5G普及 全球首款5G集成式SoC三星Exynos 980詳解

　　對于早期的手機而言，其所承擔(dān)的功能僅是打電話、發(fā)短信等簡單的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，對于數(shù)據(jù)處理的性能要求并不高，因此彼時的手機可以設(shè)計得非常小巧輕薄，例如口紅大小的諾基亞7280，以輕薄著稱的摩托羅拉V3系列。

　　然而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，如今的手機已經(jīng)不再是一款單純的通訊設(shè)備，它更像是一個生活中必不可少的助手，無論是工作、社交還是生活都緊密相連。而決定其性能的因素不僅限于CPU，還需要考慮到GPU、RAM、ROM、Modem通信模塊、ISP圖像處理等等部分的綜合性能表現(xiàn)。而以上提到的各個模塊的集合，便是如今我們經(jīng)?？吹降腟oC(System on Chip)概念。

　　眾所周知，一個木桶能裝多少水，取決于其最短的那塊木板。若是把有短板的木桶傾斜過來，相比端正的木桶則能盛更多水。這便是設(shè)計缺陷與后天優(yōu)化的結(jié)果。對于手機性能也是一樣的道理，SoC之中的任何一個模塊如果成為短板，那么它必將限制SoC的整體性能發(fā)揮。若是在短板基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，性能便會有些許提升。但是后天再多的努力，都遠不及一款無缺陷的SoC性能優(yōu)秀，可見無短板的設(shè)計有多么重要。

　　目前市面上主流的SoC廠商主要有三星、華為以及高通等，其中最能體現(xiàn)各家廠商實力的，必定是旗艦級芯片，例如用戶們耳熟能詳?shù)母咄旪?55、華為麒麟980等。但隨著5G技術(shù)的落地應(yīng)用，如今這類需要外掛5G基帶才能提供支持的“旗艦級”SoC已然落伍，因此真正考驗各家廠商綜合實力的，便是推出集成5G基帶的“無短板”、“真旗艦”SoC。

　　為什么說5G集成式SoC更為考驗廠商綜合實力呢?眾所周知，手機是一款高度集成化的電子產(chǎn)品，對于內(nèi)部元件的排布要求極高。一般的SoC內(nèi)部已經(jīng)集成有4G基帶，為了加入5G基帶，需要對主板進行重新設(shè)計優(yōu)化，無疑提升了控制手機厚度的難度。另一方面，外掛基帶增加了手機的功耗，其發(fā)熱和電池續(xù)航都將面臨考驗。如果將SoC的研發(fā)比作蓋樓，那么外掛式5G SoC只是在原有的大樓基礎(chǔ)上，新蓋一座小型配樓，或者干脆直接在原有的基礎(chǔ)上重新裝修，以滿足用戶的需求。而5G集成式SoC則是另行選址，重新設(shè)計并建造一座更高的大樓，因此能夠以“無短板”的“真旗艦”為目的進行設(shè)計，并且無疑更加考驗廠商的綜合實力。

5G芯片研發(fā) 三星低調(diào)引領(lǐng)

　　在研發(fā)5G集成式SoC方面，三星成為了幾家廠商中的先行者。在2019年9月4日舉辦的IFA德國電子消費展上，三星推出了全球首款5G集成式SoC——Exynos 980，其采用了8nm FinFET制程工藝，內(nèi)部集成兩顆2.2GHz Cortex-A77大核和六顆1.8GHz Cortex-A55效能核心，配備Mali-G76 MP5 GPU，內(nèi)置NPU，支持LPDDR4X RAM和NSA&SA兩種組網(wǎng)下5G網(wǎng)絡(luò)。

　　同樣是在IFA德國電子消費展上，華為于9月6日推出了自家的5G集成式SoC——麒麟990，但由于其并未采用最新的Cortex-A77核心，而是使用了上一代Cortex-A76核心，因此在數(shù)據(jù)運算性能方面無疑出現(xiàn)了短板。而另外一家SoC巨頭高通，至今仍未正式推出集成式5G SoC，可見集成式5G SoC的研發(fā)之難和對技術(shù)要求之高，也從側(cè)面印證了三星很早便投入5G研發(fā)之中。

超高速數(shù)據(jù)通信能力保障5G體驗

　　作為全球首款5G集成式SoC，Exynos 980在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的超高速數(shù)據(jù)通信能力備受關(guān)注。據(jù)悉Exynos 980在5G通信環(huán)境下即6GHz一下頻段，能夠?qū)崿F(xiàn)最高2.55Gbps的下行速率。相比之下，麒麟990在6GHz頻段下的峰值下行速率僅為2.3Gbps。而在網(wǎng)絡(luò)部分，Exynos 980提供了對NSA/SA兩種不同組網(wǎng)方式的支持，雖然當(dāng)下SA組網(wǎng)方式尚未普及，但這也意味著采用Exynos980芯片的手機產(chǎn)品，能夠更加靈活地應(yīng)對未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新形勢，同時也保障了用戶能夠享受到出色的5G體驗。

　　不僅如此，Exynos 980向下兼容2/3/4G網(wǎng)絡(luò)，并支持EN-DC 4G-5G雙連接模式，在4G單連接模式下最高可實現(xiàn)1.6Gbps的速度，而在雙連接模式下最高能夠?qū)崿F(xiàn)3.55Gbps的超快下行速率。除此之外，Exynos 980還支持最新的Wi-Fi 6標準，使用戶無論處于4G、5G還是Wi-Fi環(huán)境下，都能夠享受到迅捷無比的網(wǎng)速，以實現(xiàn)無縫的在線游戲和流暢的在線視聽體驗。

