三星首款7nm AI處理器將隨Galaxy S10亮相AI性能與蘋果和華為差多遠?
三星在手機市場面臨越來越嚴峻的挑戰,今年的旗艦手機Galaxy S9系列並未獲得市場的廣泛關注,這意味著明年初將推出的Galaxy S10對三星而言更加關鍵。據韓國媒體報導,Galaxy S10將會採用三星全新的代號Cheetah的7nm AI處理器。
三星Galaxy10將搭載三星首款自主研發的7nm AI處理器,具體型號消息稱是Exynos 9820。此前有消息指出,Exynos 9820將會採用2+2+4 的Big.middle.little設計,使用Arm DynamIQ架構將它們組合在一起,其中3個大核心是三星自主設計的第四代架構“M4” ,2個中核心是CortexA75(或A76),4個小核心則是Cortex A55。最新的消息稱Exynos 9820將集成雙核NPU,製造工藝則使用三星7nm EUV,增加的NPU的其中一個功能是增強相機性能。
在市場逐漸飽和的情況下,全面屏、屏下指紋、無線充電等都是手機廠商吸引消費者購買新手機的營銷點,近來AI又成為了新的亮點,蘋果和華為更是憑藉自研的A系列和麒麟900系列處理器主打AI賣點。根據IDC數據,2018年第二季度全球智能手機銷量市場份額排名前三的分別是三星、華為、蘋果,其中華為和蘋果的AI處理器都已經發展到第二代。蘋果最新的手機AI處理器是A12 Bionic ,A12 Bionic的Neural Engine架構從A11 Bionic的雙核增加到了A12 Bionic的八核,性能也從A11 Bionic每秒能完成6000億次操作提升至A12 Bionic的每秒能夠完成5萬億次運算。蘋果還表示通過神經網絡引擎上的智能學習系統,能智能地決定是使用CPU、GPU還是神經網絡來運行程序,使性能在整體上得到更大提升。
華為最新的手機AI處理器則是麒麟980,首次集成雙核NPU,使用更高精度的深度網絡,據稱麒麟980每分鐘可識別4500張圖像,具備更高的實時性,支持人臉識別、物體識別、物體檢測等AI場景。余承東表示,麒麟980可利用AI調頻調度技術,實時學習幀率、流暢度和触屏輸入變化,預測手機任務負載,動態智能感知手機使用過程中存在的性能瓶頸,及時進行調頻調度,實現更快的程序加載速度、更高的性能以及更低的功耗。
反觀三星,直到今年三月才發布具備AI特性的處理器——Exynos 9610,具有基於深度學習技術的專用AI硬件單元,三星稱之為vision image processing unit(視覺圖像處理單元)。據了解,vision image processing unit包含一個DSP和神經網絡引擎,DSP可以高效地把圖像和流轉換為數字信號,神經網絡引擎能夠分析圖像中的人臉、物體和環境。不過,Exynos9610中的VPU與蘋果和華為的NPU並不相同,因此Exynos9820的雙核NPU的性能值得期待。
當然,NPU及整個SoC的性能表現除了與芯片設計密不可分,芯片的製造工藝也非常關鍵,蘋果A12和麒麟980都採用台積電常規光刻技術的7nm工藝,三星Exynos9820則會採用三星自家的7nm EUV (極紫外光刻技術)。上月,三星宣布7LPP工藝進入量產,並稱基於EUV光刻技術的7LPP工藝對比現有的10nm FinFET工藝,可以提高20%性能、降低50%功耗、提升40%面積能效。根據三星的計劃,7nm EUV晶元大規模投產時間為2019年秋季,並在位於韓國華城的S3 Fab開始第一批生產。有意思的是,在三星公佈7LPP工藝量產之前一周,台積電也聲明稱其7nm EUV即將開始風險生產。
雖然雙方在公告的時間上相近,但雙方處於非常不一樣的位置。三星作為芯片代工行業的後來者,也是“全球IBM製造技術聯盟”中激進派的代表,早早就宣布了7nm時代將採用EUV。至於帶來的提升,根據台積電的說法,EUV工藝7nm+相比第一代7nm晶體管密度可以提升20%,功耗降低10%,性能此前的說法是沒有提升或提升有限,大概是10%左右,並且這只是晶體管層級的提升,並不代表處理器性能的提升。
至於三星7nm EUV與台積電7nm EVU相比到底如何現在做判斷還太早。只是作為後來者三星在芯片代工領域的積累確實不如台積電深厚,我們都知道此前蘋果的A9處理器有兩個版本,採用了三星14nm FinFET工藝製造和採用台積電16nm FinFET工藝製造的手機消費者反應台積電版本的性能和續航表現更佳。
同為專為自家手機研發的處理器,三星Exynos受關注的程度似乎少於蘋果A處理器和華為麒麟處理器,這其中或許有三星習慣在Galaxy S手機中使用兩個版本的處理器。而三星、華為、蘋果也是全球不多地具備自研處理器和能率先用上AI處理器的廠商。當然也要看到,在AI性能方面,初代產品可能表現不夠理想,需要不斷的迭代和更新,由此看來在時間點上三星已經落後。
另外,處理器的表現與製造工藝息息相關,三星與台積電的7nm EUV到底表現相差多少還不確定。總體來說,三星初代AI處理器的性能表現想要超過蘋果和華為並不容易,當然三星是否會藉AI處理器給消費者帶來新的應用仍然值得期待。