5G普及大幕拉開！全球首款5G集成式SoC三星Exynos 980詳解
對于早期的手機而言，其所承擔的功能僅是打電話、發短信等簡單的網絡通訊功能，對于數據處理的性能要求并不高，因此彼時的手機可以設計得非常小巧輕薄，例如口紅大小的諾基亞7280，以輕薄著稱的摩托羅拉V3系列。
然而隨著技術的不斷發展，如今的手機已經不再是一款單純的通訊設備，它更像是一個生活中必不可少的助手，無論是工作、社交還是生活都緊密相連。而決定其性能的因素不僅限于CPU，還需要考慮到GPU、RAM、ROM、Modem通信模塊、ISP圖像處理等等部分的綜合性能表現。而以上提到的各個模塊的集合，便是如今我們經常看到的SoC（System on Chip）概念。
眾所周知，一個木桶能裝多少水，取決于其最短的那塊木板。若是把有短板的木桶傾斜過來，相比端正的木桶則能盛更多水。這便是設計缺陷與后天優化的結果。對于手機性能也是一樣的道理，SoC之中的任何一個模塊如果成為短板，那么它必將限制SoC的整體性能發揮。若是在短板基礎上進行優化，性能便會有些許提升。但是后天再多的努力，都遠不及一款無缺陷的SoC性能優秀，可見無短板的設計有多么重要。
目前市面上主流的SoC廠商主要有三星、華為以及高通等，其中最能體現各家廠商實力的，必定是旗艦級芯片，例如用戶們耳熟能詳的高通驍龍855、華為麒麟990等。但隨著5G技術的落地應用，如今這類需要外掛5G基帶才能提供支持的“旗艦級”SoC已然落伍，因此真正考驗各家廠商綜合實力的，便是推出集成5G基帶的“無短板”、“真旗艦”SoC。
為什么說5G集成式SoC更為考驗廠商綜合實力呢？眾所周知，手機是一款高度集成化的電子產品，對于內部元件的排布要求極高。一般的SoC內部已經集成有4G基帶，為了加入5G基帶，需要對主板進行重新設計優化，無疑提升了控制手機厚度的難度。另一方面，外掛基帶增加了手機的功耗，其發熱和電池續航都將面臨考驗。如果將SoC的研發比作蓋樓，那么外掛式5G SoC只是在原有的大樓基礎上，新蓋一座小型配樓，或者干脆直接在原有的基礎上重新裝修，以滿足用戶的需求。而5G集成式SoC則是另行選址，重新設計并建造一座更高的大樓，因此能夠以“無短板”的“真旗艦”為目的進行設計，并且無疑更加考驗廠商的綜合實力。
5G芯片研發 三星低調引領
在研發5G集成式SoC方面，三星成為了幾家廠商中的先行者。在2019年9月4日舉辦的IFA德國電子消費展上，三星推出了全球首款5G集成式SoC——Exynos 980，其采用了8nm FinFET制程工藝，內部集成兩顆2.2GHz Cortex-A77大核和六顆1.8GHz Cortex-A55效能核心，配備Mali-G76 MP5 GPU，內置NPU，支持LPDDR4X RAM和NSA&SA兩種組網下5G網絡。
同樣是在IFA德國電子消費展上，華為于9月6日推出了自家的5G集成式SoC——麒麟990，但由于其并未采用最新的Cortex-A77核心，而是使用了上一代Cortex-A76核心，因此在數據運算性能方面無疑出現了短板。而另外一家SoC巨頭高通，至今仍未正式推出集成式5G SoC，可見集成式5G SoC的研發之難和對技術要求之高，也從側面印證了三星很早便投入5G研發之中。
超高速數據通信能力保障5G體驗
作為全球首款5G集成式SoC，Exynos 980在5G網絡環境下的超高速數據通信能力備受關注。據悉Exynos 980在5G通信環境下即6GHz一下頻段，能夠實現最高2.55Gbps的下行速率。相比之下，麒麟990在6GHz頻段下的峰值下行速率僅為2.3Gbps。而在網絡部分，Exynos 980提供了對NSA/SA兩種不同組網方式的支持，雖然當下SA組網方式尚未普及，但這也意味著采用Exynos980芯片的手機產品，能夠更加靈活地應對未來5G網絡建設的新形勢，同時也保障了用戶能夠享受到出色的5G體驗。
不僅如此，Exynos 980向下兼容2/3/4G網絡，并支持EN-DC 4G-5G雙連接模式，在4G單連接模式下最高可實現1.6Gbps的速度，而在雙連接模式下最高能夠實現3.55Gbps的超快下行速率。除此之外，Exynos 980還支持最新的Wi-Fi 6標準，使用戶無論處于4G、5G還是Wi-Fi環境下，都能夠享受到迅捷無比的網速，以實現無縫的在線游戲和流暢的在線視聽體驗。
