擁抱RISC-V？三星電子重啟內核架構自研

　　近日有消息，三星電子將重新開始CPU內核的開發(fā)。三星電子在公司內部組建了CPU核心開發(fā)小組，并聘請前AMD高級開發(fā)人員Rahul Tuli領導該小組。如果開發(fā)過程順利，三星電子將可以在2027年之前使用自主內核開發(fā)的CPU。

　　相比在ARM等成熟內核的基礎上設計芯片，自研內核架構具有更大的挑戰(zhàn)性。2015年三星電子曾推出采用自研“貓鼬(Mongoose)”內核的處理器，但終因性能不夠理想于2019年終止。此次重新啟動相關項目，表明三星電子急于在芯片領域尋求到新的突破口。能否成功，值得關注!

　　移動CPU設計實力不容輕視

　　談到三星電子的芯片業(yè)務板塊，人們的關注點往往集中于存儲芯片與晶圓代工方面。事實上，三星電子在智能手機芯片領域同樣有著不弱的設計開發(fā)能力。三星電子自研的智能手機芯片Exynos系列雖然不如蘋果的A系列那么知名，卻也不乏輝煌的歷史。

　　資料顯示，2000 年前后，三星電子就開發(fā)出首款面向智能手機的SoC芯片，基于ARM7內核，型號為 S3C44B0。這在當時已是相當超前的設計。隨后三星電子又基于ARM9內核推出Exynos 3 Single 3110，這是安卓陣營首款采用45nm工藝，主頻達到1GHz的SoC芯片。這顆芯片對于開啟三星電子Galaxy S系列手機的輝煌功不可沒。截至2013年銷量超過2500萬部，三星電子也借助這顆芯片躋身主流移動芯片廠商陣營。

　　此后，三星電子陸續(xù)推出多款Exynos系列產(chǎn)品：Exynos 4210 采用兩顆Cortex-A9內核，是三星電子首款多核處理器;Exynos 4412采用四顆Cortex-A9內核;Exynos 5410采用ARM big.LITTLE 架構，實現(xiàn)了4顆高性能Cortex-A15和4顆個輕量級 Cortex-A7的8核設計。Exynos 7420更是以4顆Cortex-A57和4顆Cortex-A53，及14nm 制造工藝，達到一個高峰。

　　不過，三星電子的手機芯片也有其弱點，那就是采用公版ARM內核設計，外加無節(jié)制的堆料，與蘋果、高通可以打開ARM的“黑匣子”比起來，總是要差上一籌。為此，三星電子決定投入巨資自研內核架構，改變這一被動局面，并于2015年末推出首款采用自研“貓鼬(Mongoose)”內核架構的處理器Exynos 8890。

　　但事實證明，不是所有人都像蘋果那樣玩得轉自研。2017年三星電子發(fā)布的Exynos 8895，采用“貓鼬M2”內核，在CPU和GPU方面都出現(xiàn)了性能和功耗的問題，面對驍龍835敗下陣來。2019年底，三星電子裁撤CPU研發(fā)部門，為堅持了四年的自研“貓鼬(Mongoose)”內核畫上句號。這也是三星電子Exynos 芯片由盛轉衰的一個轉拆點。此后，無論是和vivo聯(lián)手合作的Exynos 980、Exynos 990、Exynos 1080，還是Exynos旗下首款5nm芯片Exynos 2100全都回歸ARM公版設計。在Counterpoint Research 發(fā)布2022年全球手機移動處理器市調報告中，三星電子Exynos系列的市占率也弱于高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科與紫光展銳。

　　目標劍指高端移動計算市場

　　三星電子再次開啟內核自研，顯然是希望重振手機芯片業(yè)務。三星電子總裁、MX業(yè)務負責人盧泰文日前在參加一次會議時就曾表示，三星電子正在為旗下的Galaxy手機產(chǎn)品線研發(fā)專屬的定制SoC，并稱這款芯片將會是不同于市面上的任何其它產(chǎn)品、堪稱“獨一無二”的存在。

　　自研芯片最大的好處是實現(xiàn)軟硬件一體化設計。蘋果就是這方面的典型代表，具有更高自主性的自研芯片使其能夠牢牢掌握產(chǎn)品周期，按需設計產(chǎn)品，同時更好地匹配軟件生態(tài)。這是越來越多手機廠商投入芯片自研的主要原因。而三星電子投入內核架構自研，可以使其在自主性、與差異化方面走得更遠。Garner研究總監(jiān)盛陵海表示：“自研內核可使芯片廠商在進行處理器開發(fā)時可以減少對公版設計的依賴，擁有更大的自主性和差異化。”

　　基于此，三星電子的智能手機芯片事業(yè)有望重返智能手機和個人電腦尖端芯片領域展開競爭。近年來，由于智能手機需求增加以及5G技術的發(fā)展，全球智能手機芯片市場出現(xiàn)了顯著增長，預計全球手機芯片市場將從2020年的169 億美元增長到2025年的235億美元，年復合增長率6.8%。

　　同時，智能手機也不再是移動計算平臺中的唯一主角，XR硬件、智能座艙等智能設備市場不斷發(fā)展，更多新型移動計算形態(tài)被催生出來。數(shù)據(jù)顯示，2025年全球智能物聯(lián)終端連接數(shù)量將達到100億臺，2050年數(shù)量將增長至500億臺，智能計算芯片的需求量在未來數(shù)十年間將會不斷地增長。三星電子顯然是希望加強自研能力，進入智能手機等智能設備的尖端芯片領域展開競爭。

　　擁抱RISC-V存在可能

　　三星電子重啟內核自研的細節(jié)目前尚無從得知。重拾貓鼬( Mongoose)架構固然是選擇之一，但從近年來三星電子的一系列舉措來看，擁抱RISC-V同時存在可能性。在日前舉辦的一場RISC-V會議上，三星電子公開資料稱，RISC-V將率先用于其5G毫米波射頻IC中。根據(jù)披露的信息，三星電子從2017年就開始投入RISC-V的開發(fā)，并流片了第一顆RISC-V射頻測試芯片。

　　另有報道稱，三星電子的晶圓工廠在與SemiFive合作打造基于RISC-V的芯片解決方案。SemiFive負責人Cho Myung-hyun透露，芯片將采用三星14nm LPP工藝。

　　半導體專家莫大康介紹，三星電子下一階段在芯片領域的主要策略，是改變存儲業(yè)務一支獨強的局面。但是邏輯電路的晶圓代工方面，面對臺積電的強力競爭，進展并不順利。2017年三星電子高調進軍晶圓代工，曾經(jīng)高調宣布要在未來5年內實現(xiàn)全球代工市占率25%的目標。至今5年之期已至，可2022年三星電子的市占率為16.5%，雖然已是全球晶圓代工第二，但距離25%的目標仍有不小差距，與臺積電高達53.4%的市占率差距就更大了。做強智能手機芯片業(yè)務，或將為三星電子的芯片業(yè)務尋找到第三個支點。