王若尘
2015-03-06 11:19
今年Galaxy S6的发布会上三星着重介绍了性能，这也难怪，毕竟本次S6的处理器使用了目前手机处理器之中最先进的14nm FinFET工艺制造，相对使用20nm的骁龙810处理器有着明显优势，那么这颗新处理器到底有多强？请跟随我们一起来初步探究吧。
7420处理器最大亮点在于使用了三星自己的14nm FinFET工艺制作，该工艺是目前手机处理器上最先进的之一——台积电的16nm工艺尚未实现量产，而7420的竞争对手Snapdragon 810处理器使用的还是20nm工艺，从制程工艺的数值上面来说，自然是越小越好，因为晶体管之间的距离越小，那么相对来说能耗就更低，性能就更强，但若是晶体管之间距离太小则会导致芯片不同部分之间发生漏电流（Leakage）现象，而FinFET工艺为了解决该问题，会在两个传导通道之间加入一层很薄的硅“鳍”。
英特尔公布的FinFET电子显微镜照片
FinFET全称Fin Field-Effect Transistor（鳍式场效晶体管），是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管。Fin是鱼鳍的意思，FinFET命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性，由加州大学伯克利分校的胡正明发明，其工作原理是将晶体管由传统的平面结构变为3D结构，可在电路的两侧控制电路接通和断开，此种设计能够大幅度改善电路控制并减少漏电流（Leakage），同时也能够大幅度缩短晶体管的闸长。
最早商业化使用FinFET技术的公司是英特尔，该公司在2011年推出了22nm的FinFET工艺，目前包括三星、台积电和Global Foundries等在内的半导体厂家已经积极投身于FinFET的研究和推进工作。
众所周知，对于相同的处理器架构来说，更低的功耗意味着更低的发热，在功耗允许的情况下也能够尽可能提升频率，或者在同样频率下能够节省宝贵的电力，而在Exynos 7420这款处理器上面对于上面的特性都有一定的体现。
Exynos 7420并没有特别革命性的架构进步，依旧使用了来自于ARM的四核心Cortex-A57+四核心Cortex-A53的大小核架构以及Mali-T760 GPU，若要说市面上哪款移动处理器和它最为相似，那自然是应用在部分版本Galaxy Note 4上面的，师出同门的Exynos 5433了。
虽然ARM刚刚发布了最新的高性能CPU架构Cortex-A72，但是要想三星立刻生产出量产制品依旧是不现实的，使用A57+A53的设计来平衡功耗和性能也是很正常的做法，原则上来说后台轻度的应用会交给A53核心来处理，在需要高性能的时候，A57则会投入工作，Exynos 7420自然也是支持GTS（Global Task Scheduling），也就是八核心同时投入工作，以及动态核心电压频率调整功能。
Exynos 7420自然也加入了对ARM的AArch64的，虽然理论上来说所有A53和A57的CPU都应当具有对AArch64的支持，但是三星Exynos 5433则被三星人为地限制在了AArch32上面，也就是说目前暂时不具备64位计算能力。
当然，目前Android上面为64位专门进行优化的APP还很少，但至少数量上是在增多的，Android 5.0原生的ART模式也直接加入了64位运算的支持，所以说在同样运行Android 5.0操作系统并开启64位支持的时候，Exynos 7420等具有64位运算能力的处理器会有明显的性能优势。
得益于制程的进步，三星能够将Exynos 7420的A57 CPU最大主频率进一步提升至2.1GHz，相比20nm工艺的Exynos 5433 A57的最大主频1.9GHz提升了200MHz，GPU的最大主频则从5433的700MHz提升到了772MHz，总体在频率上的提升在10%左右，这自然能够带来性能上的提升。
不过Exynos 7420相对于Exynos 5433，最大的提升是在内存带宽和GPU性能上面。
Exynos 7420是三星首款使用了LPDDR4内存的处理器，LPDDR4内存具有32位的双通道设计，内存频率达到了1552MHz，折算下来，Exynos 7420的内存带宽峰值达到了24.8GB/s（原文此处为25.6GB/s，应当为一处错误）。
如此对内存带宽的提升自然能够带来非常显著的性能提升，而三星似乎对此还没有满足，所以7420处理器获得了从Exynos 5系列处理器以来最大的GPU性能提升，其中包括了核心数量和主频率，在Exynos 7420上，三星将GPU核心的数量从5系列处理器之中惯用的6核心（Exynos 5410除外，其使用了来自Imagination的PowerVR SGX544 MP3 GPU，为三核心设计）提升到了8核心设计。
GPU的提升对于带动Galaxy S6和S6 Edge上面那块2K分辨率的屏幕自然是有益无害的，并且制程的进步允许三星将GPU运行在700MHz时的电压调低200~300mV，三星曾经宣称新制程能够降低35%的能耗，而所省下的能耗则很有可能要用来供养新增的两个GPU核心了。
使用娱乐兔对Galaxy S6和Exynos版Galaxy Note 4进行性能跑分对比时，不难发现S6在3D图形性能上远远地超过了Note 4，而二者的屏幕分辨率都是2560×1440，虽然性能跑分不一定能够完全代表实际体验，但是由此反映出来的性能提升确实是实打实的。此外，LPDDR4内存的威力也在跑分之中得以体现，至于CPU性能提升，则是意料之中的事情了——毕竟主频更高，制程更先进，这个没什么意外的。
性能提升，能耗下降，三星在14nm上所作出的努力自然得到了应有的回报，Exynos 7420在性能上的强势也使得三星这次弃用高通Snapdragon 810处理器有了更多的底气，虽然7420和5433相比在CPU性能上没有特别强力的提升，但是从GPU上面来看，S6这块2K屏幕能够提供比之前更好的体验是确定的了。
至于三星和高通移动处理器之间绵延已久互掐胜负嘛，这回是三星赢了，并且三星的强势很有可能一直延续到明年，因为高通至少在2015年结束之前是拿不出20nm以下制程的CPU的。
