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三星猎户座处理器失败原因是什么?

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三星的猎户座(Exynos)处理器,在许多消费者眼中,似乎总是在与高通骁龙的竞争中处于下风,甚至被贴上了“PPT处理器”的标签。这背后并非简单的市场营销差异,而是有着一系列深层次的技术和策略上的原因。要理解猎户座的“失败”,得从它诞生之初,到它发展过程中的几次关键性失误,以及三星自身战略选择来分析。

一、 起步的雄心勃勃与初期的技术积累

三星在自研处理器领域投入巨大,其目标非常明确:摆脱对高通的依赖,掌握核心技术,并以此驱动自家手机业务,甚至对外销售,成为又一个ARM IP授权外的巨头。猎户座系列处理器,正是这一战略的产物。

早期,猎户座的表现并不算差。例如,早期的猎户座处理器在一些跑分上甚至能和同时期的骁龙处理器持平,甚至在某些方面(如GPU性能)表现出优势。三星在CPU架构的微架构设计、制程工艺的优化上,的确有其独到之处。例如,三星在自家代工厂生产的优势,让其在工艺节点上可以更早地应用最新的技术,这在初期为其带来了一定的先发优势。

二、 致命的转折点:Exynos 8895 与 Exynos 9810 的“短板”

真正让猎户座开始走向“失败”的,是几代产品上出现的明显短板,其中尤以Exynos 8895 和 Exynos 9810 最为关键。

Exynos 8895(Galaxy S8/S8+): 这一代产品,三星大胆采用了自家研发的Mongoose M2 CPU核心,并搭配了ARM的MaliG71 MP20 GPU。理论上,Mongoose M2在单核性能上有所提升,而MaliG71也曾是当时性能最强的移动GPU之一。然而,实际表现却不尽如人意:
CPU功耗与发热: Mongoose M2虽然纸面性能不错,但在实际日常使用和高负载场景下,功耗和发热控制得相当糟糕。这直接导致了手机的发热量增大,影响了用户体验,甚至在高负载下出现降频。
GPU性能不稳定: MaliG71 MP20虽然规格很高,但其能效比和稳定性却不如对手。在长时间的游戏或图形密集型任务中,容易出现掉帧和过热降频的情况,与同代骁龙旗舰处理器的GPU相比,差距明显。
ISP(图像信号处理器)的不足: 尽管三星的拍照硬件很强,但其ISP在算法优化和实际成像效果上,常常被认为不如高通,尤其是在复杂光线环境下的表现。

Exynos 9810(Galaxy S9/S9+): 这是猎户座历史上一个非常重要的“滑铁卢”。三星在这代处理器上继续使用自家研发的 Mongoose M3 CPU核心,并搭配了MaliG75 MP18 GPU。
Mongoose M3的“性能陷阱”: Mongoose M3在宣传上的单核性能非常惊艳,甚至一度超过了当时的骁龙845。然而,这背后隐藏着巨大的功耗代价。为了达到高频,Mongoose M3的能耗比极低,在长时间运行或高负载时,发热量巨大,导致系统频繁降频,实际表现远不如理论跑分。简单来说,就是“虚高”。
GPU的“拖累”: MaliG75 MP18在理论性能上依然强大,但同样受限于功耗和发热,实际游戏体验并不理想,尤其是在《PUBG Mobile》等大型游戏上,经常出现掉帧和发热严重的问题,与同期的骁龙845在游戏体验上存在显著差距。
调制解调器(Modem)问题: 早期猎户座的调制解调器性能和功耗优化也常被诟病,相比高通成熟的X系列调制解调器,在信号稳定性、功耗控制方面存在差距。

三、 策略失误与对市场需求的理解偏差

除了技术本身的瓶颈,三星在策略上也存在一些失误:

过于依赖自主CPU核心: 三星在CPU核心的研发上投入了大量资源,希望创造出比ARM公版核心更强大的自主IP。然而,ARM作为移动CPU架构领域的长期领导者,其CPU微架构的积累、功耗优化、以及对不同场景的适配经验,是三星短时间内难以企及的。一次又一次的Mongoose核心的失败,让三星在CPU性能和能效比上始终落后于采用ARM公版(如CortexX、CortexA7x系列)的高通处理器。
对GPU的“偏执”: 在GPU方面,三星曾一度倾向于使用ARM Mali系列,但在某些时期也尝试过自研GPU(如之前的Project Quantum)。但无论是Mali还是自研GPU,在实际的应用场景中,其功耗和稳定性问题,往往成为拖累整体体验的短板。而同期的高通,通过与Adreno GPU的深度整合,在图形处理性能和功耗控制上,逐渐建立起优势。
未能有效整合: 芯片的性能不仅仅是CPU或GPU的单一方面,更是所有模块(CPU、GPU、ISP、Modem、AI单元等)协同工作的结果。三星在某些方面可能表现不错,但整体的整合优化能力,特别是与第三方(如ARM)IP的协同,似乎不如高通那样成熟和精细。高通在整个SoC设计上的整合能力,以及对生态的掌控,让其能够更全面地发挥优势。
市场策略的摇摆: 有一段时间,三星在旗舰手机上同时搭载猎户座和骁龙处理器,这种“双旗舰”策略虽然可以分摊成本,也能测试市场反馈,但同时也导致了不同地区用户体验的差异化。用户在对比评测中发现猎户座版本的手机在性能、续航、发热等方面不如骁龙版本,这严重损害了猎户座的品牌形象和市场口碑。

