说到三星的Exynos系列手机主控,当今的许多年轻手机用户大抵都是一脸懵逼的。而那些经验丰富的玩机老手们则或许会一声叹息:一方面来说,从最初代的Galaxy S(Exynos 3110)到曾经大放异彩的Galaxy S6系列(Exynos 7410),三星的Exynos系列主控曾以顶级的性能和(相比同期骁龙)出色的能效比给整个市场奉献了一代又一代符合旗舰身份的顶尖手机体验。但另一方面来说,由于各种各样的原因,近几代的三星Exynos主控却始终缺席中国和美国市场,甚至因此遭至了一些非议。
Exynos出了什么问题?严格来说,这比较像是一个技术跟不上思想的典型例子:自从三代以前的Exynos 8890开始,三星便不再单纯使用ARM公版CPU架构,而是开始上马自行研发的“猫鼬”大核心体系。从设计理念上来说,“猫鼬”核心类似于苹果的A系列或者NVIDIA的“丹佛计划”,是一种超标量、超大核心面积、超高单核性能的处理器架构。它既是安卓手机阵营中当前唯一的全自主处理器架构(高通的骁龙是基于公版小改、海思则直接用的是ARM公版),更是安卓阵营中唯一一个能在单核性能上媲美苹果A系列芯片的处理器方案。
但是,正因为近几代的Exynos处理器选择了自主架构大核心的道路,这使得它在研发成本、制造难度上都相比同期的高通、海思主控更甚。雪上加霜的是,尽管三星自己就是全球最先进的半导体厂商之一,但近几年来的三星在SoC制造商的可靠性却远不能令人满意:先是丢掉了苹果A系列的代工订单,后来的Exynos 8895、9810先后被爆出能效比糟糕,直到这一代的Exynos 9820,干脆就连制程本身都落后了竞争对手半截——当骁龙855享受着7nm制程带来的功耗优势时,明明核心更先进的Exynos 9820却因为8nm制程(改进自10nm)再一次成为了“五秒真男人”……
好端端的、发展了四代之久的自主处理器就这样被跟不上进度的半导体制程给拖了后腿,三星的心里大概是绝望的。但俗话说得好,“知耻而后勇”。或许正是因为如此明确地意识到了自身在半导体制造技术上的尴尬境地,三星很明显地加快了制程换代的步伐,并在上周的美国SFF晶圆代工论坛上,一口气直接宣布了从7nm到3nm的完整线路图,更首发了全新的GAA晶体管工艺——这是继FinFET之后,半导体结构设计的又一次重大突破。
具体来说,三星已经直接跳过了初代7nm工艺,在一个月前实现了EUV(极紫外光)辅助的7nm LPP量产,而几个月之后,改进版的6nm工艺就会立刻“接棒”;与此同时,三星现在也已经完成了5nm工艺的研发,今年下半年就会首次流片——这意味着,新一代的Exynos主控,很可能直接跳过第二代7nm和6nm,直接以三星5nm工艺量产。
然而,真正厉害的还在后面,就在此次会议之前,三星已经发布了全新的3nm GAA工艺的制程设计工具(PDK,Process Design Kit),这意味着3nm制程的全新处理器现在就已经可以开始进行前期设计了。
这是什么概念呢?从工艺进度的角度来说,三星当前在3nm GAA工艺上的预期进度比老对手台积电直接反超了一年的时间,比Intel更是领先两年有余;而根据SFF论坛上的公开数据,在换用3nm工艺之后,届时的下下代三星Exynos主控将会比7nm的对手在芯片体积上减小45%,性能高出至少35%,同时能耗降低多达一半。这还是在处理器架构没有任何改进的基础上计算得来的结果。如果再考虑到有了先进制程作为“底气”,三星的自研架构将会更加激进这一因素的话,那么领先幅度还会进一步增大。
正是基于这一结论,老外们惊呼,苹果A系列处理器的性能优势可能在短短两代之内就会被三星Exynos所彻底反超——他们甚至呼吁苹果应该立刻放弃代工厂台积电,转向三星生产。当然,这也得三星有足够多余的产能,以及愿意帮忙才行。
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