前段時間,三星在上海正式釋出了旗下的新一代整合式5G晶片Exynos 1080,該晶片基於三星最新的5nm EUV FinFET 製程工藝打造,並用上了ARM最新的Cortex-A78 架構CPU和Mali-G78 GPU,支援最高2億畫素影象解析度、6枚鏡頭同時開啟以及10-bit 4K影片錄製,各方面表現都達到了旗艦級別。
在三星Exynos 1080晶片正式釋出之前,蘋果A14和華為麒麟9000兩款5nm旗艦晶片已經正式實現商用,而三星的入場將會使5nm晶片賽道變得更加擁擠。
一直以來,晶片效能一直都是手機硬體競爭的核心內容。但移動端晶片市場的准入門檻非常高,不僅需要深厚的技術積澱,而且還要巨大的研發投入。想要設計出更加先進的晶片,研發出更先進的工藝製程,往往需要投入數以億計的研發成本,這讓很多想要進軍晶片研發領域的手機廠商望而卻步。
作為目前全球唯一一家掌握了高階晶片設計與生產能力的廠商,三星一直都是晶片市場中最重要且實力最雄厚的玩家之一,因此三星佈局5nm晶片產品也是意料之中的事情。而此次釋出的三星Exynos 1080 5nm晶片,勢必會對當前晶片市場的總體格局造成衝擊,同時也意味著高階晶片市場的競爭將會更加激烈。
此外,三星還有可能借助5nm晶片商用視窗期,在移動晶片市場打一場漂亮的翻身仗。
打響5nm晶片爭奪戰隨著手機功能的日益豐富,如今手機所扮演的角色已不僅僅是行動式通訊工具,對很多人來說,它還承擔著日常的移動辦公、遊戲娛樂、拍照錄像等任務。因此人們對於手機的功能性也有了更高要求,在這種情況之下,勢必要求手機廠商要能夠進一步提升手機的拍照能力、螢幕顯示效果、網路通訊效能以及遊戲體驗。
而這一切的實現,除了需要依靠強悍的硬體效能之外,還要求手機要擁有足夠的電力來作為必要支援。但在電池技術還無法取得實質性突破的當下,這就要求手機的硬體,尤其是最核心的晶片,在提供足夠強悍的效能,滿足使用者日常使用需求的同時,還必須要控制好功耗。
5G時代的到來,讓效能與功耗之間的矛盾顯得更為突出。5G通訊網路本就是耗電大戶,而5G網路的高速率、低延時,讓使用者在手機上流暢觀看4K、8K超清影片以及暢玩全景VR遊戲成為了可能,同時也讓使用者對手機螢幕這一互動和顯示硬體有了更高的要求,更真實的顯示色彩,更高的重新整理率和觸控取樣率,都讓螢幕的耗電量進一步提升。
對於手機廠商來說,解決好效能與功耗之間的矛盾是首要問題。而這個解決這個問題的關鍵在於手機的核心硬體,也就是晶片。
決定手機晶片效能與功耗表現的,除了架構和設計水平之外,最主要的還是其所採用的製程工藝。一般來說,製程工藝越先進,晶片中元器件的間距越小,電晶體的密度和開關頻率就可以更高,導通電壓可以更低,進而導致晶片效能更高。
作為目前最先進的晶片製造工藝,5nm製程工藝最多可實現每平方毫米整合1.713億個電晶體,相比初代7nm工藝提升了80%。通俗點說就是,原本7nm工藝能塞下三個G76核心的地方,採用5nm工藝之後可以塞下五個。
5nm製程的另一個提升則是對效能和功耗的最佳化,以A76架構CPU為例,在同主頻下,5nm製程比7nm製程節能30%;在同功耗下,5nm製程的效能對比7nm製程提升了15%。因此,晶片製程的降低,可以讓晶片的效能和功耗控制有本質的提升。
過去,大多數使用者對於手機的效能引數還不特別看重,所以即便高階晶片市場打得火熱,中低端晶片也依舊有龐大的下游市場。而現在隨著5G網路的普及以及社會經濟發展水平的提高,人們對於手機的依賴程度將會越來越高,對手機效能的要求也會越來越高,更重要的是有越來越多的人消費得起高階旗艦手機,因此高階手機市場將會成為5G手機市場競爭的主戰場。
從市場調研機構IDC公佈的資料可以瞭解到,2020年上半年國內高階手機市場(600美元以上,約人民幣4000元以上)的總銷量已經達到了2350萬臺。而自2019年以來,隨著5G手機在國內市場的快速滲透,更高價位段手機的佔比也在持續增長。
