5G時(shí)代普及先鋒之二　Exynos 980移動(dòng)平臺(tái)解析

熟悉又陌生的存在

在智能手機(jī)專用的SoC中，來自三星旗下的Exynos品牌是讓人既熟悉又陌生的存在（圖1）。說它熟悉，是因?yàn)槿窃谥袊袌?chǎng)最輝煌的時(shí)期中（2014年以前），旗下的Galaxy S/Note系列手機(jī)大多搭載了這一品牌的SoC（圖2）;說它陌生，則是因?yàn)榻┠陣邪娴腉alaxy S/Note系列再也看不到它們的身影，很多普通用戶甚至不知道手機(jī)圈還有這么一個(gè)SoC品牌。

②Exynos 4 Quad，性能明顯領(lǐng)先于當(dāng)年同期的Tegra 3、高通S3和S4等競(jìng)品，造就了GalaxyS3/Note2系列的輝煌

沒辦法，三星早些年在Modem（調(diào)制解調(diào)器，又稱基帶）領(lǐng)域的建樹有限，為了滿足不同國家和地區(qū)運(yùn)營商4G+網(wǎng)絡(luò)的要求，只能改用高通驍龍移動(dòng)平臺(tái)（包括驍龍基帶），因此在國內(nèi)銷售的三星品牌手機(jī)幾乎都是驍龍的“鐵粉”，如果你想體驗(yàn)Exynos芯片的性能，只能購買水貨手機(jī)。

當(dāng)然，說Exynos是三星“專供”也并不絕對(duì)，魅族早期的MX系列手機(jī)就一直主打武裝和Galaxy系列同源的“心臟”（圖3），只是隨著高通驍龍8系列移動(dòng)平臺(tái)的崛起，在旗艦級(jí)Android手機(jī)領(lǐng)域再也見不到使用Exynos的第三方手機(jī)品牌，從2016年至今，只有魅藍(lán)S6和MOTO OneVision列裝過Exynos家族的中低端SoC，如Exynos 7872和Exynos 9609等等（表1）。

③早前魅族和三星關(guān)系非常鐵，MX系列都曾主打Exynos旗艦SoC

表1：三星近年來Exynos系列SoC主要規(guī)格和代表產(chǎn)品

Exynos 980規(guī)格解讀

Exynos 980最早曝光于2019年9月，并在11月份由vivo和三星攜手正式在國內(nèi)發(fā)布（圖4）。

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不一樣的命名方式

在過去，三星旗下的Exynos系列芯片都是四位數(shù)的后綴，并通過第一位劃分輩分，第二位區(qū)別檔次。比如，Exynos 9810后綴第一位的“9”代表它是比Exynos 8×××更新一代的產(chǎn)品，類似英特爾最新一代的酷睿平臺(tái);第二位“8”代表頂級(jí)，類似于高通驍龍8系。同理，Exynos 96xx系列屬于最新一代的中低端型號(hào)，其定位和驍龍660、驍龍710相似。

Exynos 980首先在型號(hào)命名規(guī)則上就發(fā)生了變化，從四位數(shù)的后綴改為三位數(shù)（圖5），因此很容易給人一種它比Exynos 9810和Exynos 9820更先進(jìn)的錯(cuò)覺。實(shí)際上，Exynos 980更像是Exynos96xx系列的迭代升級(jí)版，它雖然采用了最新的工藝和架構(gòu)，但受制于主頻和集成GPU的規(guī)格，依1日達(dá)不到“頂級(jí)”標(biāo)準(zhǔn)，屬于Android手機(jī)專用SoC中的第二梯隊(duì)。

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目前，Exynos 990才是家族中的“皇帝”，作為Exynos 9825的接班人，Exynos 990采用了三星第五代自研貓鼬架構(gòu)CPU，并集成ARM最新的Mali-G77 GPU且配備了11個(gè)計(jì)算單元，與麒麟990系列、高通驍龍865和聯(lián)發(fā)科天璣1000一起位列Android手機(jī)專用SoC中的第一梯隊(duì)。

