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Galaxy S7为啥那么牛?三星研发能力逆天,daul

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三星集团经营范围涉及电子、重工业、金融服务业、生活服务和其他行业,其中三星电子最为消费者所熟悉。三星电子在手机上游供应链方面拥有极强的研发和垂直整合能力,仅靠内部资源整合,就可以完成一部手机的研发、生产、上市和销售。

小编也对工科大神三星所能提供的行业解决方案非常感兴趣,不妨就当一回参数党,从处理器、屏幕、EMCP、CMOS四个维度出发,简单感受下三星半导体和显示器部门纯粹的硬件实力。

维度一:处理器

关键词1:第二代14nm FinFET

如左下图所示,在传统的平面MOSFET结构中,硅基底(Sub)顶部与氧化层(Field Ox.)齐平,相接于闸(Gate)的底面。电流方向从Source流向Drain,由闸控制电路接通与断开。一般用闸长Lg衡量芯片制程工艺,闸长变短意味着单位面积晶体管数据量增加,带来性能和功耗的福利。

但是物极必反,当芯片制程越过20nm大关后,闸对电路的控制能力下降,漏电率相应提高。如右下图所示,FinFET(鳍式场效应晶体管)聪明地将电路通道升高为鲨鱼鳍形状,三面与闸接触,从而降低漏电和动态功率损耗,达到降低功耗和发热、减少体积的目的。

因此FinFET结构是半导体制程进一步下探到20nm乃至14nm关键,Exynos 7420便是凭借先进工艺制程力压骁龙810。胡正明教授是FinFET的发明者之一,其弟子梁孟松从台积电跳槽至三星,大大加速三星FinFET工艺的发展。三星第一代14nm FinFET在功耗控制上稍逊台积电16nm FinFET,不过在Exynos 8890上已经进化到第二代,孰优孰劣还很难说。

关键词2:基带

不同于Exynos 7420外挂高通基带(Modem),8890采用单芯片方案(one-chip soulution),在SoC中集成基带芯片。8890对LTE频段的支持不输高通,4G网络接入能力为Cat12/13,即下行600Mbps、上行150Mbps,已经可以与骁龙820上的X12LTE基带相媲美。

Exynos8890没有加入对CDMA网络模式的支持。在CDMA网络覆盖地区如中国大陆和美国,S7/S7 Edge均为为骁龙820版本;其他市场S7/S7 Edge部分采用Exynos 8890,不过并没有针对中国运营商网络频段进行校注和优化,可能存在一些兼容性问题。

关键词3:自主研发猫鼬(M1)核心

Exynos8890采用big.LITTLE Processing Demo (HMP)异构多核计算架构,4譓1 4譇53。其中猫鼬(Mongoose)微结构基于cortex A72自主研发。不仅如此,CPU核心调度方面同样得到进化,M1平常只驱动2颗频率为2.6GHz的大核心,任务繁重时改为驱动4颗2.3GHz大核心。

GeekBench跑分显示8890单核性能与骁龙820相差不大,多核性能不出意料反超,三星给出的说法是比前代7420性能提高30%。初次试水自主核心能取得这样的表现已经很不简单了,多核智能调度更是将胶水双四核的帽子甩得远远的。

维度二:屏幕

关键词1:AMOLED

虽然小编对AMOLED屏幕不太感冒,但不可否认的是AMOLED已必然是未来屏幕的主要发展方向之一。微博科技评论人摩卡RQ将三星迅速抢占手机屏幕供应市场归结于产能提高、价格下调、显示效果进步以及屏幕模组厚度减薄。

美国权威的独立影像品质测试机构DisplayMate将迄今最佳手机显示屏的殊荣冠以Galaxy S7。对比S6,S7屏幕亮度高出24%,达到450尼特;强光下瞬时亮度达到855尼特。屏幕色彩管理程序表现优异,色彩还原度为1.6JNCD,处于业内顶尖水平。此外,三星还改进自动亮度调节功能。


图片来自于DisplayMate

关键词2:曲面

AMOLED屏幕仅为基板玻璃、上板玻璃偏光片、盖板等几层结。相比复杂的TFT-LCD,AMOLED不仅在屏幕模组厚度上具有先天优势,而且更加容易通过3D热成型锻造,改变基板形状做成曲面造型。随着将来电路等配件进一步柔性化,AMOLED实现折叠效果在技术上不存在太大的瓶颈。

据报道,三星旗下Samsung Display大规模投产双曲面AMOLED屏幕,月产能不低于900万块。而在下一代屏幕研发方面,三星向外界展示透明显示、镜面显示、可重叠显示、卷轴显示等概念,看上去还是非常激动人心的。

维度三:EMCP

关键词1:LPDDR4

LPDDR4内存架构上采用双通道Die,每通道16-bit,总位宽32-bit。LPDDR4内存带宽是前一代DDR3的两倍,达到25.6GB/s;功耗控制方面,在1.1V电压下相较于DDR3下降了40%。LPDDR4毫不意外成为国产手机标榜性能的黑科技之一。

关键词2:UFS 2.1

不同于eMMC半双工、读写分开进行的工作方式,UFS 2.1闪存采用全双工模式、可同时读写操作,还支持指令队列。UFS的速度相当于eMMC5.0的3倍,能够更早完成读写操作进入待机状态,整体功耗表现反而更低。三星已经量产容量256GB的UFS 2.0闪存芯片,读写操作IOPS分别达到45000、40000,持续读写速度达到850MB/s、260MB/s。

维度四:CMOS

关键词1:ISOCELL RWB滤镜

ISOCELL对不少同学来说并不陌生,就是在像素间加入物理屏障,避免光线串扰。而RWB滤镜则是将传统拜耳“一红两绿一蓝”滤镜中的绿色全部替换为白色,原本被绿色滤镜阻挡的其他颜色光线得以进入,低照度下感光能力大大提升,能够获得与大尺寸传感器相当的画质。三星在去年发布1600万像素S5K3P3感光元件,厚度只有5mm、单位像素1微米大小,仍有可圈可点的画质表现。

关键词2:Daul Pixel全像素双核对焦

Galaxy S7/S7Edge采用三星自家S5K2L1和索尼IMX260两种规格传感器,尺寸1/2.5英寸、单位像素1.44微米。三星加入Dual Pixel全像素双核对焦技术,在每一个像素上使用了2个光电二极管,通过相位差进行对焦。Dual Pixel不仅能够带来对焦速度的提升,还能加强弱光拍摄能力。作为对比,2015年里大多支持PDAF相位对焦只有不到5%的像素用于辅助对焦,差距显而易见。值得一提的是,三星S5K2L1传感器在成像画质上已经不输IMX260,配合F1.7大光圈,夜景表现十分强势。

总结

三星S5被批缺乏创新、市场表现崩坏。仅仅一年之隔,S6/S6Edge便亮出一身黑科技,让人大为惊叹。这与三星在供应链上的研发和控制能力不无相关,单凭此项便足以立于不败之地。苹果虽然在全球范围内采购零部件,但是在关键物料上通常采取自主研发或者交叉授权。或许,这才是真正科技公司应有的样子。

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