脚踏实地的“蜂鸟”:三星移动处理器历代记

甜美又透亮的小鲤

2017-07-15 11:53
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还有几天,国行版的三星S8就要正式发布了——众所周知,这代的国行和美行因为运营商制式的因素使用的高通骁龙835主控,而在其他地区则是三星自家的Exynos8895。根据外媒实测,Exynos 8895在性能上与骁龙835可以说是“平起平坐”,某些方面甚至稍微胜过。

事实上,这已经是三星第四次在旗舰手机里同时采用高通和自家的主控方案了——换句话说,三星的Exynos主控早在几年前就具备了行业标杆的性能水准。不过,追溯历史,我们也不难发现,三星在手机芯片上的成功也不是一蹴而就的,下面笔者就先带大家一起来回顾一下三星移动芯片的“编年史”。

2000——2009:没有“名字”的开创期

三星的第一款实用的移动处理器诞生于2000年,那时候还没有“Exynos”的商标名称,处理器都是以字母+数字的原始命名:S3C44B0使用的还是250nm制程,运行频率只有66MHz,也没有集成图形加速器。但是,作为三星的“处女作”,它有两个值得关注的特点:一是选取了ARM指令集和硬件架构作为今后的开发方向,二是重视和市场的实际需求结合,初代产品就有厂商采用并成功出货、上市。

之后,三星成功地开发出了一系列基于ARM9和ARM11架构的SoC芯片,其中比较出名的是2003年的S3C2410(180nm制程,266MHz ARM920T)、2009年的S3C6410(65nm制程,800MHz ARM1176ZJF-S、带有FIMG图形加速器),这两款因为出色的性价比,加上三星对于开源社区的积极建设,被大量用于智能设备的开发和各种科研、编程、教育领域,我们熟知的魅族第一代手机M8,也是基于S3C6410主控设计开发的。当然,也不能忘记了初代iPhone、iPhone 3G所使用的的S5L8900和iPhone 3GS上的S5PC100——可以说,没有三星提供的主控和编程支持,苹果的iPhone就不会诞生。

2010——2014:“蜂鸟”一鸣惊人

2010年,为了制造出当时最强的Android智能手机,三星推出了S5PC110主控,并赋予了它一个商品名“蜂鸟”以形容它又轻又快的特点。S5PC110也确实没有让大家失望,它有着当时极为先进的45nm制程、高达1.2GHz的频率、相当于竞争对手200%还多的3D游戏性能、还可以硬解码1080P视频……而搭载它的Galaxy S更是创造了销量神话,其其在全球共有28个不同的运营商定制型号(这还不包括后期的各种派生机型),可以说一举奠定了三星在Android设备阵营的领军地位。

2011年,三星正式推出Exynos Dual 4210芯片和对应的新旗舰手机Galaxy SII,同时也将“蜂鸟”改名为Exynos3 Single 3110,这正是之后Exynos家族的开端。再之后的剧情大家就十分清楚了:四核心的Exynos4 Quad 4412/4415,业界第一个A15大核心主控Exynos5 Dual 5250,知名的“双四核”主控Exynos5 Octa 5410,终于八核心可以全开的Exynos5 Octa 5420,生涯短暂但是技术出色的20nm制程首作Exynos5 Octa 5430……

从Exynos 4时代开始,三星和高通就达成了关于产线、技术和产量分配上的协议,Galaxy SIII就在不同地区分别使用了三星和高通的同期主控,也意味着从这个时候开始,三星在SoC上的实力就已经得到了高通的承认甚至可以说是警惕……

2015:你所不知道的Exynos7家族

说到Exynos7,大家第一时间想到的也许是Galaxy S6上的Exynos7 Octa 7420。的确,作为一代完全使用三星自有主控的Galaxy S系列,S6的成功也让全世界的用户都记住了7420这颗高性能低功耗的64位八核心旗舰SoC。但是,实际上Exynos家族并非只有7420一款,而是有着诸多大家也许不熟悉的“成员”。

首先,是7420的“前辈”,Exynos7 Octa 7410,事实上,它是由Exynos5 Octa 5433“改名”而来。估计是因为5433和之前32位架构的5430使用了同一代制程,三星一开始没打算将其划入7系列。但是5433除了制程,在架构本质上是一颗CortexA57+A53的64位主控,其他技术细节也和7420颇多渊源。所以为了体现它和Exynos 7420的“承前启后”关系,最后它被划入7系列,成为了“老大哥”。

其次,在掌握了14nm制程和64位ARM V8指令集之后,三星决意研发用于性价比机型的自有主控,这就诞生了Exynos7 Quad 7570/Octa 7870/Octa 7880。它们在规格上没有旗舰们那么注重性能,但是和高通、联发科、海思的竞品相比,三星的这一批主控最大的优势是很早就用上了14nm制程——比竞争对手们早了几乎整整一年,自然地在发热、功耗等方面会有好得多的表现。

2016至今:自主架构开始发力

2016年第一季度,三星发布了Exynos8 Octa 8890主控,它有一个非常重大的意义在于——这是三星第一款拥有自研架构的ARM芯片。

从GeekBench一类的跑分软件中,我们可以很明显地看出三星Exynos8890相比同时期的高通骁龙820在多线程方面有着巨大的性能优势,而它那Mali-T880MP12的恐怖GPU配置更是让当时的海思麒麟950相形见绌:后者只有它三分之一的规格,不得不靠大幅提升频率来增强性能,结果就是造成了功耗和发热的上升。

而三星这种“多核心+低频率”的设计思路在最新一代的Exynos9 Octa8895上继续得到了发扬:这一次自主核心的架构升级为“Mongoose M2”,而GPU的规格更是来到了Mali-G71MP20……

当然,从目前三星只在旗舰上使用自研架构,而且也仅限大核心来看,其架构设计能力客观地说和高通、NVIDIA等还是有一定差距的。不过既然已经有了两年的积累,未来实现全自研也绝非不可能——甚至于中低端的主控、用于智能穿戴和物联网低功耗设备上的SoC也说不定可以从中受益。当然——最终得利的自然还是消费者。

总结:三星的成功在于脚踏实地

看完了三星家移动SoC的“发家史”,不知道各位发现了什么规律没有?至少在笔者看来,三星的最大优势一是它拥有着全世界最先进的半导体工厂之一,这使得三星在手机厂商里是唯一一家同时具备设计和制造芯片能力的企业,在技术、工期和成本上都不会受制于人。

而更重要的一点在于,三星从一开始就非常明白,芯片造出来是用来实用的,是要卖给市场,接受消费者日常使用的检验的,绝非是用来骗经费、吹牛、自鸣得意的产物。所以三星的SoC在架构、指令集、技术上非常积极地紧跟市场主流、迎合消费者的实际需求,而没有盲目地去搞什么“发明创造”、追求不切实际、劳民伤财的“自主率”。

从66MHz的处女作到自研架构、2.5GHz的八核心Exynos8895,三星的芯片做了17年,也在市场上卖了17年,是真正接受过“实战考验”,能够为市场提供真正价值的产品。

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