因此,對於想要在高階手機市場獲得一席之地的手機廠商來說,5nm晶片成為了其必須搶佔的陣地。在這種情況之下,作為業界第一款對外出售的5nm旗艦晶片,三星Exynos 1080自然會受到更多的關注。
手機晶片市場格局將改寫在4G時代,高通在自由晶片市場中可以說是一家獨大,行業內幾乎沒有廠商能夠與之抗衡。5G的到來,給了其它晶片廠商彎道超車的機會,比如聯發科瞄準了高通在中端5G晶片佈局上的缺口,成功在中端晶片市場站穩了腳跟。而5nm晶片的商用落地,勢必會讓目前的手機晶片市場迎來新一輪的洗牌。
從Counterpoint釋出的2020 Q2手機處理器市場份額榜單來看,高通以29%的市場份額勉強保住了第一的位置;第二名的聯發科佔據了26%的市場份額,馬上就要追上高通;第三名則是華為海思晶片,佔了16%的市場份額;第四名則是三星和蘋果並列,市場份額都是13%。
與去年同期相比,三星的市場份額雖然下降了一點,但依舊是處於前五的位置。而隨著三星首款5nm晶片Exynos 1080的到來,應該會打破目前的手機晶片市場格局,並在高階晶片市場實現突圍。箇中原因除了與三星提前佈局5nm晶片賽道有關之外,還與三星Exynos 1080本身所具備的旗艦級配置和效能有重要關係。
從目前已經發布的四款5nm旗艦晶片來看,在核心引數方面,三星Exynos 1080與蘋果A14、華為麒麟9000、高通驍龍888這三款具有代表性的5nm旗艦晶片基本處於同一水平。透過下表,我們可以進行更加清晰的對比。
其中,蘋果A14、華為麒麟9000這兩款5nm晶片先後在10月份釋出,並分別應用於蘋果iPhone 12系列、華為Mate 40系列手機。而三星Exynos 1080則將會由vivo的新一代X系列旗艦進行全球首發。
作為市面上最早亮相的5nm旗艦晶片,蘋果A14晶片在效能方面有較大升級。根據蘋果官方說法,對比A12晶片,A14晶片在CPU效能上提升了40%,在GPU效能上提升了30%。比較遺憾的是,A14晶片雖然效能依舊是行業領先,但其卻是透過外掛驍龍X55 5G基帶來實現5G通訊功能,這相比其它三款整合5G基帶的5nm晶片確實稍顯落後。
華為麒麟9000晶片基於臺積電的5nm製程工藝打造,CPU採用的是ARM上一代的Cortex-A77 架構,單核效能對比前代麒麟990 5G提升了35%左右,多核效能提升了28%左右。在GPU方面,麒麟9000採用了24核Mali-G78 GPU,GPU效能對比麒麟990 5G提升了70%左右,升級力度可以說非常大。
高通驍龍888採用的是三星最新的5nm製程工藝,CPU方面延續了超大核+大核+小核的“1+3+4”三叢集八核心架構,同時它也是行業首個採用ARM Cortex-X1 架構的晶片,其超大核主頻達到了2.84 GHz,單核效能對比前代提升了22%左右。在GPU方面,驍龍888採用了新一代的Adreno 660,官方表示相比上代效能提升35%,能效提升20%。
而三星Exynos 1080除了採用了目前最先進的5nm製程工藝之外,還應用了當前業界公認的最佳晶片製造工藝——EUV,也就是極紫外光刻技術。
這裡我們做一下簡單的科普,目前製造晶片的光刻機分為紫外光源(UV)、深紫外光源(DUV)和極紫外光源(EUV)。一般來說,更短的波長意味著技術更加先進,而極紫外光源(EUV)可以提供波長更短的光源,因此成為了目前業界最青睞的製造工藝,三星、臺積電等晶片製造商都在不斷增加這方面的技術研發投入。
三星Exynos 1080所採用的5nm EUV工藝與8nm LPP工藝相比,晶片的整體效能提升了14%,功耗降低了30%;而與7nm DUV工藝相比,效能提升了7%,功耗降低了18%。
在先進製造工藝的基礎上,三星Exynos 1080實現了更為優秀的晶片設計。在CPU方面,三星Exynos 1080採用了八核心設計,其八核CPU由一個主頻為2.8GHz的Cortex-A78 超大核、三個高效能的Cortex-A78 大核和四個Cortex-A55 小核組成,能夠帶來高效的多程序處理能力。
