關于三星Exynos，你想了解的都在這里

“聰明”的CPU?

在上一篇文章中，我們了解了Exynos移動處理器中，可以提升相機性能的圖像信號處理器（ISP）。今天，三星電子的項目負責人將向大家介紹CPU（中央處理單元）在移動設備中的作用。

CPU通常被比作人類的大腦，如同大腦一樣可以處理許多任務。存儲、解碼、執行和控制是計算機四大主要功能，而CPU是決定電腦整體性能的主要因素。

同樣的，移動CPU在操作系統（OS）上運行軟件，并控制其他硬件外部設備，使智能手機發揮其最佳性能。

CPU的性能由多種因素決定，包括時鐘*速度、IPC*和內核數*。以前的手機的CPU都是單核結構，并且流水線結構也比較簡單。因此，它的并行處理能力有限并且工作頻率只能達到幾百兆赫茲。

如今，智能手機的CPU具有超標量*結構，能對各種命令和指令并行處理。此外，它能以約3GHz（千兆赫茲）的速度運行，即每秒30億次循環，具有8個或以上的多核結構。 ? 為了達成小尺寸和低功耗，Exynos的CPU發展先后經歷了大核、大-?。╞ig-little）再到大-中-?。╞ig-mid-little）三種結構。 ? 大-?。˙ig-little）是一種處理架構概念，可根據任務類型在兩種內核（大和小）之間動態切換，以盡可能發揮性能或控制功耗。比如，發送信息和玩3D游戲所需的CPU性能是不同的，實際使用時，發送信息任務將會使用高能效的小核，而不是高性能的大核，以達到功耗控制的效果。

▲項目負責人Wookyeong Jeong，加入三星后，在CPU領域工作了20余年。

Wookyeong Jeong是負責與Exynos CPU相關的所有任務的SoC設計第2組項目負責人，他在加入三星后，在CPU領域已經工作了20余年。

“ ? Wookyeong Jeong說道：

CPU決定了系統的競爭力，包括SoC（系統級芯片，system-on-chip）。這是一個有影響力的領域，也是開發先進半導體技術的重中之重。

” “ ? Jeong說道：

關鍵在于如何使用有限的功耗來獲取盡可能高的性能。系統設計中會使用不同種類的CPU，包括大、中、小核，以及其它種類的內核。實際應用時，可以根據不同應用場景進行組合優化從而達到更高的效率。

”

比如在玩游戲或者使用相機這類高性能要求場景時，Exynos 的CPU通過激活優化后的CPU組合來給用戶提供最佳的使用體驗。

▲ Exynos 2200的CPU內核結構

Jeong是這么解釋他以及他的團隊的具體工作責任的。 ? “ ? 他解釋道：

在確定產品中CPU部分的性能目標規格后，我們將會采購CPU IP，評估并檢查它的性能，并在量產前進行驗證和調試*。CPU的性能優化工作覆蓋整個開發過程。

系統LSI事業部承擔的工作不僅僅是優化并應用從ARM*引入CPU的RTL*設計，還負責設計和構建CPU的外設模塊，比如內存子系統等，以將CPU全部性能發揮出來，打造出更好的芯片。他們還負責設計和構建CPU外圍電路，比如合適的內存子系統，以盡可能發揮CPU性能。

” ? “ ? 當被問及公司未來發展方向時，Jeong表示： ? 隨著Arm CPU被采用，我們的愿景是成為移動行業最好的CPU制造商。而且不僅僅是芯片供應商，也是整機級別優化的軟件供應商。而我們的目標，是成為端對端（E2E）整體解決方案的供應商。 為實現這一目標，從早期開發階段，CPU開發人員便一直與Arm、設備制造商、三星代工廠和其他公司展開密切合作。此外，他們持續尋求各種提升性能的方法，比如能進一步增強性能的先進封裝技術。 ? ”

“ ? Jeong補充道： ? 隨著AR和元宇宙的出現，利用CPU、GPU*和NPU*等多種處理器，在SoC層面運行全面的機器學習算法，是一個非常重要的，而且充滿競爭的科技前沿技術。 未來，我們將聚焦于增強CPU在機器學習處理中的性能，以此提升競爭力。 ? ” ? ? 在下一篇文章中，我們將向大家介紹針對深度學習算法進行優化的處理器——NPU。 ?

*CPU：Central Processing Unit，中央處理單元

*時鐘：用于計算的連續產生0或1的電振蕩。以Hz為單位，更高的時鐘數字意味著更快的處理速度。

*IPC（每周期指令）：每個時鐘處理的指令。它測量處理一個命令或指令所需的時鐘。IPC是評估CPU運行效率的單位。

*內核：CPU內部物理處理電路中的關鍵部分。內核越多，同時執行多個操作就越容易。單核意味著有1個核心，雙核意味著有2個，四核意味著有4個，等等。

*超標量：superscalar，一種結合了通道和并行處理優點的架構，可并行處理來自多個通道的指令。因為可同時執行多條指令，而不必經過“等待”狀態，所以處理速度快。

*調試：檢查設計的程序是否準確，識別程序錯誤并進行修復。

*Arm：一家專門從事基于RISC技術芯片設計開發的公司,作為知識產權供應商,本身不直接從事芯片生產,而是轉讓設計許可,由合作公司生產各具特色的芯片。

*RTL：Register Transfer Level，寄存器轉換級電路

*GPU：graphics processing unit，圖形處理器 *NPU：Neural-network Processing Unit，嵌入式神經網絡處理器 ?

編輯：黃飛

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