關(guān)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(zé)人將向大家介紹CPU（中央處理單元）在移動設(shè)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(wù)。存儲、解碼、執(zhí)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(tǒng)（OS）上運行軟件，并控制其他硬件外部設(shè)備，使智能手機發(fā)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(nèi)核數(shù)*。以前的手機的CPU都是單核結(jié)構(gòu)，并且流水線結(jié)構(gòu)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(biāo)量*結(jié)構(gòu)，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(huán)，具有8個或以上的多核結(jié)構(gòu)。 ? 為了達成小尺寸和低功耗，Exynos的CPU發(fā)展先后經(jīng)歷了大核、大-小（big-little）再到大-中-?。╞ig-mid-little）三種結(jié)構(gòu)。 ? 大-?。˙ig-little）是一種處理架構(gòu)概念，可根據(jù)任務(wù)類型在兩種內(nèi)核（大和?。┲g動態(tài)切換，以盡可能發(fā)揮性能或控制功耗。比如，發(fā)送信息和玩3D游戲所需的CPU性能是不同的，實際使用時，發(fā)送信息任務(wù)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(zé)人Wookyeong Jeong，加入三星后，在CPU領(lǐng)域工作了20余年。

Wookyeong Jeong是負責(zé)與Exynos CPU相關(guān)的所有任務(wù)的SoC設(shè)計第2組項目負責(zé)人，他在加入三星后，在CPU領(lǐng)域已經(jīng)工作了20余年。

“ ? Wookyeong Jeong說道：

CPU決定了系統(tǒng)的競爭力，包括SoC（系統(tǒng)級芯片，system-on-chip）。這是一個有影響力的領(lǐng)域，也是開發(fā)先進半導(dǎo)體技術(shù)的重中之重。

” “ ? Jeong說道：

關(guān)鍵在于如何使用有限的功耗來獲取盡可能高的性能。系統(tǒng)設(shè)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(nèi)核。實際應(yīng)用時，可以根據(jù)不同應(yīng)用場景進行組合優(yōu)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(yōu)化后的CPU組合來給用戶提供最佳的使用體驗。

▲ Exynos 2200的CPU內(nèi)核結(jié)構(gòu)

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

在確定產(chǎn)品中CPU部分的性能目標(biāo)規(guī)格后，我們將會采購CPU IP，評估并檢查它的性能，并在量產(chǎn)前進行驗證和調(diào)試*。CPU的性能優(yōu)化工作覆蓋整個開發(fā)過程。

系統(tǒng)LSI事業(yè)部承擔(dān)的工作不僅僅是優(yōu)化并應(yīng)用從ARM*引入CPU的RTL*設(shè)計，還負責(zé)設(shè)計和構(gòu)建CPU的外設(shè)模塊，比如內(nèi)存子系統(tǒng)等，以將CPU全部性能發(fā)揮出來，打造出更好的芯片。他們還負責(zé)設(shè)計和構(gòu)建CPU外圍電路，比如合適的內(nèi)存子系統(tǒng)，以盡可能發(fā)揮CPU性能。

” ? “ ? 當(dāng)被問及公司未來發(fā)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(yè)最好的CPU制造商。而且不僅僅是芯片供應(yīng)商，也是整機級別優(yōu)化的軟件供應(yīng)商。而我們的目標(biāo)，是成為端對端（E2E）整體解決方案的供應(yīng)商。 為實現(xiàn)這一目標(biāo)，從早期開發(fā)階段，CPU開發(fā)人員便一直與Arm、設(shè)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(xù)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(shù)。 ? ”

“ ? Jeong補充道： ? 隨著AR和元宇宙的出現(xiàn)，利用CPU、GPU*和NPU*等多種處理器，在SoC層面運行全面的機器學(xué)習(xí)算法，是一個非常重要的，而且充滿競爭的科技前沿技術(shù)。 未來，我們將聚焦于增強CPU在機器學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)算法進行優(yōu)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(xù)產(chǎn)生0或1的電振蕩。以Hz為單位，更高的時鐘數(shù)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(nèi)核：CPU內(nèi)部物理處理電路中的關(guān)鍵部分。內(nèi)核越多，同時執(zhí)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(biāo)量：superscalar，一種結(jié)合了通道和并行處理優(yōu)點的架構(gòu)，可并行處理來自多個通道的指令。因為可同時執(zhí)行多條指令，而不必經(jīng)過“等待”狀態(tài)，所以處理速度快。

*調(diào)試：檢查設(shè)計的程序是否準(zhǔn)確，識別程序錯誤并進行修復(fù)。

*Arm：一家專門從事基于RISC技術(shù)芯片設(shè)計開發(fā)的公司,作為知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商,本身不直接從事芯片生產(chǎn),而是轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可,由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。

*RTL：Register Transfer Level，寄存器轉(zhuǎn)換級電路

*GPU：graphics processing unit，圖形處理器 *NPU：Neural-network Processing Unit，嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器 ?

編輯：黃飛

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