拥抱RISCV？三星电子重启内核架构自研

　　近日有消息，三星电子将重新开始CPU内核的开发。三星电子在公司内部组建了CPU核心开发小组，并聘请前AMD高级开发人员Rahul Tuli领导该小组。如果开发过程顺利，三星电子将可以在2027年之前使用自主内核开发的CPU。
　　相比在ARM等成熟内核的基础上设计芯片，自研内核架构具有更大的挑战性。2015年三星电子曾推出采用自研＂猫鼬（Mongoose）＂内核的处理器，但终因性能不够理想于2019年终止。此次重新启动相关项目，表明三星电子急于在芯片领域寻求到新的突破口。能否成功，值得关注！
　　移动CPU设计实力不容轻视
　　谈到三星电子的芯片业务板块，人们的关注点往往集中于存储芯片与晶圆代工方面。事实上，三星电子在智能手机芯片领域同样有着不弱的设计开发能力。三星电子自研的智能手机芯片Exynos系列虽然不如苹果的A系列那么知名，却也不乏辉煌的历史。
　　资料显示，2000 年前后，三星电子就开发出首款面向智能手机的SoC芯片，基于ARM7内核，型号为 S3C44B0。这在当时已是相当超前的设计。随后三星电子又基于ARM9内核推出Exynos 3 Single 3110，这是安卓阵营首款采用45nm工艺，主频达到1GHz的SoC芯片。这颗芯片对于开启三星电子Galaxy S系列手机的辉煌功不可没。截至2013年销量超过2500万部，三星电子也借助这颗芯片跻身主流移动芯片厂商阵营。
　　此后，三星电子陆续推出多款Exynos系列产品：Exynos 4210 采用两颗Cortex-A9内核，是三星电子首款多核处理器；Exynos 4412采用四颗Cortex-A9内核；Exynos 5410采用ARM big.LITTLE 架构，实现了4颗高性能Cortex-A15和4颗个轻量级Cortex-A7的8核设计。Exynos 7420更是以4颗Cortex-A57和4颗Cortex-A53，及14nm 制造工艺，达到一个高峰。
　　不过，三星电子的手机芯片也有其弱点，那就是采用公版ARM内核设计，外加无节制的堆料，与苹果、高通可以打开ARM的＂黑匣子＂比起来，总是要差上一筹。为此，三星电子决定投入巨资自研内核架构，改变这一被动局面，并于2015年末推出首款采用自研＂猫鼬（Mongoose）＂内核架构的处理器Exynos 8890。
　　但事实证明，不是所有人都像苹果那样玩得转自研。2017年三星电子发布的Exynos 8895，采用＂猫鼬M2＂内核，在CPU和GPU方面都出现了性能和功耗的问题，面对骁龙835败下阵来。2019年底，三星电子裁撤CPU研发部门，为坚持了四年的自研＂猫鼬（Mongoose）＂内核画上句号。这也是三星电子Exynos 芯片由盛转衰的一个转拆点。此后，无论是和vivo联手合作的Exynos 980、Exynos 990、Exynos 1080，还是Exynos旗下首款5nm芯片Exynos 2100全都回归ARM公版设计。在Counterpoint Research 发布2022年全球手机移动处理器市调报告中，三星电子Exynos系列的市占率也弱于高通、苹果、联发科与紫光展锐。
　　剑指高端移动计算市场
　　三星电子再次开启内核自研，显然是希望重振手机芯片业务。三星电子总裁、MX业务负责人卢泰文日前在参加一次会议时就曾表示，三星电子正在为旗下的Galaxy手机产品线研发专属的定制SoC，并称这款芯片将会是不同于市面上的任何其它产品、堪称＂独一无二＂的存在。
　　自研芯片最大的好处是实现软硬件一体化设计。苹果就是这方面的典型代表，具有更高自主性的自研芯片使其能够牢牢掌握产品周期，按需设计产品，同时更好地匹配软件生态。这是越来越多手机厂商投入芯片自研的主要原因。而三星电子投入内核架构自研，可以使其在自主性、与差异化方面走得更远。Garner研究总监盛陵海表示：＂自研内核可使芯片厂商在进行处理器开发时可以减少对公版设计的依赖，拥有更大的自主性和差异化。＂
　　基于此，三星电子的智能手机芯片事业有望重返智能手机和个人电脑尖端芯片领域展开竞争。近年来，由于智能手机需求增加以及5G技术的发展，全球智能手机芯片市场出现了显着增长，预计全球手机芯片市场将从2020年的169 亿美元增长到2025年的235亿美元，年复合增长率6.8%。
　　同时，智能手机也不再是移动计算平台中的唯一主角，XR硬件、智能座舱等智能设备市场不断发展，更多新型移动计算形态被催生出来。数据显示，2025年全球智能物联终端连接数量将达到100亿台，2050年数量将增长至500亿台，智能计算芯片的需求量在未来数十年间将会不断地增长。三星电子显然是希望加强自研能力，进入智能手机等智能设备的尖端芯片领域展开竞争。
　　拥抱RISC-V存在可能
　　三星电子重启内核自研的细节目前尚无从得知。重拾猫鼬（ Mongoose）架构固然是选择之一，但从近年来三星电子的一系列举措来看，拥抱RISC-V同时存在可能性。在日前举办的一场RISC-V会议上，三星电子公开资料称，RISC-V将率先用于其5G毫米波射频IC中。根据披露的信息，三星电子从2017年就开始投入RISC-V的开发，并流片了第一颗RISC-V射频测试芯片。
　　另有报道称，三星电子的晶圆工厂在与SemiFive合作打造基于RISC-V的芯片解决方案。SemiFive负责人Cho Myung-hyun透露，芯片将采用三星14nm LPP工艺。
　　半导体专家莫大康介绍，三星电子下一阶段在芯片领域的主要策略，是改变存储业务一支独强的局面。但是逻辑电路的晶圆代工方面，面对台积电的强力竞争，进展并不顺利。2017年三星电子高调进军晶圆代工，曾经高调宣布要在未来5年内实现全球代工市占率25%的目标。至今5年之期已至，可2022年三星电子的市占率为16.5%，虽然已是全球晶圆代工第二，但距离25%的目标仍有不小差距，与台积电高达53.4%的市占率差距就更大了。做强智能手机芯片业务，或将为三星电子的芯片业务寻找到第三个支点。
　　三星电子高层人事变动的内在逻辑
　　倪光南院士：RISC-V是中国CPU领域最受欢迎的架构
　　作者丨陈炳欣  编辑丨邱江勇 美编丨马利亚 监制丨赵晨