作為ARM最新的旗艦級CPU架構,Cortex-A78 架構在相同功耗的情況下,效能要比Cortex-A77 架構高出20%。而在相同效能的情況下,Cortex-A78 架構則比Cortex-A77 架構節能50%。在Cortex-A78 架構的加持下,三星Exynos 1080的CPU效能提升巨大,效能幾乎是前代Exynos 980的兩倍。
在GPU方面,三星Exynos 1080採用了ARM最新的旗艦級Mali-G78 GPU核心,根據ARM的官方資訊,綜合架構、工藝等各方面的改進,Mali-G78相比於Mali-G77的效能提升幅度可達25%。在單個核心效能足夠優秀的前提下,三星Exynos 1080所採用的10核GPU架構設計,使得影象渲染能力有了質的提升,每秒可渲染超過130張,能夠更加流暢地執行各類高畫質的大型遊戲。
值得一提的是,如今高重新整理率螢幕已經成為了旗艦手機的標配,面向高階市場的三星Exynos 1080自然也增加了對這方面的支援,它支援了FHD+解析度下最高達144Hz的螢幕重新整理率,並且還支援了動態幀率自適應技術,能夠給玩家帶來更加出色的遊戲視覺體驗。
在最新旗艦級CPU與GPU架構的加持下,三星Exynos 1080的效能達到了5nm旗艦晶片中的第一梯隊水準。從安兔兔公佈的跑分資訊來看,三星Exynos 1080的安兔兔效能跑分高達69萬+,與麒麟9000處於同一水平。
對於手機SoC來說,CPU和GPU自然是影響到其效能的核心配置,但由於現在手機的應用場景越來越廣泛,因此對於其它配置的要求也越來越高。而三星Exynos 1080除了擁有強大的效能之外,最重要的是它的功能足夠全面,能夠應對更多需求,體現了三星的深厚技術儲備。
如今手機影像已經成為了重要的競爭賽道,但在手機的鏡頭、sensor無法實現質的升級的情況下,手機廠商們想要進一步提升手機的影像效能,就必須應用到一個核心技術——計算攝影。計算攝影,又可以叫做計算成像,其突破了傳統攝影的硬體限制,應用相應的演算法來實現更好、更加生動的成像效果。
而計算攝影非常倚重處理器的強大算力,因此主流晶片廠商在設計晶片時往往會更加側重獨立ISP(影象訊號處理器)的配置。同時AI效能的飛速發展也為手機影像提供了更多助力,用手機拍出更專業級照片正在成為現實。
三星Exynos 1080便內建了強大的ISP模組,並將高效能的NPU強介入到ISP中,可以在原始RAW域上透過AI智慧調節各引數至更佳值,使得影象的白平衡、曝光、色度、飽和度和清晰度等更加到位,從而輕鬆輸出高質量的照片內容。此外,Exynos 1080的ISP還支援最高2億畫素影象解析度,以及同時接收6個攝像頭的訊號,能夠帶來更豐富的拍照體驗。
除此之外,三星Exynos 1080在5G方面的表現也十分優秀。其集成了三星最新的5G NSA/SA雙模調變解調器,最高下載速度達到了5.1Gbps,並且提供了從2G到5G的全面支援。同時,Exynos 1080還支援了Wi-Fi 6以及藍芽5.2,可以帶來高頻寬、低延時的無線上網體驗,以及更穩定、更高效的藍芽傳輸體驗。
總的來說,三星Exynos 1080在配置和效能上對比前代有了質的提升,逼近70萬的跑分成績證明了其並不是一款中庸之作,而除了效能之外,其綜合素質也達到了5G時代新旗艦晶片的水準,相信它的出現將會為手機晶片市場帶來更多的活力,甚至有可能改變當前的市場格局。
4G時代向5G時代的跨越,讓國內晶片市場迎來了一輪洗牌,再加上使用者需求正在變得多樣化,因此手機廠商們也在積極地尋求轉變,向著多元化、差異化的方向發展。而透過採用來自不同晶片供應商的產品,手機廠商們有了更多的迴旋空間,同時也有利於晶片市場的良性競爭。三星Exynos 1080將在一定程度上發揮市場“催化劑”的作用,盤活整個手機晶片市場。