四、 关键转折:放弃自主CPU核心,拥抱ARM公版

正是由于上述种种原因,尤其是在Exynos 990(Galaxy S20系列)的全面失利之后,三星终于意识到了自主CPU核心的巨大挑战,并开始调整策略。

Exynos 990的“惨案”: 这一代处理器,三星再次启用了自主研发的“猫鼬”核心(Mongoose M5),并搭配了ARM的MaliG77 MP11 GPU。然而,与高通骁龙865相比,Exynos 990在CPU性能、GPU性能、能效比、AI性能等方面全面落后。更糟糕的是,它还存在严重的过热降频问题,导致三星首次在海外市场全系使用骁龙处理器(S20系列)。
重回ARM公版CPU: 痛定思痛,三星在Exynos 2100(Galaxy S21系列)上,彻底放弃了自主CPU核心,转而采用了ARM最新的公版CPU架构,包括CortexX1、CortexA78和CortexA55。虽然GPU仍然是Mali系列(MaliG78 MP14),但整体的能效比和性能表现有了显著提升,终于与骁龙888打得有来有回,甚至在某些方面有所超越,市场反馈也趋于正面。
近期策略: 最近几年,三星在猎户座处理器上,更加侧重于与ARM的合作,积极采用最新的CPU和GPU架构,并加强了AI、ISP等部分的优化。例如,Exynos 2200曾尝试与AMD合作RDNA2架构GPU,虽然前期宣传轰轰烈烈,但实际表现和功耗控制仍有待加强,未能完全扭转局面。

总结来说,三星猎户座处理器“失败”的原因可以归结为:

1. 技术上的瓶颈: 自主CPU核心(Mongoose系列)在性能和能效比上始终未能超越高通,尤其是在功耗和发热控制方面存在严重短板。
2. 策略上的失误: 过度自信于自主研发,未能充分认识到ARM在移动CPU领域深厚的技术积累和优化能力;在双旗舰策略下,导致用户体验差异化,损害了品牌形象。
3. 市场对标的偏差: 长期以来,猎户座处理器在与同期骁龙处理器的直接对比中,尤其是在游戏、日常流畅度、续航等方面,表现不佳,未能满足消费者对旗舰手机的高期望。

尽管如此,三星并未完全放弃猎户座。通过吸取教训,与ARM的深度合作,并在制程工艺上保持领先,猎户座系列仍在尝试重塑辉煌。但要完全追赶上高通在移动SoC领域的领先地位,尤其是在品牌认知度和用户口碑方面,仍然需要持续的努力和技术突破。

网友意见

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虽然乐见其败,但三星猎户座还没失败。

从趋势上说三星的自研soc确实在逐渐走向失败,希望国内厂商可以吸取教训。

目前三星的自研架构已经确实失败了,自研架构方面最重要一点就是正确认识、应用自研架构,同时也要正确对待公版架构。

这一点苹果当然最牛,性能远超公版,当然毫无疑问用自研架构。

高通,华为,三星其实都处于一个能设计自己的架构,但综合来看拼不过公版这么一个水平上。

三个厂商选择了不同的道路,高通在820时代发现竞争不过公版之后,果断放弃自研架构,走上了魔改公版之路。

三星据说最开始通过一些不太光彩的途径弄到了自研架构,收购了AMD当时太穷养不起的小核心团队,最初相比公版面积大一些,但性能也强。

之后性能提升的速度远远赶不上芯片面积和功耗的暴涨,相比公版越来越尴尬。

于是在去年三星解散了自研架构团队。

华为相比三星、高通都要理智,华为在鲲鹏920s、920上用的是基于ARMv8指令集开发的华为“TaiShan V110”架构核心,单核性能比ARM公版架构A76强,略逊于A77架构核心。但大概率在面积和功耗两项指标上比不过公版,PPA不如公版。于是在手机上华为还是用公版,而且使用公版的方式也不一样,遇见好的公版就抢首发,比如A73 A76,不那么好的就跳过去,比如A57 A75,去年A77大概也要被跳过去了。

三星在架构上的问题就是没有自知之明,明明已经拿不出比公版强的架构了,还有勉强用自研架构,



以两家的990为例比较一下,麒麟990商用更早,单核不如三星,但在多核性能上反而反超。

看规格,4小核差距不大,两中核都是A76,三星频率高一点但缓存小。总体来说这两部分差距很小。

差别最大的就是两大核,三星单核性能就是这堆出来的,然而明显这两颗核心抢占的供电和散热资源过多了,导致在跑多核性能的时候反而落后。

其实前几代就有同样的问题了。


现在三星已经解散了自家CPU团队,CPU要皈依公版了,但另一个问题就是工艺,这方面与英特尔一样,自家晶圆厂必须要用,但性能比不过台积电。

据说下一代三星1000要用AMD家的GPU了,GPU性能提升是必然的,这是个好事。

但我对这事能否成功是持怀疑态度的。

AMD,英伟达确实在GPU技术上远强于arm公版以及一众手机厂商,然而侧重点仍是不同的,电脑有宽裕得多的供电,即使轻薄本也有风冷散热,而手机只有电池供电被动散热,更倾向于低功耗。

之前GPU性能独步天下的英伟达也做过手机soc,但看起来并不理想。而且相对于CPU来说,GPU的重要性还是低一些。

理智点说,三星soc距离失败还挺远,但确实有这个趋势

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