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三星的芯历史
如果说苹果iPhone打败了同期的Windows Mobile和Symbian（塞班）系统手机，成为了现代意义上智能手机的转折点，那三星就是这一历史时刻最深入的见证者（表1）。因为iPhone/3G和iPhone 3GS搭载的就是三星旗下的S5L8900和S5PC100处理器（图1），iPhone 4自研的A4处理器，也与代号为“蜂鸟”（Hummingbird）的S5PC110处理器（图2）流着相近的“血脉”（见表1）。
Exynos品牌诞生于2011年2月，首发型号为Exynos 4210（45nm，双核Cortex-A9，集成Mali-400MP4 GPU），由于该系列芯片的开发代号“Orion”是猎户座的意思，比Exynos这个生造词（由Exypnos和Prasinos两个希腊语单词组合而来，分别代表“智能”与“环保”之意）更容易记忆和理解，因此Exynos就有了一个非官方的中文名称“猎户座”。至此，“猎户座”就成为了与高通“骁龙”（Snapdragon）齐名的手机处理器商标（图3）。
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如果你对Exynos980这颗SoC感兴趣，可参考本刊2020年第4期《5G时代普及先锋之二Exynos 980移动平臺解析》这篇文章。
有意思的是，在Exynos品牌取得成功后，三星还将在2010年上市的蜂鸟S5PC110处理器“追封”为Exynos 3110，而后者也成为了Exynos系列中唯一一颗单核处理器。
Exynos自诞生以来，一直都是三星Galaxy S系列的御用“心脏”（图4）。而当年魅族MX系列手机的崛起，也离不开除三星外唯二搭载Exynos处理器的核心卖点。可惜，三星自Galaxy S4开始便引入了Exynos和骁龙双平台战略，后期在国内销售的版本多为搭载骁龙处理器的型号。魅族从2014年开始携手联发科，随后更是全面倒戈高通，Exynos品牌在国内市场的知名度和影响力逐年下降。
这一局面直到2019年11月，三星携手vivo在国内发布Exynos 980移动平台才得以扭转。Exynos 980是与骁龙765系列同一时期量产的中高端5G SoC（集成5G基带），并被vivo X30系列手机首发（图5）。借助vivo的影响力，Exynos品牌重新回到了国内大众的视野。2020年5月底，定位更低的Exynos 880也随vivo Y70s一同发布亮相，进一步拉低了5G手机的入手门槛。至此，更多的普通消费者才意识到，高通骁龙、华为（海思）麒麟、联发科天玑和三星Exynos，原来都是5G SoC的资深玩家。
Exynos 1080全解析
按照三星的产品规划，去年发布旗舰级Exynos 990的接班人是Exynos 2100，而Exynos 1080则是Exynos 980的续作。对于一款非旗舰定位的芯片，Exynos 1080同时集5nm工艺、Cortex-A78和Mali-G78架构于一身，以中高端芯片的身份却有着旗舰级芯片的特性，因此它一经曝光便备受期待。
全新5nm LPE工艺
截至2020年11月底，已经量产的5nm手机芯片只有苹果A14、M1以及麒麟9000系列，它们都基于台积电5nm工艺代工。作为同样拥有晶圆代工业务的三星，自然会让Exynos 1080选用自家最先进的制程工艺——5nm LPE（图6）。据悉，三星5nm LPE引入了多层EUV工艺，其FinFET晶体管包含了智能双熔点分离、柔性放置触点等专为低功耗场景优化的技术。在晶体管密度方面，5nm LPE是上代7nm制程工艺的1.33倍，在同功耗下性能可以提升10%，或者同频率设计下功耗降低20%。
除了Exynos 1080，5nm LPE还将用于旗舰级Exynos 2100的制造，而三星也表示其将是高通骁龙888 5G SoC的唯一制造商。
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如果你对ARM三大核心架构IP感兴趣，请参考本刊2020年第13期《新工艺遇到新架构全面解读ARM“三剑客”》这篇文章。首发COrtex-A78架构
ARM在2020年5月底正式发布了Cortex-A78、Cortex-X1和Mali-G78三大核心架构IP。麒麟9000是首发Mali-G78 GPU的手机芯片，而Exynos 1080则将成为率先商用Cortex-A78公版架构的手机芯片（表2）。