優勢互補,實現雙贏其實,三星Exynos 1080的效能優勢並不是投入巨資短促提升的結果,而是來源於三星與vivo的深度合作。早在去年三星便與vivo聯合研發了Exynos 980晶片,作為當時市面上首批商用雙模5G晶片,Exynos 980晶片的出現在一定程度上推動了雙模5G手機的發展。而這次的三星Exynos 1080將會由vivo新一代旗艦全球首發,相信這一次的合作也將會有很好的結果。
毫無疑問的是,三星與vivo在晶片領域開創的“上游供應商+手機終端廠商”聯合研發模式,對於三星和vivo來說具有重要意義,甚至對於整個行業來說都具有重要的借鑑作用。
前面我們已經提到了,由於5G的契機,三星和聯發科在自由晶片市場快速崛起,高通在4G時代晶片一家獨大的格局被打破,可以預見的是未來的自由晶片市場將會形成三星、高通、聯發科“三分天下”的局面。而Exynos 1080晶片作為三星衝擊國內高階晶片市場的利器,將會重振三星Exynos系列晶片在國內晶片市場的影響力。
而與vivo的深度合作,則可以讓三星避免再次出現閉門造車的情況。對手機數碼圈有些瞭解的朋友應該都知道,過去三星Exynos晶片曾有過輝煌時刻,但由於缺乏對消費者需求的深入瞭解,三星Exynos晶片在國內晶片市場的地位日漸式微,這種情況直到去年三星與vivo合作研發的Exynos 980晶片出現才有所改善。
vivo過去十幾年在智慧終端軟硬體層面積累了大量的經驗,同時作為以“消費者導向”為核心戰略的手機廠商,vivo更貼近消費者,更能夠洞悉消費者對於智慧手機的需求痛點。vivo在與三星的合作中深入到了晶片的前置定義階段,透過vivo對消費者需求的瞭解,三星能夠在晶片設計階段把控好晶片的各項資料,讓晶片能夠更貼合終端使用者的需求。
說完了晶片聯合研發對於三星的意義,我們再來談談它對於vivo的意義。
現在國內手機市場的競爭日趨激烈,如果不想陷入堆料價格戰的泥潭裡,做出差異化的產品對於手機廠商來說是當務之急。在這個方面vivo擁有非常豐富的經驗,螢幕指紋、升降式攝像頭等都是vivo聯合上游供應商共同研發並率先上市的差異化賣點,讓vivo在激烈的市場競爭中得以實現突圍,也使得聯合研發成為了vivo創新體系中的核心環節。
晶片是手機最核心的元器件,如果能夠在晶片上做出差異化,那麼勢必能夠進一步提升手機產品的競爭力。但就如我們開頭談到的一樣,晶片研發的准入門檻非常高,想要在短期內實現完全自研晶片是一件不現實的事情,在這種情況之下,走向聯合研發對於vivo來說是必然事件。
vivo選擇三星聯合研發晶片在當下是一個比較務實的舉動,不僅可以提高自己在晶片研發方面的能力,為未來的晶片計劃探路、打基礎,同時還可以發揮自己多年來對於終端消費者需求的洞察,更好地指引晶片廠商做出更加貼合消費者需求的晶片產品,從而增強自身產品的競爭優勢,而多家晶片供應商的供貨也讓自己能夠在上游晶片採購中擁有更大的話語權。
回顧2020年的手機市場,很多手機廠商由於和高通深度繫結,所以在產品推出節奏上必須跟著高通走,這種情況往往會讓手機廠商錯失很多機會。有了Exynos 1080晶片作為主力供應,vivo可以更好地把控產品推出節奏,然後利用自己在渠道方面的優勢,進一步擴大自家產品在市場中的影響力,從而佔據更多的市場份額。
顯而易見的是,vivo與三星在晶片領域的深入合作,對於三星、vivo以及消費者而言是一件三方共贏的事情。作為繼Exynos 980之後,vivo與三星再度攜手聯合研發的最新成果,Exynos 1080晶片的到來勢必會為國內晶片市場注入新的活力。而vivo與三星的這種聯合研發模式,將會給中國自身的晶片研發事業提供新的可能性,在未來聯合研發或許會成為行業的主流選擇。
目前可以確定的是,vivo的新一代X系列旗艦vivo X60將會首發搭載Exynos 1080晶片,等到這款新機正式釋出之後,我們自然會知道Exynos 1080晶片的實際表現。相信Exynos 1080晶片應該會給我們帶來驚喜,各位朋友可以期待一下。