2024-05-02 21:08:25
(原标题:迄今最强的五款手机芯片)
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2023年以来,半导体工厂和AI(人工智能)处理器的建设热潮推动了半导体行业的话题,但拥有最大出货量的智能手机仍然继续显著发展,有吸引力的型号正在一个接着一个发布。这次,我们将报道2023年下半年至2024年上半年发布的智能手机,重点关注处理器。虽然我们这次报道的是高端处理器,但高通和联发科也发布了新处理器,它们甚至可以处理中高端智能手机处理器(性能略低于高端),这使得销售最多单位。
三星“Galaxy S24”采用两个平台
图1为三星电子(以下简称三星)2024年版高端智能手机“Galaxy S24”,该机于2024年1月在海外发布。Galaxy S24在海外发布三个月后在日本发布,并成为热门话题。
Galaxy S24的内部分为两个平台版本。在日本销售的产品是高通制造的,在海外销售的很多是三星制造的。图 1 显示了使用三星 Exynos 2400 的系统。基本的内部功能由三星芯片组组成。所有基本功能,如处理器、集成到单芯片 SoC(片上系统)中的通信调制解调器、通信收发器和电源 IC 均由三星制造。而且,存储内存和RAM也是三星生产的,因此“三星”的自给率极高。该处理器采用三星首个FOWLP(扇出晶圆级封装)实现,似乎能够实现比之前更高的性能。端子表面也采用了硅电容,结构与苹果的“A系列”几乎相同。
图2为Exynos 2400处理器的拆箱图。由布线层组成的芯片型号名称“S5E9945”刻在硅片上。该处理器采用三星4nm工艺制造,基于AMD的GPU架构“RDNA3”,结合了10核Arm CPU、针对移动开发的12核GPU“Xclipse 940”、DSP、INT8等,配备了AI发动机(44TOPS)。它还配备了4G/5G(第四代/第五代移动通信)调制解调器。三星并未在 2023 年发布 Exynos 处理器。Exynos 2400 是一款已经问世两年的高端处理器。
高通骁龙联合多家内存厂商
图3为小米2024年1月发布的高端智能手机“小米14 Pro”。自 2011 年以来,小米每年在发布时都会使用顶级的高通平台。2024款机型采用高通2023年下半年发布的“Snapdragon 8 Gen 3”。Snapdragon 8 Gen 3已经在许多高端机型中采用,图1所示的日本型号三星Galaxy S24也配备了Snapdragon 8 Gen 3。
小米 14 Pro 的内部由高通芯片组组成,但与三星 Galaxy S24 的最大区别在于,内存(存储和 RAM)是各个供应商的组合,包括美光科技、SKhynix、三星和这就是重点。与三星相比,“内部比例”略低。不过,由于高通涉足射频功率放大器等产品,因此自给率与三星的差距很小(几乎相同)。
高通骁龙8 Gen 3的处理器型号名称为“SM8650”。组合的电源IC为“PM8550VS”和“PM8550VE”。该电源IC的型号名称与上一代产品“Snapdragon 8 Gen 2”(SM8550)相同。为Snapdragon 8 Gen 2开发的电源IC也被复用在Snapdragon 8 Gen 3中。通过重复使用,硅物质可以保持在最低限度。RF收发器是一种新芯片。我不会在这里详细介绍它的内部,但它显著改进了数字功能。高通等也正在将AI功能融入到通信芯片中,提高通信性能的功能也是一个卖点。
图 4显示了高通 Snapdragon 8 Gen 3 芯片的拆箱。采用台积电4nm制造,CPU有8核,高通专有GPU“Adreno750”有12核,高通专有AI引擎“HEXAGON AI”处理性能为45 TOSP。Snapdragon 8 Gen 3 还配备 5G 调制解调器。CPU 配置几乎相同,尽管它比三星 Exynos 2400 少了两个高效核心。
vivo“X100 Pro”采用联发科顶级平台
图5为中国vivo于2023年底发布的高端智能手机“X100 Pro”。X100 Pro采用联发科顶级平台“天玑9300”。联发科也是芯片组,收发器和电源IC也是联发科做的。但由于射频功率放大器和存储器由其他公司制造,该公司的“自给率”低于高通和三星。此外,许多电源 IC 和收发器都是从之前的型号天玑 9200 借用的。
图 6显示了 Dimensity 9300 硅胶的开口。与高通的Snapdragon 8 Gen 3一样,它是采用台积电的4nm制造的。CPU配备8核,GPU配备Arm的G720 12核。虽然高通和三星有 3 层 CPU(高性能、中效、高效),但联发科天玑 9300 却“没有高效核心、4 个高性能核心、4 个中核心”,并且拥有高性能可见它具有重要的特征。AI引擎搭载联发科专有的“APU 790”,实现了33TOPS的计算性能。顺便说一句,联发科很少透露芯片上安装的晶体管数量,但天玑 9300 却宣称拥有 227 亿个晶体管。这个数字比苹果3nm处理器“A17 Pro”的190亿颗高出约20%。
谷歌 Pixel 8 和苹果 iPhone 15 Pro 的处理器
图 7显示了“Google Pixel 8”中安装的处理器“Tensor G3”以及苹果“iPhone 15 Pro”中使用的 A17 Pro。两者都被定位为三星、高通和联发科的新型高端移动处理器的竞争对手。不同之处在于,Tensor G3 采用三星 4nm 工艺制造,A17 Pro 采用台积电 3nm 工艺制造,但两者都有一个特点,即没有内置 5G 调制解调器。而且芯片具有差异化优势,用在自己的产品中比对外销售更有优势。
比较5个芯片
表1总结了本次讨论的五款芯片的CPU配置、制造工艺以及相对面积。所有CPU都是Arm,GPU也是来自谷歌和联发科的Arm。人工智能引擎因公司而异。虽然AI性能从33到45 TOPS不等,CPU核心数量从6到10不等,但内部运算单元配置是相同的。
图8是上述五种芯片的最大频率和硅片面积的图表。与三星4nm产品相比,台积电4nm产品的频率更高,尽管高出几个百分点。采用3nm工艺的A17 Pro频率最高,同样采用3nm工艺的M3系列频率更高,超过4GHz。除了A17 Pro采用3nm制造外,面积几乎相同。它们是功能几乎相同的芯片,因此虽然细节上有差异,但从整体处理器芯片来看,三星和台积电几乎没有区别(我不会提及良率等)。高通和联发科采用3nm的产品即将发布,后续我们会继续进行对比。
https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2404/30/news033_4.html
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