5G普及大幕拉开！全球首款5G集成式SoC三星Exynos 980详解

对于早期的手机而言，其所承担的功能仅是打电话、发短信等简单的网络通讯功能，对于数据处理的性能要求并不高，因此彼时的手机可以设计得非常小巧轻薄，例如口红大小的诺基亚7280，以轻薄著称的摩托罗拉V3系列。

然而随着技术的不断发展，如今的手机已经不再是一款单纯的通讯设备，它更像是一个生活中必不可少的助手，无论是工作、社交还是生活都紧密相连。而决定其性能的因素不仅限于CPU，还需要考虑到GPU、RAM、ROM、Modem通信模块、ISP图像处理等等部分的综合性能表现。而以上提到的各个模块的集合，便是如今我们经常看到的SoC（System on Chip）概念。

众所周知，一个木桶能装多少水，取决于其最短的那块木板。若是把有短板的木桶倾斜过来，相比端正的木桶则能盛更多水。这便是设计缺陷与后天优化的结果。对于手机性能也是一样的道理，SoC之中的任何一个模块如果成为短板，那么它必将限制SoC的整体性能发挥。若是在短板基础上进行优化，性能便会有些许提升。但是后天再多的努力，都远不及一款无缺陷的SoC性能优秀，可见无短板的设计有多么重要。

目前市面上主流的SoC厂商主要有三星、华为以及高通等，其中最能体现各家厂商实力的，必定是旗舰级芯片，例如用户们耳熟能详的高通骁龙855、华为麒麟990等。但随着5G技术的落地应用，如今这类需要外挂5G基带才能提供支持的“旗舰级”SoC已然落伍，因此真正考验各家厂商综合实力的，便是推出集成5G基带的“无短板”、“真旗舰”SoC。

为什么说5G集成式SoC更为考验厂商综合实力呢？众所周知，手机是一款高度集成化的电子产品，对于内部元件的排布要求极高。一般的SoC内部已经集成有4G基带，为了加入5G基带，需要对主板进行重新设计优化，无疑提升了控制手机厚度的难度。另一方面，外挂基带增加了手机的功耗，其发热和电池续航都将面临考验。如果将SoC的研发比作盖楼，那么外挂式5G SoC只是在原有的大楼基础上，新盖一座小型配楼，或者干脆直接在原有的基础上重新装修，以满足用户的需求。而5G集成式SoC则是另行选址，重新设计并建造一座更高的大楼，因此能够以“无短板”的“真旗舰”为目的进行设计，并且无疑更加考验厂商的综合实力。

5G芯片研发 三星低调引领

在研发5G集成式SoC方面，三星成为了几家厂商中的先行者。在2019年9月4日举办的IFA德国电子消费展上，三星推出了全球首款5G集成式SoC——Exynos 980，其采用了8nm FinFET制程工艺，内部集成两颗2.2GHz Cortex-A77大核和六颗1.8GHz Cortex-A55效能核心，配备Mali-G76 MP5 GPU，内置NPU，支持LPDDR4X RAM和NSA&SA两种组网下5G网络。

同样是在IFA德国电子消费展上，华为于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，因此在数据运算性能方面无疑出现了短板。而另外一家SoC巨头高通，至今仍未正式推出集成式5G SoC，可见集成式5G SoC的研发之难和对技术要求之高，也从侧面印证了三星很早便投入5G研发之中。

超高速数据通信能力保障5G体验

作为全球首款5G集成式SoC，Exynos 980在5G网络环境下的超高速数据通信能力备受关注。据悉Exynos 980在5G通信环境下即6GHz一下频段，能够实现最高2.55Gbps的下行速率。相比之下，麒麟990在6GHz频段下的峰值下行速率仅为2.3Gbps。而在网络部分，Exynos 980提供了对NSA/SA两种不同组网方式的支持，虽然当下SA组网方式尚未普及，但这也意味着采用Exynos980芯片的手机产品，能够更加灵活地应对未来5G网络建设的新形势，同时也保障了用户能够享受到出色的5G体验。

不仅如此，Exynos 980向下兼容2/3/4G网络，并支持EN-DC 4G-5G双连接模式，在4G单连接模式下最高可实现1.6Gbps的速度，而在双连接模式下最高能够实现3.55Gbps的超快下行速率。除此之外，Exynos 980还支持最新的Wi-Fi 6标准，使用户无论处于4G、5G还是Wi-Fi环境下，都能够享受到迅捷无比的网速，以实现无缝的在线游戏和流畅的在线视听体验。