未來，不排除三星會(huì)推出Exynos 970或Exynos 960等定位更低的5G SoC，與高通驍龍6系和聯(lián)發(fā)科天璣800系列搶生意。

工藝與核心的搭配

我們都知道，制程工藝在很大程度上影響著一顆SoC的性能底蘊(yùn)。很遺憾，Exynos 980并沒有采用三星自家最新的7nm+EUV工藝，而是次一級(jí)的8nm LPP。該工藝最早曾用于三星上代旗艦級(jí)的Exynos 9820，同時(shí)也被用于高通驍龍730系列的制造。根據(jù)資料顯示，8nm LPP對(duì)比上代10nm LPP功耗可降低10%，芯片面積也可縮減10%。

Exynos 980最大的特色，就是全球首發(fā)ARM最新的Cortex-A77公版CPU架構(gòu)，其代號(hào)為“Deimos”（戴莫斯，畏懼之神）。它采用了和A76-脈相傳的微架構(gòu)，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的優(yōu)化，比如核心的前端擁有更高的讀取帶寬，可降低分支誤判，提高預(yù)測(cè)精度;改用全新的Macro-Op緩存結(jié)構(gòu)，添加額外的整數(shù)ALU，新增“系統(tǒng)感知預(yù)取”功能。

根據(jù)ARM公布的數(shù)據(jù)來看，在同樣工藝和主頻時(shí)，Cortex-A77比起前代的Cortex-A76性能可提升20%?？上?，Exynos 980的CPU核心部分采用的是2+6的“雙叢集”結(jié)構(gòu)，只有2個(gè)Cortex-A77架構(gòu)的大核，而且最高主頻也僅有2.2GHz，這意味著它依舊無法挑戰(zhàn)動(dòng)輒2.6GHz起步的上代Cortex-A76旗艦（如麒麟980和驍龍855等），這一點(diǎn)大家需要做到心里有數(shù)——與最新的CPU架構(gòu)相比，大核數(shù)量和主頻對(duì)性能的影響更加直觀。

Cortex-A77是ARM在2019年中旬發(fā)布的最新CPU架構(gòu)，與其一同發(fā)布的還有Mali-G77系列GPU，二者可以組成新一代SoC的“黃金搭檔”。遺憾的是，Exynos 980出于定位的考慮，并沒能“新新搭配”，而是選用最新Cortex-A77 CPU架構(gòu)和ARM上代Mali-G76“新老搭配”的戰(zhàn)略，并為Mali-G76準(zhǔn)備了5個(gè)計(jì)算核心，即Mali-G76MP5。

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看起來很熟悉？沒錯(cuò)，聯(lián)發(fā)科Helio G90、麒麟980、Exynos982x和麒麟990集成的GPU也都是Mali-G76，只是它們的計(jì)算核心分別為4個(gè)（Mal卜G76MP4）、10個(gè)（Mali-G76MP10）、12個(gè)（Mali-G76MP12）和16個(gè)（Mali-G76MP16）。因此，Exynos 980的3D性能理論上要比聯(lián)發(fā)科Helio G90略高，但也只有麒麟980的50%左右。

集成5G成殺手锏

Exynos 980的另一大特色，就是在SoC內(nèi)集成了5G基帶模塊，相較驍龍855+驍龍X50和麒麟980+巴龍5000的“外掛”基帶芯片的形式更加節(jié)省PCB主板空間且功耗更低，有利于擴(kuò)大電池容量并進(jìn)一步提升續(xù)航表現(xiàn)。