強悍運算性能帶來出色性能體驗
除了擁有超高速數據通信能力的基帶芯片之外，Exynos 980的CPU和GPU性能也不容小覷。雖然當下各家芯片的CPU部分已經發展至四核、八核甚至十核，但安卓系統還是較為看重單核心的性能，這也是當下芯片發展的趨勢之一。目前移動端最新的CPU架構是ARM 的Cortex-A77架構，官方對其的描述是“筆記本電腦級別的性能”、“賦能5G解決方案”、“杰出的用戶體驗”，因此不難發現，該架構的性能目標是挑戰PC級CPU，帶來強悍的數據處理能力。
對于Exynos 980而言，其內部集成了兩顆2.2GHz Cortex-A77大核心，相較于麒麟990所采用的Cortex-A76大核心，Cortex-A77內部有著非常多的升級，包括提升運行帶寬、引入Macro-Op緩存結構、添加算術邏輯單元等等，最終的結果便是其浮點性能提升了30%之多，而IPC也提升了20-25%之多。
不僅如此，Exynos 980內置的六顆1.8GHz Cortex-A55效能核心，由于大幅改善了內存性能，因此相比前作Cortex-A53而言，在內存性能方面提升1倍，浮點性能提升38%、渲染性能提升14%、綜合性能提升21%，相比之下功耗僅僅提升3%。
至于GPU方面，Exynos 980則采用了Mali-G76 MP5 GPU，得益于出色的架構設計，全新的G76核心相比上一代G72在性能和能效方面有著30%的提升，同時機器學習性能更是提升了2.7倍之多，對于大型游戲或者VR應用而言再合適不過。
由此可見，在“兩大+六小”的八顆核心CPU和高性能GPU配合之下，Exynos 980能夠在游戲等高負載的應用環境里，為用戶提供穩定流暢的娛樂體驗，更能在低負載的狀態下提供更好的續航能力，可謂“魚與熊掌兼得”。
作為5G之外的另一大潮流，AI技術被寄希望于依托著5G的發展，從而賦予手機產品更多的可能性。Exynos 980的人工智能計算性能也得到極大優化，其內置了高性能NPU處理器，其AI性能相比上一代產品有著2.7倍的提升，能夠在低功耗和網絡外的環境中進行數據處理，為用戶提供諸如身份驗證、內容過濾、智能相機、混合現實等更多智能化的服務的同時，保障了用戶的數據安全和隱私，使得搭載Exynos 980機型的使用體驗更上一個階層。
頂級ISP提升拍照性能
與大眾傳統印象中的“拍照性能看像素”不同，想要手機擁有出色的拍照能力，除了需要高像素的圖像傳感器之外，ISP即圖像處理單元起到關鍵性的作用。其主要作用是對圖像傳感器輸出的數據進行后期處理，以實現色彩校正，去除噪聲、壞點，白平衡和自動曝光控制等功能，最終輸出一張色彩準確、細節豐富、畫面干凈的照片。
作為三星旗艦級SoC的Exynos 980，在這一方面自然也保持了旗艦級的水準，其內置的ISP單元最高能夠處理1.8億像素鏡頭拍攝的圖像。值得注意的是，此前三星推出了全球首款擁有1.08億像素的超清CMOS——ISOCELL Bright HMX，能夠拍攝分辨率為12032x9024的照片。相比之下，目前市面當下最高的手機攝像頭僅有6400萬像素而言，若是將Exynos 980和ISOCELL Bright HMX集成至一款手機之上，其性能提升可謂十分恐怖。
與此同時，該ISP單元最多支持五個單獨的圖像傳感器，并且能夠同時處理三個圖像傳感器數據，再加上支持每秒120幀的4K超高清視頻編碼和解碼，支持HDR10+動態映射，以及出色的NPU性能，使得Exynos 980能過獲得更好的多相機體驗和頂級的照片、視頻拍攝能力。
作為移動通信領域最為前沿的技術，5G已經成為移動通信上下游廠商競相角逐的戰場，并且未來會逐步趨于白熱化。對于手機而言，采用性能更高、功耗更低且易于部署的5G集成式SoC也將成為未來的主流趨勢。此次三星推出的Exynos 980無疑對于5G技術的進一步落地應用普及，起到了至關重要的推動作用。讓我們一起期待未來搭載三星Exynos 980的終端手機產品，為用戶拉開5G時代的大幕的同時，盡情享受更快速、更高效的5G體驗。
