15個年頭
三星作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的IDM廠商，其自身具備IC的設(shè)計能力以及生產(chǎn)能力。三星移動處理器（以下簡稱為Soc）發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了15個年頭，其中不少經(jīng)典的移動產(chǎn)品像iPhone 1代、iPod nano 2都搭載有三星的Soc。除了Soc之外，三星的產(chǎn)業(yè)（移動設(shè)備內(nèi)）還涉及到多方面的設(shè)計制造，例如手機上的LPDDR3/4 RAM、eMMC/UFS標(biāo)準(zhǔn)的ROM芯片、OLED屏幕、攝像頭模塊等等，是全球僅有的一家核心部件自給自足的手機廠商。當(dāng)然，以上提及到的產(chǎn)品都可以出售，三星也有自己的晶圓生產(chǎn)基地，用于自家芯片的生產(chǎn)以及別家Fabless廠商的芯片代工，例如蘋果A9處理器，高通驍龍820處理器等等。關(guān)于IDM與Fabless的區(qū)別請點擊:《技術(shù)分析第55期:手機Soc工藝你知多少?》
三星移動處理器15年發(fā)展歷程 | |||||
年份 | 處理器型號 | 設(shè)備型號 | 核心數(shù)量 | 架構(gòu) | 工藝 |
2000 | S3C44B0X | Danger HipTop(手機) | 1 | arm7TCMI | 250nm |
2003 | S3C2410 | 惠普iPAQ H1940(PDA) | 1 | arm920T | 180nm |
2006 | S5L8701 | 蘋果iPod nano 2(MP3) | 1 | arm940T | 180nm |
2007 | S5L8900 | 蘋果iPhone 1代 | 1 | arm1176JZF-S | 90nm |
2009 | S3C6411 | Galaxy Spoca | 1 | arm1176JZF-S | 65nm |
2010 | Exynos 3110 | Galaxy S | 1 | 蜂鳥 | 45nm |
2011 | Exynos 4210 | Galaxy S2 | 2 | 獵戶座 | 45nm |
2011 | Exynos 5250 | Nexus 10(平板) | 2 | arm A15 | 32nm |
2012 | Exynos 4412 | Galaxy S3 | 4 | arm A9 | 32nm |
2013 | Exynos 5410 | Galaxy S4 | 8 | arm A15+A7 | 28nm |
2013 | Exynos 5420 | Galaxy Note3 | 8 | arm A15+A7 | 28nm |
2014 | Exynos 5422 | Galaxy S5 | 8 | arm A15+A7 | 28nm |
2014 | Exynos 5430 | Galaxy Alpha | 8 | arm A15+A7 | 20nm |
2014 | Exynos 5433 | Galaxy Note4 | 8 | arm A57+A53 | 20nm |
2015 | Exynos 7420 | Galaxy S6 | 8 | arm A57+A53 | 14nm |
2015 | Exynos 8890 | Galaxy S7 | 8 | M1+arm A53 | 14nm |
Exynos 4210/4212:三星首款雙核處理器
Exynos 4210/4212有一個為人熟悉的名字:獵戶座，其首次搭載在三星首款雙核手機:Galaxy S2（I9100）上，雖然這款神機年事已高，但CM團(tuán)隊甚至為其推出了Android 6.0的Nightlies版本。Exynos 4210采用45nm制程節(jié)點制造，內(nèi)置兩顆1.2GHz的arm Cortex-A9核心，集成Mali T400 GPU，支持LPDDR2/3內(nèi)存，支持30fps/1080p的高清拍攝回放，性能不弱于同期的高通MSM8260以及Nvidia的Tegra 2。
Galaxy S2