Exynos 980支持NSA/SA兩種組網(wǎng)模式，這一點(diǎn)領(lǐng)先采用驍龍855+驍龍×50基帶組合的第一批5G手機(jī)，因?yàn)楹笳邇H支持NSA非獨(dú)立組網(wǎng)。但是，Exynos 980的網(wǎng)絡(luò)性能在5G SoC上只能算是中等水準(zhǔn)，它不支持mmWave毫米波頻段和載波聚合技術(shù)，在Sub-6GHz頻段的下行峰值速率為2.55Gbps。Exynos 980的基帶還支持E-UTRA-NR雙連接（EN-DC），該技術(shù)結(jié)合了5CC LTE和5G連接，可最大程度提高移動(dòng)下行鏈路速度，最高可達(dá)3.55Gbps（圖6）。

不過還是那句話，在國內(nèi)運(yùn)營商的5G套餐都限速1Gbps的大環(huán)境下，5GSoC集成的基帶性能再強(qiáng)也發(fā)揮不出來。

其他特色與功能

為了強(qiáng)化端側(cè)AI性能，Exynos 980集成了獨(dú)立的神經(jīng)元處理器（NPU），并升級(jí)了數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），這兩個(gè)單元都能用于AI運(yùn)算（性能可達(dá)5.0TOPS），將原本需要上傳到云端的數(shù)據(jù)直接在設(shè)備本地就能即時(shí)處理，從而可以獲得更快的響應(yīng)速度，并具有更好的數(shù)據(jù)隱私性和安全性（圖7）。

考慮到拍照和視頻已經(jīng)成為手機(jī)用戶最關(guān)注的應(yīng)用方向，Exynos 980集成了更高性能的圖像信號(hào)處理器（ISP），能以120幀/秒的速度對(duì)4K UHD視頻進(jìn)行編碼和解碼。最多支持5個(gè)獨(dú)立傳感器（攝像頭），可同時(shí)處理3個(gè)傳感器收集的數(shù)據(jù)，從而帶來更靈活的成像算法。此外，Exynos 980原生支持1.08億像素的攝像頭，通過NPU可智能識(shí)別拍攝場(chǎng)景，自動(dòng)匹配最佳的白平衡、曝光、飽和度和清晰度等參數(shù)，還能對(duì)視頻添加特殊效果，比如實(shí)時(shí)背景虛化卻不耗費(fèi)額外的CPU和GPU算力。

理論性能表現(xiàn)實(shí)測(cè)

接下來就是大家最期待的性能對(duì)比環(huán)節(jié)了。我們先來看看Exynos 980和同級(jí)別的其他4G/5G SoC基本參數(shù)的對(duì)比（表2），Cortex-A77架構(gòu)就是它與競(jìng)品競(jìng)爭(zhēng)的最大本錢。

雖然Exynos 980的最高主頻只有2.2GHz，但它在GeekBench 4/5軟件中的單核成績依舊可以冠絕群雄，比采用Kryo 475（A76魔改）架構(gòu)且主頻高達(dá)2.4GHz的驍龍765G還要高出6%～7%。綜合來看，Exynos 980的CPU性能表現(xiàn)很理想，與同屬最新5G SoC的驍龍765G在同一個(gè)檔次。Exynos980的GPU性能相對(duì)要弱一些，3DMark測(cè)試成績領(lǐng)先于其他4G SoC，但在GFXBench測(cè)試中卻和Helio G90T/驍龍730G持平（表3）。

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表2：Exynos 980與同級(jí)別4G/5G SoC規(guī)格對(duì)比

*Exynos 980在4G-5G雙連接峰值上行/下行速率分別為3.55Gbps和1.38Gbps

表3：Exynos 980與同級(jí)別競(jìng)品間的性能對(duì)比

小結(jié)

作為中高端5G SoC的標(biāo)桿之一，Exynos980的表現(xiàn)符合我們的預(yù)期，綜合性能高于同級(jí)別的4G SoC，再結(jié)合原生支持5G的特性，足以賦予新款手機(jī)更充分的競(jìng)爭(zhēng)力（圖8）。Exynos 980面臨的最大問題，就是普及度不夠高，目前只有vivo X30系列和三星Galaxy A71有所列裝，如果沒有更多的支持者，Exynos終歸還是要被歸入“小眾”的范疇，很容易被用戶所遺忘。