强悍运算性能带来出色性能体验

除了拥有超高速数据通信能力的基带芯片之外，Exynos 980的CPU和GPU性能也不容小觑。虽然当下各家芯片的CPU部分已经发展至四核、八核甚至十核，但安卓系统还是较为看重单核心的性能，这也是当下芯片发展的趋势之一。目前移动端最新的CPU架构是ARM 的Cortex-A77架构，官方对其的描述是“笔记本电脑级别的性能”、“赋能5G解决方案”、“杰出的用户体验”，因此不难发现，该架构的性能目标是挑战PC级CPU，带来强悍的数据处理能力。

对于Exynos 980而言，其内部集成了两颗2.2GHz Cortex-A77大核心，相较于麒麟990所采用的Cortex-A76大核心，Cortex-A77内部有着非常多的升级，包括提升运行带宽、引入Macro-Op缓存结构、添加算术逻辑单元等等，最终的结果便是其浮点性能提升了30%之多，而IPC也提升了20-25%之多。

不仅如此，Exynos 980内置的六颗1.8GHz Cortex-A55效能核心，由于大幅改善了内存性能，因此相比前作Cortex-A53而言，在内存性能方面提升1倍，浮点性能提升38%、渲染性能提升14%、综合性能提升21%，相比之下功耗仅仅提升3%。

至于GPU方面，Exynos 980则采用了Mali-G76 MP5 GPU，得益于出色的架构设计，全新的G76核心相比上一代G72在性能和能效方面有着30%的提升，同时机器学习性能更是提升了2.7倍之多，对于大型游戏或者VR应用而言再合适不过。

由此可见，在“两大+六小”的八颗核心CPU和高性能GPU配合之下，Exynos 980能够在游戏等高负载的应用环境里，为用户提供稳定流畅的娱乐体验，更能在低负载的状态下提供更好的续航能力，可谓“鱼与熊掌兼得”。

作为5G之外的另一大潮流，AI技术被寄希望于依托着5G的发展，从而赋予手机产品更多的可能性。Exynos 980的人工智能计算性能也得到极大优化，其内置了高性能NPU处理器，其AI性能相比上一代产品有着2.7倍的提升，能够在低功耗和网络外的环境中进行数据处理，为用户提供诸如身份验证、内容过滤、智能相机、混合现实等更多智能化的服务的同时，保障了用户的数据安全和隐私，使得搭载Exynos 980机型的使用体验更上一个阶层。

顶级ISP提升拍照性能

与大众传统印象中的“拍照性能看像素”不同，想要手机拥有出色的拍照能力，除了需要高像素的图像传感器之外，ISP即图像处理单元起到关键性的作用。其主要作用是对图像传感器输出的数据进行后期处理，以实现色彩校正，去除噪声、坏点，白平衡和自动曝光控制等功能，最终输出一张色彩准确、细节丰富、画面干净的照片。

作为三星旗舰级SoC的Exynos 980，在这一方面自然也保持了旗舰级的水准，其内置的ISP单元最高能够处理1.8亿像素镜头拍摄的图像。值得注意的是，此前三星推出了全球首款拥有1.08亿像素的超清CMOS——ISOCELL Bright HMX，能够拍摄分辨率为12032x9024的照片。相比之下，目前市面当下最高的手机摄像头仅有6400万像素而言，若是将Exynos 980和ISOCELL Bright HMX集成至一款手机之上，其性能提升可谓十分恐怖。

与此同时，该ISP单元最多支持五个单独的图像传感器，并且能够同时处理三个图像传感器数据，再加上支持每秒120帧的4K超高清视频编码和解码，支持HDR10+动态映射，以及出色的NPU性能，使得Exynos 980能过获得更好的多相机体验和顶级的照片、视频拍摄能力。

作为移动通信领域最为前沿的技术，5G已经成为移动通信上下游厂商竞相角逐的战场，并且未来会逐步趋于白热化。对于手机而言，采用性能更高、功耗更低且易于部署的5G集成式SoC也将成为未来的主流趋势。此次三星推出的Exynos 980无疑对于5G技术的进一步落地应用普及，起到了至关重要的推动作用。让我们一起期待未来搭载三星Exynos 980的终端手机产品，为用户拉开5G时代的大幕的同时，尽情享受更快速、更高效的5G体验。