三星5nm渣渣实锤：仅相当于台积电7nm

我们知道，snapdragon 888和exynos 2100都是在三星新的5nm工艺节点上制造的，下面我们对这个工艺进行一些深入的了解：

要记住的重要一点是，尽管三星称此节点为5nm，但其设计和特性与7nm节点更相似。

新节点的关键新特性是在euv工艺节点上重新引入sdb（single diffusion breaks），以及工艺单元库中的细微变化。

根据三星自己的数字，他们声称5lpe的功耗比7lpp低20％，或者性能高10％。这些实际上是要放在上下文中的非常重要的数字，尤其是当我们比较在tsmc工艺节点上制造的设计时。

至少在去年对galaxy s20系列以及exynos 990和snapdragon 865 soc进行的审查中，高通的snapdragon 765 soc也是在三星的7lpp节点上制造的，并具有cortex-a76内核，这是一个重要的数据点。

在比较中，我们看到exynos 990和snapdragon 765的a76内核在功耗方面的表现非常相似，但是它们落后于基于tsmc的cortex-a76内核20％到30％。

在这种情况下，三星的5lpe工艺节点将功率提高了20％，这意味着它们只会赶上台积电的7nm节点。

要做一个有趣的比较-可能是我们今天实际上能够实现的罕见比较之一，是snapdragon 865和新snapdragon 888内部的cortex-a55内核之间的比较。

两个soc都具有相同的ip内核，它们以相同的1.8ghz频率时钟，并且都具有相同的l2缓存量，唯一的不同是它们的处理节点。

使用spec的456.hmmer –因为它是主要位于较低缓存层次结构中的工作负载，因此，我们避免了可能不同的内存子系统的任何影响，我们可以看到两个soc的功耗的确几乎相同，而性能也得分为6.84对6.81，而新款snapdragon 888则相同。

因此，至少乍看之下，我们关于三星5lpe仅能赶上台积电n7 / n7p节点的功耗和能效的理论似乎是正确的-至少在这些频率上如此。

进一步有趣的数据是exynos 2100上cpu的电压曲线。我已经提取了我的两个设备（常规的s21和s21 ultra）的频率电压表，以上曲线是较小的s21内部更好的分箱芯片。

从这代工艺来说，三星似乎已经能够大幅降低这一代的电压。现在，在cortex-a55内核上，这些内核在2ghz时仅需要800mv，而去年在我们的评测单元中，exynos 990则需要超过1050mv。

同样，尽管比较并非一帆风顺，但2.5ghz的cortex-a78内核仅需要862mv，而上一代的cortex-a76内核也需要1050mv。

有趣的是，cortex-x1内核与cortex-a78内核的电压曲线非常接近：它们彼此几乎相同，这实际上与arm声称新x1内核具有相同的频率能力是一致的。作为a78，只有更大并且功耗随频率呈线性增加。

三星的频率表表明，他们已经在测试高达2.6ghz的a55，以及测试高达3.2ghz的x1和a78内核–但是这里的电压要高得多，而且很可能slsi也无法达到类似的芯片产量。

不幸的是，我无法从snapdragon 888 s21 ultra中提取数据，因此我无法准确确定电压与exynos 2100相比下降了多少。

我可以确认一件事，这两个soc之间存在很大差异三星确实确实为exynos 2100的cortex-x1内核提供了自己的专用电压轨和pmic调节器，而snapdragon 888在x1和a78内核之间共享了相同的电压轨。

从理论上讲，这可能意味着在更多的混合线程工作负载中，exynos有机会获得比snapdragon 888更高的电源效率。

总的来说，我希望人们明白的是，尽管三星称其为5nm节点，但可以肯定的是，它的性能不会与tsmc的5nm节点相同。通常，我们不太关心密度，但是性能和功率效率是影响芯片和最终产品体验的关键因素。

- the end -