除了Galaxy S2，這款處理器也搭載在Galaxy Note以及魅族MX上面。而之后的Exynos 4212更是升級到32nm HKMG制程工藝，主頻提高到1.5GHz。
Exynos 4412:四核心Cortex-A9架構(gòu)
雖然Exynos 4412同樣采用4210/4212上的Cortex-A9核心，但32nm HKMG的制程工藝卻讓Cortex-A9發(fā)揮得更完美，以至于Exynos 4412內(nèi)置4核A9在性能以及功耗上都取得了更好的平衡，GPU方面Exynos 4412依然集成Mali T400，同樣支持當(dāng)時最高規(guī)格的LPDDR3，整體性能上和高通Snapdragon S4不相上下，但功耗控制卻比S4更優(yōu)秀。
Galaxy S3
Exynos 4412搭載在Galaxy S3上面，而Galaxy Note2、魅族MX2同樣采用這款處理器。
Exynos 7420:更爭氣的A57+A53架構(gòu)
Exynos 7420搭載在Galaxy S6系列機型上，是三星首款14nm FinFET LPE工藝的處理器產(chǎn)品，其內(nèi)置4*A57+4*A53核心，A57主頻高達(dá)2.1GHz，集成Mali T760 GPU，也是三星首款支持LPDDR4內(nèi)存的Soc，因為基于14nm LPE工藝，Exynos 7420性能強勁之余也非?；馃?，但已經(jīng)比隔壁家的要好。
Galaxy S6 edge+
當(dāng)然，除了上述的3款處理器之外，三星還有相當(dāng)多值得一提的經(jīng)典處理器，例如業(yè)界首款采用Cortex-A15內(nèi)核的雙核Exynos 5250/四核Exynos 5410，與驍龍810同為A57+A53核心的Exynos 5433。考慮到文章篇幅過長，筆者就不一一解析了。而Exynos 8890作為三星2016年旗艦Soc，它到底是怎樣的呢?莫慌，繼續(xù)往下看。
Galaxy S7處理器共有兩個版本
據(jù)悉，三星Galaxy S7擁有兩個處理器的版本，分別搭載了Exynos 8890以及高通820。而更有消息指國行S7采用的是高通驍龍820版本，而國際版采用的是Exynos 8890，這可能是因為1.國行有電信CDMA制式，而高通820內(nèi)置的基帶以及捆綁的射頻芯片組支持全網(wǎng)通，三星也就免去了像Galaxy S6*高通基帶實現(xiàn)全網(wǎng)通的麻煩事，2.高通驍龍820采用三星14nm FinFET LPP制程工藝制造，換句話來說就是不熱了，三星也更愿意使用驍龍820。
Exynos 8890參數(shù)解析:自主架構(gòu)更強大
三星旗艦Soc，Exynos 8890基于三星14nm FinFET LPP工藝（比蘋果A9的制程工藝更先進(jìn)），在制程節(jié)點上與上代旗艦Exynos 7420相同，而工藝則從FinFET LPE升級到LPP，擁有更低的漏電率，核心頻率也能進(jìn)一步拉高。而架構(gòu)方面，8890內(nèi)置4*Mongoose+4*A53核心（共8核心設(shè)計），前面4個自主研發(fā)的Mongoose內(nèi)核主頻可達(dá)2.3GHz（超頻可達(dá)2.5GHz）用于提高性能，后面4個A53核心主頻為1.56GHz（超頻可達(dá)2.2GHz）用于兼顧功耗。而GPU（圖形處理器）方面則為Mali T880 12核心設(shè)計（據(jù)悉存在配備16核心的版本）。
Exynos 8890
而內(nèi)存方面依舊為雙通道的LPDDR4，值得一提的是和Exynos 8890捆綁使用的最新Shannon基帶（拆解顯示為Shannon 935），下行支持Cat 12，理論速度達(dá)到600Mbps，而上行也支持到Cat 13，理論速度達(dá)到150Mbps。達(dá)到了高通X12 LTE基帶的性能。
Exynos 8890簡易參數(shù)表 | |
Soc型號 | 三星Exynos 8890 |
制程工藝 | 三星14nm FinFET LPP |
核心 | 4*M1+4*A53 |
GPU | Mali T880 MP12 |
協(xié)處理器 | 不詳 |
ISP | 不詳 |
基帶 | 雙網(wǎng)LTE Cat12/13 |