強悍運算性能帶來出色性能體驗

　　除了擁有超高速數(shù)據(jù)通信能力的基帶芯片之外，Exynos 980的CPU和GPU性能也不容小覷。雖然當(dāng)下各家芯片的CPU部分已經(jīng)發(fā)展至四核、八核甚至十核，但安卓系統(tǒng)還是較為看重單核心的性能，這也是當(dāng)下芯片發(fā)展的趨勢之一。目前移動端最新的CPU架構(gòu)是ARM 的Cortex-A77架構(gòu)，官方對其的描述是“筆記本電腦級別的性能”、“賦能5G解決方案”、“杰出的用戶體驗”，因此不難發(fā)現(xiàn)，該架構(gòu)的性能目標是挑戰(zhàn)PC級CPU，帶來強悍的數(shù)據(jù)處理能力。

　　對于Exynos 980而言，其內(nèi)部集成了兩顆2.2GHz Cortex-A77大核心，相較于麒麟990所采用的Cortex-A76大核心，Cortex-A77內(nèi)部有著非常多的升級，包括提升運行帶寬、引入Macro-Op緩存結(jié)構(gòu)、添加算術(shù)邏輯單元等等，最終的結(jié)果便是其浮點性能提升了30%之多，而IPC也提升了20-25%之多。

　　不僅如此，Exynos 980內(nèi)置的六顆1.8GHz Cortex-A55效能核心，由于大幅改善了內(nèi)存性能，因此相比前作Cortex-A53而言，在內(nèi)存性能方面提升1倍，浮點性能提升38%、渲染性能提升14%、綜合性能提升21%，相比之下功耗僅僅提升3%。

　　至于GPU方面，Exynos 980則采用了Mali-G76 MP5 GPU，得益于出色的架構(gòu)設(shè)計，全新的G76核心相比上一代G72在性能和能效方面有著30%的提升，同時機器學(xué)習(xí)性能更是提升了2.7倍之多，對于大型游戲或者VR應(yīng)用而言再合適不過。

　　由此可見，在“兩大+六小”的八顆核心CPU和高性能GPU配合之下，Exynos 980能夠在游戲等高負載的應(yīng)用環(huán)境里，為用戶提供穩(wěn)定流暢的娛樂體驗，更能在低負載的狀態(tài)下提供更好的續(xù)航能力，可謂“魚與熊掌兼得”。

　　作為5G之外的另一大潮流，AI技術(shù)被寄希望于依托著5G的發(fā)展，從而賦予手機產(chǎn)品更多的可能性。Exynos 980的人工智能計算性能也得到極大優(yōu)化，其內(nèi)置了高性能NPU處理器，其AI性能相比上一代產(chǎn)品有著2.7倍的提升，能夠在低功耗和網(wǎng)絡(luò)外的環(huán)境中進行數(shù)據(jù)處理，為用戶提供諸如身份驗證、內(nèi)容過濾、智能相機、混合現(xiàn)實等更多智能化的服務(wù)的同時，保障了用戶的數(shù)據(jù)安全和隱私，使得搭載Exynos 980機型的使用體驗更上一個階層。

頂級ISP提升拍照性能

　　與大眾傳統(tǒng)印象中的“拍照性能看像素”不同，想要手機擁有出色的拍照能力，除了需要高像素的圖像傳感器之外，ISP即圖像處理單元起到關(guān)鍵性的作用。其主要作用是對圖像傳感器輸出的數(shù)據(jù)進行后期處理，以實現(xiàn)色彩校正，去除噪聲、壞點，白平衡和自動曝光控制等功能，最終輸出一張色彩準確、細節(jié)豐富、畫面干凈的照片。

　　作為三星旗艦級SoC的Exynos 980，在這一方面自然也保持了旗艦級的水準，其內(nèi)置的ISP單元最高能夠處理1.8億像素鏡頭拍攝的圖像。值得注意的是，此前三星推出了全球首款擁有1.08億像素的超清CMOS——ISOCELL Bright HMX，能夠拍攝分辨率為12032x9024的照片。相比之下，目前市面當(dāng)下最高的手機攝像頭僅有6400萬像素而言，若是將Exynos 980和ISOCELL Bright HMX集成至一款手機之上，其性能提升可謂十分恐怖。

　　與此同時，該ISP單元最多支持五個單獨的圖像傳感器，并且能夠同時處理三個圖像傳感器數(shù)據(jù)，再加上支持每秒120幀的4K超高清視頻編碼和解碼，支持HDR10+動態(tài)映射，以及出色的NPU性能，使得Exynos 980能過獲得更好的多相機體驗和頂級的照片、視頻拍攝能力。

　　作為移動通信領(lǐng)域最為前沿的技術(shù)，5G已經(jīng)成為移動通信上下游廠商競相角逐的戰(zhàn)場，并且未來會逐步趨于白熱化。對于手機而言，采用性能更高、功耗更低且易于部署的5G集成式SoC也將成為未來的主流趨勢。此次三星推出的Exynos 980無疑對于5G技術(shù)的進一步落地應(yīng)用普及，起到了至關(guān)重要的推動作用。讓我們一起期待未來搭載三星Exynos 980的終端手機產(chǎn)品，為用戶拉開5G時代的大幕的同時，盡情享受更快速、更高效的5G體驗。