【原】安卓唯一自主架构坚持者：三星Exynos9810

三易生活 2021-01-15

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现阶段安卓手机的旗舰SoC有哪些？高通骁龙835、海思麒麟970、还有就是三星Exynos8895和联发科Helio X30.

Helio X30性能与其他三者差距太大，市场表现也很失败，这里就不作讨论了。但除了它之外，对于大多数人来说，三星Exynos8895就更加“云山雾罩”——很多人都知道它在性能上与骁龙835不分上下，但却从没用过搭载Exynos8895主控的手机。这倒并不是三星不想卖——而是因为Exynos8895原生并不支持CDMA2000制式，因此在中国、美国这些对“全网通”有需求的市场，三星用骁龙835代替了Exynos，装在了自家旗舰Galaxy S8以及Note8里面。

但是，明年这种情况或许就会发生改变——因为三星近日低调地发布了新一代的Exynos9810，终于在自家旗舰主控上实现了全网通特性，这或许意味着在S9这一代，国行的三星手机将会再一次用回Exynos主控——是的，我知道很多人早就望眼欲穿了。然而，Exynos 9810真正的亮点并不在于全网通，而在它的基本架构上：说出来你可能不信，Exynos9810很有可能成为安卓阵营当中届时唯一的完全自主架构产品。

ARM的商业模式：授人以鱼还是授人以渔？

什么是完全自主架构？要说明这点，就必须解释一下ARM以及它特殊的商业模式了。

大家都知道，现在几乎所有的手机主控都和英国ARM公司的研究成果有着密切的关联：这家奇特的企业自己不制造实际的处理器，但是却能源源不断地设计出新的处理器指令集和运行它们的新架构，并指导其他厂商的产品研发。在对外授权（销售）产品上，因为ARM并不生产实际上的产品，它们卖的其实就是所谓IP核（知识产权），而销售的内容则分为两种：指令集授权和架构授权。

用写作来比喻，这就好像一个原本英语不太好的作家，想要出版一本英文小说，那么他有两种办法，一是请人来教自己英文文法，熟练掌握英语写作技巧，之后再动笔自己写；而另外一种则是直接请人代笔，然后自己要么直接引用要么稍作修改，文章就有了~以上的例子中，前者（学习英语）就好像指令集授权：ARM卖出去的只是程序代码，至于要如何设计电路（架构）来将之实现，这就要看厂商自己的水平；而后者（直接请人代笔）就类似架构授权，厂商买到手的就已经是完整的电路设计图，拼凑一下处理器就能造出来了。很显然，这两种授权对于相应厂商的技术水平要求是完全不一样的，前者比后者要困难许多，但也同时意味着有机会造出超越同期行业平均水准的产品。

NV退出，高通偷懒，三星成安卓唯一坚持者

那么，有哪些厂商是仅靠指令集授权，然后自研处理器架构的呢？过去我们最熟悉的应该是Nvidia，他们的Denver架构在性能和复杂程度上已经远远超出了移动处理器的要求。可惜现在NV早就不做移动端，Denver架构虽然仍在继续，但已经只存在于超级电脑和自动驾驶计算机里了。除此之外，过去的高通也是自研架构的一把好手：大家应该都还记得经典的骁龙800/801/805,Krait架构在32位时代以高性能、低功耗、低发热盛行一时，可惜之后随着64位时代的提早来到，高通不得不放弃对Krait的继续打磨，转而用上了ARM公版——这就是臭名昭著的骁龙810。

结果，缺乏对公版架构调校经验的高通栽了个大跟头，810“大火炉”坑了不少厂商。但好在高通及时拿出了新的自研架构，这就是骁龙820/821上的Kryo。Kryo架构属于明显的短流水线、高效能大核心，这也使得820仅需四核心就能和同期的那些八核心旗舰对手们在性能上不分轩轾。可是，四核心毕竟不利于宣传——不是所有的消费者都懂得架构这个概念的，所以在现在的骁龙835上，我们看到的“Kryo280”架构名义上是820的延续，但实际上完全是不同的东西——它的结构大为简化、单核性能不升反降，优点就是功耗和面积大大降低。按照不少外媒的分析，骁龙835CPU部分的真实架构应该是基于公版Cortex A73“稍微修改”而来，属于“半定制”架构，不能称作自研。

