5G時代普及先鋒之二　Exynos 980移動平臺解析

熟悉又陌生的存在

在智能手機專用的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，是因為三星在中國市場最輝煌的時期中（2014年以前），旗下的Galaxy S/Note系列手機大多搭載了這一品牌的SoC（圖2）;說它陌生，則是因為近些年國行版的Galaxy 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圈還有這么一個SoC品牌。

②Exynos 4 Quad，性能明顯領先于當年同期的Tegra 3、高通S3和S4等競品，造就了GalaxyS3/Note2系列的輝煌

沒辦法，三星早些年在Modem（調制解調器，又稱基帶）領域的建樹有限，為了滿足不同國家和地區運營商4G+網絡的要求，只能改用高通驍龍移動平臺（包括驍龍基帶），因此在國內銷售的三星品牌手機幾乎都是驍龍的“鐵粉”，如果你想體驗Exynos芯片的性能，只能購買水貨手機。

當然，說Exynos是三星“專供”也并不絕對，魅族早期的MX系列手機就一直主打武裝和Galaxy系列同源的“心臟”（圖3），只是隨著高通驍龍8系列移動平臺的崛起，在旗艦級Android手機領域再也見不到使用Exynos的第三方手機品牌，從2016年至今，只有魅藍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主要規格和代表產品

Exynos 980規格解讀

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發布（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的后綴，并通過第一位劃分輩分，第二位區別檔次。比如，Exynos 9810后綴第一位的“9”代表它是比Exynos 8×××更新一代的產品，類似英特爾最新一代的酷睿平臺;第二位“8”代表頂級，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，其定位和驍龍660、驍龍710相似。

Exynos 980首先在型號命名規則上就發生了變化，從四位數的后綴改為三位數（圖5），因此很容易給人一種它比Exynos 9810和Exynos 9820更先進的錯覺。實際上，Exynos 980更像是Exynos96xx系列的迭代升級版，它雖然采用了最新的工藝和架構，但受制于主頻和集成GPU的規格，依1日達不到“頂級”標準，屬于Android手機專用SoC中的第二梯隊。

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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CPU，并集成ARM最新的Mali-G77 GPU且配備了11個計算單元，與麒麟990系列、高通驍龍865和聯發科天璣1000一起位列Android手機專用SoC中的第一梯隊。

未來，不排除三星會推出Exynos 970或Exynos 960等定位更低的5G SoC，與高通驍龍6系和聯發科天璣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。很遺憾，Exynos 980并沒有采用三星自家最新的7nm+EUV工藝，而是次一級的8nm LPP。該工藝最早曾用于三星上代旗艦級的Exynos 9820，同時也被用于高通驍龍730系列的制造。根據資料顯示，8nm LPP對比上代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ARM最新的Cortex-A77公版CPU架構，其代號為“Deimos”（戴莫斯，畏懼之神）。它采用了和A76-脈相傳的微架構，并在其基礎上進行了一定的優化，比如核心的前端擁有更高的讀取帶寬，可降低分支誤判，提高預測精度;改用全新的Macro-Op緩存結構，添加額外的整數ALU，新增“系統感知預取”功能。

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

Cortex-A77是ARM在2019年中旬發布的最新CPU架構，與其一同發布的還有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架構和ARM上代Mali-G76“新老搭配”的戰略，并為Mali-G76準備了5個計算核心，即Mali-G76MP5。

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看起來很熟悉？沒錯，聯發科Helio G90、麒麟980、Exynos982x和麒麟990集成的GPU也都是Mali-G76，只是它們的計算核心分別為4個（Mal卜G76MP4）、10個（Mali-G76MP10）、12個（Mali-G76MP12）和16個（Mali-G76MP16）。因此，Exynos 980的3D性能理論上要比聯發科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省PCB主板空間且功耗更低，有利于擴大電池容量并進一步提升續航表現。

Exynos 980支持NSA/SA兩種組網模式，這一點領先采用驍龍855+驍龍×50基帶組合的第一批5G手機，因為后者僅支持NSA非獨立組網。但是，Exynos 980的網絡性能在5G SoC上只能算是中等水準，它不支持mmWave毫米波頻段和載波聚合技術，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），該技術結合了5CC LTE和5G連接，可最大程度提高移動下行鏈路速度，最高可達3.55Gbps（圖6）。

不過還是那句話，在國內運營商的5G套餐都限速1Gbps的大環境下，5GSoC集成的基帶性能再強也發揮不出來。

其他特色與功能

為了強化端側AI性能，Exynos 980集成了獨立的神經元處理器（NPU），并升級了數字信號處理器（DSP），這兩個單元都能用于AI運算（性能可達5.0TOPS），將原本需要上傳到云端的數據直接在設備本地就能即時處理，從而可以獲得更快的響應速度，并具有更好的數據隱私性和安全性（圖7）。

考慮到拍照和視頻已經成為手機用戶最關注的應用方向，Exynos 980集成了更高性能的圖像信號處理器（ISP），能以120幀/秒的速度對4K UHD視頻進行編碼和解碼。最多支持5個獨立傳感器（攝像頭），可同時處理3個傳感器收集的數據，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可智能識別拍攝場景，自動匹配最佳的白平衡、曝光、飽和度和清晰度等參數，還能對視頻添加特殊效果，比如實時背景虛化卻不耗費額外的CPU和GPU算力。

理論性能表現實測

接下來就是大家最期待的性能對比環節了。我們先來看看Exynos 980和同級別的其他4G/5G SoC基本參數的對比（表2），Cortex-A77架構就是它與競品競爭的最大本錢。

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）架構且主頻高達2.4GHz的驍龍765G還要高出6%～7%。綜合來看，Exynos 980的CPU性能表現很理想，與同屬最新5G SoC的驍龍765G在同一個檔次。Exynos980的GPU性能相對要弱一些，3DMark測試成績領先于其他4G SoC，但在GFXBench測試中卻和Helio G90T/驍龍730G持平（表3）。

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表2：Exynos 980與同級別4G/5G SoC規格對比

*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與同級別競品間的性能對比

小結

作為中高端5G SoC的標桿之一，Exynos980的表現符合我們的預期，綜合性能高于同級別的4G SoC，再結合原生支持5G的特性，足以賦予新款手機更充分的競爭力（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。