被台積電錘爆！三星5nm露餡：就是渣渣、自覺遠離

我們知道，Snapdragon 888和Exynos 2100都是在三星新的5nm工藝節點上製造的，下面我們對這個工藝進行一些深入的瞭解：

要記住的重要一點是，儘管三星稱此節點為5nm，但其設計和特性與7nm節點更相似。

新節點的關鍵新特性是在EUV工藝節點上重新引入SDB（single diffusion breaks），以及工藝單元庫中的細微變化。

根據三星自己的數字，他們聲稱5LPE的功耗比7LPP低20％，或者性能高10％。這些實際上是要放在上下文中的非常重要的數字，尤其是當我們比較在TSMC工藝節點上製造的設計時。

至少在去年對Galaxy S20系列以及Exynos 990和Snapdragon 865 SoC進行的審查中，高通的Snapdragon 765 SoC也是在三星的7LPP節點上製造的，並具有Cortex-A76內核，這是一個重要的數據點。

在比較中，我們看到Exynos 990和Snapdragon 765的A76內核在功耗方面的表現非常相似，但是它們落後於基於TSMC的Cortex-A76內核20％到30％。

在這種情況下，三星的5LPE工藝節點將功率提高了20％，這意味着它們只會趕上台積電的7nm節點。

要做一個有趣的比較-可能是我們今天實際上能夠實現的罕見比較之一，是Snapdragon 865和新Snapdragon 888內部的Cortex-A55內核之間的比較。

兩個SoC都具有相同的IP內核，它們以相同的1.8GHz頻率時鐘，並且都具有相同的L2緩存量，唯一的不同是它們的處理節點。

使用SPEC的456.hmmer –因為它是主要位於較低緩存層次結構中的工作負載，因此，我們避免了可能不同的內存子系統的任何影響，我們可以看到兩個SoC的功耗的確幾乎相同，而性能也得分為6.84對6.81，而新款Snapdragon 888則相同。

因此，至少乍看之下，我們關於三星5LPE僅能趕上台積電N7 / N7P節點的功耗和能效的理論似乎是正確的-至少在這些頻率上如此。

進一步有趣的數據是Exynos 2100上CPU的電壓曲線。我已經提取了我的兩個設備（常規的S21和S21 Ultra）的頻率電壓表，以上曲線是較小的S21內部更好的分箱芯片。

從這代工藝來説，三星似乎已經能夠大幅降低這一代的電壓。現在，在Cortex-A55內核上，這些內核在2GHz時僅需要800mV，而去年在我們的評測單元中，Exynos 990則需要超過1050mV。

同樣，儘管比較並非一帆風順，但2.5GHz的Cortex-A78內核僅需要862mV，而上一代的Cortex-A76內核也需要1050mV。

有趣的是，Cortex-X1內核與Cortex-A78內核的電壓曲線非常接近：它們彼此幾乎相同，這實際上與Arm聲稱新X1內核具有相同的頻率能力是一致的。作為A78，只有更大並且功耗隨頻率呈線性增加。

三星的頻率表表明，他們已經在測試高達2.6GHz的A55，以及測試高達3.2GHz的X1和A78內核–但是這裏的電壓要高得多，而且很可能SLSI也無法達到類似的芯片產量。

不幸的是，我無法從Snapdragon 888 S21 Ultra中提取數據，因此我無法準確確定電壓與Exynos 2100相比下降了多少。

我可以確認一件事，這兩個SoC之間存在很大差異三星確實確實為Exynos 2100的Cortex-X1內核提供了自己的專用電壓軌和PMIC調節器，而Snapdragon 888在X1和A78內核之間共享了相同的電壓軌。

從理論上講，這可能意味着在更多的混合線程工作負載中，Exynos有機會獲得比Snapdragon 888更高的電源效率。

總的來説，我希望人們明白的是，儘管三星稱其為5nm節點，但可以肯定的是，它的性能不會與TSMC的5nm節點相同。通常，我們不太關心密度，但是性能和功率效率是影響芯片和最終產品體驗的關鍵因素。