半定制架构兼顾了减低研发成本和保证及时上市的需求，令高通尝到了甜头，于是之后的骁龙660同样延续此设计，只是“再砍一刀”变成Kryo260。甚至有消息称下一代的高通主力产品全部都将采用这种“公版架构+自行小改”的思路，包括骁龙636、670和最高端的845都会使用A73、A55和A75公版架构演化而来……

于是，在专业分析师眼中，目前还在移动端坚持指令集授权，架构自行研发的厂商就只剩下了两家，一是苹果，而另一家就是三星。

第三代自主架构，全面进步的Eynos9810

三星的自研处理器架构始于去年的Exynos8890——其小核心使用公版Cortex A53，而大核心则基于三星自研的“猫鼬”M1架构。在实际测试中，M1的性能无论单核心还是多核心都胜过了骁龙820的Kryo，也胜过同代使用A73公版架构的海思麒麟960，作为“处女作”展现了三星强大的自研能力。而在最新的Exynos9810上，三星的自研大核心架构进化到第三代“猫鼬M3”，同时不仅大核心架构自研，在关键的处理器互联总线上，三星也拒绝购买ARM很被看好的DynamIQ总线，而是会使用自己的设计代替。DynamIQ是一种可以让处理器内部的大小核计算性能更加自由分配的新设计，ARM号称它能够大幅减少中端SoC的设计和制造成本。作为对比，苹果的A11 Bionic主控和高通下代的骁龙845都有DynamIQ技术的影子——看来三星对自家技术相当自信。

除了在CPU和总线上坚持自研之外，三星Exynos9810也会“正式”加入时下流行的独立神经网络处理单元，从而大幅强化在AI相关应用中的用户体验。为什么要强调正式呢？这是因为在这一代的Exynos8895中，其实已经有一个专门用于处理图像识别的小型AI单元，但三星当时并未对它引起足够的重视——它被专用在了Galaxy S8和Note8手机的Bixby视觉识别功能上，没有对第三方开放。现在在Exynos9810上选择“亡羊补牢”倒也没什么不好——毕竟高通去年的骁龙820其实早就支持神经网络和AI算法了，结果到最后不也并没有体现出什么特别的加成么？在第三方软件对AI的优化还没有到位之前，一切都不算晚。Exynos9810其他的进步还包括集成的全新基带，不仅支持全网通，还有目前业界最高的6CA（六载波聚合）技术(高通和华为目前都是5CA)，总下载带宽可以达到1.2Gbps。另外，在游戏玩家会很关注的GPU（图形处理器）方面，初步的消息显示Exynos9810会集成Mali-G72 MP18方案，比采用同样GPU架构的麒麟970多出50%的核心数量，但估计考虑到发热和省电，不会跑到970那么高的频率，因此实际GPU性能的领先程度大概会在30%以上。当然，之前就有消息称三星和NVIDIA以及AMD都有接洽，将来的Exynos会连GPU也实现自主设计，但可能还不会马上用在9810上。

17年历程方得成就，自主并不容易

最后，不得不提一下三星在ARM指令集处理器方面的发展史——根据维基百科上的数据，三星的ARM处理器最早可以追溯到2000年的S3C44B0，那还只是一颗仅有66MHz，单核心的mp3主控。而我们熟悉的Exynos品牌是到2010年才出现的，六年之后三星就用上了自研架构（Exynos8890）——换句话说，三星总共用了十六年的时间从最基本的简单公版进化到了可以自主研发，而完善、坚持自主架构的改进又经历了三年时间。所以，“自主”确实是个值得骄傲的好东西。，但它也没有那么容易。