RAM支持 | 雙通道LPDDR4 |
ROM支持 | eMMC 5.X/UFS2.0 |
Exynos 8890性能測試:比上代7420/驍龍810強得多
結(jié)果來自Geekbench數(shù)據(jù)庫與GFXbench（全為Offscreen）數(shù)據(jù)庫。
Exynos 8890/驍龍810/Exynos 7420跑分匯總 | |||
Exynos 8890 | 驍龍810 | Exynos 7420 | |
CPU | |||
單核 | 2294 | 1228 | 1487 |
多核 | 6908 | 4198 | 5030 |
GPU | |||
Car Chase（fps） | 15.3 | 11.2 | 9.1 |
Manhattan 3.1（fps） | 25.8 | 19.7 | 14.7 |
Manhattan（fps） | 37.7 | 21.9 | 26 |
T-Rex（fps） | 81.3 | 47.9 | 56.9 |
由于搭載Exynos 8890的機型還沒開賣，所以僅能通過理論跑分成績來說明其性能表現(xiàn)。單從數(shù)據(jù)上看來，Exynos 8890的單核性能已經(jīng)比高通上代旗艦驍龍810以及三星上代旗艦Exynos 7420強不少，Exynos 8890的單核性能基本上是驍龍810、Exynos 7420的兩倍，而GPU方面，Exynos 8890同樣領(lǐng)先于另外兩者，無論CPU性能還是GPU性能都有較大幅度的提升。
而隨著Exynos 8890的機型逐漸出貨，其驅(qū)動以及軟件/游戲的優(yōu)化也會陸續(xù)跟上，相信具體性能會繼續(xù)往上攀升。
14nm LPP工藝的Exynos 8890發(fā)熱更少
可能很多朋友會對這款處理器產(chǎn)生疑問，這么強大的處理器，發(fā)熱怎么樣。鑒于筆者手上也沒有搭載這款處理器的相應(yīng)機型，所以具體發(fā)熱狀況暫且不妄下定論。但Exynos 8890采用14nm FinFET LPP工藝制造，相信發(fā)熱“理論”上會得到控制，究竟FinFET是什么?它又有什么作用呢?筆者來簡單闡述一下。
FinFET顯微圖
其實早在10多年前，就有人提出FinFET這個結(jié)構(gòu)，FinFET主要重新設(shè)計了晶體管里面的S/D兩級以及最為關(guān)鍵的Gate結(jié)構(gòu)（什么是S/D/Gate今天不說，不然文章起碼要多2000字），讓Gate對通/斷的控制力更強，也就是在更先進(jìn)的制程節(jié)點上，減少S/D兩級之間的漏電流，而漏電流會直接影響處理器的功耗。而驍龍810的20nm HKMG工藝，就是Gate控制力低下（對于20nm節(jié)點），導(dǎo)致漏電問題嚴(yán)重，所以發(fā)熱以及功耗得不到良好的控制。
FinFET工藝示意圖
而臺積電/三星在16nm/14nm節(jié)點上都使用了FinFET技術(shù)，增強了Gate對S/D的控制力，減少漏電流。此外，隨著三星14nm FinFET LPE過渡到LPP工藝的成熟，良品率會逐漸上升，成本慢慢下降，也利于三星在晶圓的制造過程中使用更好的工藝去控制功耗。
Exynos 8890的發(fā)熱情況本站將會進(jìn)行相應(yīng)的測試。
總結(jié):三星自主處理器的又一里程碑
搭載Exynos 8890的Galaxy S7已經(jīng)發(fā)布。另外，在15年12月的驍龍820亞洲首秀上，高通表示已經(jīng)有超過70款終端采用這顆處理器，相信到現(xiàn)在已經(jīng)突破了這一數(shù)字。
Exynos 8890身上有著相當(dāng)多創(chuàng)新之處，例如自主設(shè)計的Mongoose核心以及自主架構(gòu)+arm 公版架構(gòu)的雙簇式設(shè)計，能很好地兼顧高性能與低功耗。整體來說，Exynos 8890的性能表現(xiàn)在2016年奪下安卓手機平臺處理器性能寶座并不是問題。
然而，Exynos 8890多核性能秒蘋果A9不是問題，而工藝上面也采用比A9 LPE更強的LPP。
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