三星首款7nm AI处理器将首发Galaxy S10，AI性能与苹果和华为差多远？

消息，三星在手机市场面临越来越严峻的挑战，今年的旗舰手机Galaxy S9系列并未获得市场的广泛关注，这意味着明年初将推出的Galaxy S10对三星而言更加关键。据韩国媒体报道，Galaxy S10将会采用三星全新的代号Cheetah的7nm AI处理器。

三星Galaxy10将搭载三星首款自主研发的7nm AI处理器，具体型号消息称是Exynos 9820。此前有消息指出，Exynos 9820将会采用2+2+4 的Big.middle.little设计，使用Arm DynamIQ架构将它们组合在一起，其中3个大核心是三星自主设计的第四代架构“M4”，2个中核心是CortexA75(或A76)，4个小核心则是Cortex A55。最新的消息称Exynos 9820将集成双核NPU，制造工艺则使用三星7nm EUV，增加的NPU的其中一个功能是增强相机性能。

在市场逐渐饱和的情况下，全面屏、屏下指纹、无线充电等都是手机厂商吸引消费者购买新手机的营销点，近来AI又成为了新的亮点，苹果和华为更是凭借自研的A系列和麒麟900系列处理器主打AI卖点。根据IDC数据，2018年第二季度全球智能手机销量市场份额排名前三的分别是三星、华为、苹果，其中华为和苹果的AI处理器都已经发展到第二代。苹果最新的手机AI处理器是A12 Bionic ，A12 Bionic的Neural Engine架构从A11 Bionic的双核增加到了A12 Bionic的八核，性能也从A11 Bionic每秒能完成6000亿次操作提升至A12 Bionic的每秒能够完成5万亿次运算。苹果还表示通过神经网络引擎上的智能学习系统，能智能地决定是使用CPU、GPU还是神经网络来运行程序，使性能在整体上得到更大提升。

华为最新的手机AI处理器则是麒麟980，首次集成双核NPU，使用更高精度的深度网络，据称麒麟980每分钟可识别4500张图像，具备更高的实时性，支持人脸识别、物体识别、物体检测等AI场景。余承东表示，麒麟980可利用AI调频调度技术，实时学习帧率、流畅度和触屏输入变化，预测手机任务负载，动态智能感知手机使用过程中存在的性能瓶颈，及时进行调频调度，实现更快的程序加载速度、更高的性能以及更低的功耗。

反观三星，直到今年三月才发布具备AI特性的处理器——Exynos 9610，具有基于深度学习技术的专用 AI 硬件单元，三星称之为 vision image processing unit（视觉图像处理单元）。据了解，vision image processing unit包含一个 DSP 和神经网络引擎，DSP可以高效地把图像和视频流转换为数字信号，神经网络引擎能够分析图像中的人脸、物体和环境。不过，Exynos9610中的VPU与苹果和华为的NPU并不相同，因此Exynos9820的双核NPU的性能值得期待。

当然，NPU及整个SoC的性能表现除了与芯片设计密不可分，芯片的制造工艺也非常关键，苹果A12和麒麟980都采用台积电常规光刻技术的7nm工艺，三星Exynos9820则会采用三星自家的7nm EUV（极紫外光刻技术）。上月，三星宣布7LPP工艺进入量产，并称基于EUV光刻技术的7LPP工艺对比现有的10nm FinFET工艺，可以提高20%性能、降低50%功耗、提升40%面积能效。据了解，根据三星的计划，7nm EUV晶元大规模投产时间为2019年秋季，并在位于韩国华城的S3 Fab开始第一批生产。有意思的是，在三星公布7LPP工艺量产之前一周，台积电也声明称其7nm EUV即将开始风险生产。

虽然双方在公告的时间上相近，但双方处于非常不一样的位置。三星作为芯片代工行业的后来者，也是“全球IBM制造技术联盟”中激进派的代表，早早就宣布了7nm时代将采用EUV。至于带来的提升，根据台积电的说法，EUV工艺7nm+相比第一代7nm晶体管密度可以提升20%，功耗降低10%，性能此前的说法是没有提升或提升有限，大概是10%左右，并且这只是晶体管层级的提升，并不代表处理器性能的提升。

至于三星7nm EUV与台积电7nm EVU相比到底如何现在做判断还太早。只是作为后来者三星在芯片代工领域的积累确实不如台积电深厚，我们都知道此前苹果的A9处理器有两个版本，采用了三星14nm FinFET工艺制造和采用台积电16nm FinFET工艺制造的手机消费者反应台积电版本的性能和续航表现更佳。

认为，同为专为自家手机研发的处理器，三星Exynos受关注的程度似乎少于苹果A处理器和华为麒麟处理器，这其中或许有三星习惯在Galaxy S手机中使用两个版本的处理器。而三星、华为、苹果也是全球不多地具备自研处理器和能率先用上AI处理器的厂商。当然也要看到，在AI性能方面，初代产品可能表现不够理想，需要不断的迭代和更新，由此看来在时间点上三星已经落后。

另外，处理器的表现与制造工艺息息相关，三星与台积电的7nm EUV到底表现相差多少还不确定。总体来说，三星初代AI处理器的性能表现想要超过苹果和华为并不容易，当然三星是否会借AI处理器给消费者带来新的应用仍然值得期待。