简单来说，Cortex-A78和Cortex-A77的微架构相同，但前者在分支预测器、指令调度器宽度和缓存子系统带宽等方面进行了优化升级，搭配5nm制程工艺时在相同功率下较之Cortex-A77可提升20%的性能，又或在相同性能时减少50%的功耗（图7）。
Exynos 1080此次采用了“1+3+4”的三丛集CPU架构设计，即1颗Cortex-A78大核（2.8GHz）+3颗Cortex-A78中核（2.6GHz）+4颗Cortex-A55小核（2.0GHz）。根据三星的说法，Exynos 1080较之上代Exynos 980，其单核性能提高了50%，多核性能大约提高了2倍。
表2：Exynos 1080和家族前辈以及麒麟9000的规格对比
10核心Mali-G78
Exynos 1080的GPU跨越两代，直接从Exynos 980的Mali-G76升级到了Mali-G78。根据ARM的资料显示，得益于综合架构、工艺等各方面的改进，Mali-G78较之Mali-G77的性能提升幅度最高可达25%，即便是在同等工艺条件下也可提升15%，同时能效提升10%，机器学习性能提升15%（图8）。
此外，Exynos 1080 GPU的核心数量较之Exynos 980也实现了翻倍，从Mali-G76MP5加到Mali-G78MC10。要知道，三星上代旗舰级的Exynos 990也只是集成了11个计算核心的Mali-G77MC11而已，10个核心的Mali-G78绝对要比11个核心的Mali-G77强吧？
不过，同样采用Mali-G78 GPU的麒麟9000，却集成了“满血”的24个计算单元，麒麟9000 E也有20个。不知道Exynos 1080能否为GPU赋予更高的核心频率，用来弥补计算核心数量上的劣势，减小与麒麟9000系列之间在3D性能方面的差距。
与此同时，Exynos 1080支持FHD+分辨率下最高144Hz的显示刷新率，OEM厂商可以根据实际产品的成本和定位搭配LPDDR4X或LPDDR5内存，以及从UFS2.1到UFS3.1标准的闪存。Exynos 1080的GPU模块支持HDR，可解析10bit的画面，可让游戏画面色彩过渡更真实、画质更细腻。Exynos 1080还对动态帧率自适应以及“阳光屏”的支持做了专门的优化，而且无需调高屏幕亮度就能增加显示内容像素之间的对比，以达到优化显示和节省功耗的双重目的。
真正的全网通
作为一颗“SoC”，Exynos 1080整合了三星最新的5G NSA/SA双模调制解调器，除了我们熟悉的2G、3G、4G和5G NR Sub-6制式以外还支持毫米波（amWave），堪称真正意义上的“全网通”。其最高上行和下行速率分别为5.1Gbps和3.7Gbps（图9），比麒麟9000还要快。当然，最新的Wi-Fi6和蓝牙5.2功能也在Exynos1080的支持列表中。
需要注意的是，骁龙865和骁龙765搭配的调制解调器也原生支持毫米波，但国内销售的手机却都不支持这一频段。因为毫米波需要在手机内加装更复杂的天线阵列，在国内运营商没有正式铺设毫米波基站之前，手机厂商是不会多花冤枉钱的。因此，Exynos 1080支持毫米波，但不代表搭载这颗芯片的手机就一定支持毫米波。
AI助力影像多媒体
Exynos 1080集成了算力高达5.7TOPS的新一代NPU，并强化了它与DSP和ISP间的联动能力。比如NPU+DSP的AI解决方案能够在沉浸式VR/XR、智能语音助理识别及AI增强的智能摄影等应用程序上进行准确、快速地对象识别或场景检测。NPU+ISP的AI解决方案则能在原始RAW域上通过机器学习智能调节各参数至更佳值，让ISP更智能地调整白平衡、曝光、色度、饱和度、清晰度等（图10）。
此外，Exynos 1080還支持最高2亿像素的摄像头，以及最多6颗摄像头同时开启进行1080P高清摄像，其ISP最多可以同时接收三个输入信号，支持多路高清视频的传输，带来更加智能的摄像体验，同时还能拍摄10bit色域的艳丽视频。
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如果你对毫米波技术感兴趣，请参考本刊2020年第2期《极致网速全靠它浅析毫米波频段对5G的影响》这篇文章。
小结
如果按照2020年的标准，Exynos 1080其实已经跨入了旗舰级SoC的门槛，有着高主频Cortex-A78和Mali-G78MC10的加持，可以让上代Exynos 990这类旗舰级SoC羡慕嫉妒恨（图11）。但是，如果将眼光放远一些，2021年我们将看到更多引入Cortex-X1超大核的5nm SoC，比如三星自家的Exynos2100、高通骁龙888和联发科天玑2000系列等。因此，真正适合Exynos 1080的战场其实是2500元～4000元左右的价位区间，至于它的真实性能究竟如何，请关注CFan的后续报道。
