Exynos

定义

Exynos是三星电子开发的基于ARM架构的系统级芯片系列，属于应用处理器(AP)品类，把中央处理器、图形处理器、图像信号处理器、神经处理单元以及内存控制器等功能单元集成在单一芯片上^[3][4]。该系列由三星电子系统LSI事业部负责设计，交由三星晶圆代工部门制造，属于三星自有的垂直整合业务^[3]。它是三星早期S3C、S5L、S5P等芯片产品线的延续，2011年2月起统一归入Exynos品牌之下^[4]。“猎户座”原本是该系列早期产品的开发代号Orion，因传播广泛，后来常被当作整个品牌的中文俗称使用^[5]。

Exynos的品牌名在2011年2月正式启用，来自希腊语中表示“智能”与“环保”的两个词根^[1]。品牌覆盖从入门到旗舰的多条产品线，命名上以数字区分定位，例如3系列、4系列、5系列、7系列、9系列等^[4]。

原理

Exynos属于片上系统，核心思路是把过去分布在多颗芯片上的计算、图形、影像、通信与电源管理功能整合到一枚裸片上，以缩短互连距离、降低整体功耗与封装面积^[4]。其CPU部分长期采用ARM授权的Cortex核心，并按性能需求配置为大小核组合，把高负载任务交给高性能核心、把轻度任务交给高能效核心，以平衡速度与耗电^[1]。

2013年发布的Exynos 5 Octa是较早采用big.LITTLE大小核架构的移动处理器，由两组四核分别承担重载与轻载工作^[6]。在半导体制程上，该系列的制造节点从早期的45纳米逐步推进到32纳米、28纳米、14纳米FinFET，再到7纳米、5纳米、4纳米与3纳米^[4]。制程越先进，单位面积可容纳的晶体管越多，通常有利于在同等功耗下获得更高性能；三星在3纳米节点采用的环绕栅极(GAA)晶体管结构，使栅极从多个方向包围沟道，用以减少漏电并提升驱动电流^[7]。

图形部分早期采用ARM的Mali系列GPU，2022年起改用与AMD合作开发的Xclipse系列，其架构源自AMD的RDNA，可在移动端支持硬件加速光线追踪等特性^[8]。同期加入的神经处理单元(NPU)用于在设备本地运行语音、影像与生成式AI等推理任务，Exynos 2500的NPU算力标称为59TOPS^[9]。

发展历程

在Exynos品牌出现之前，三星已为多款设备提供芯片。2007年问世的第一代iPhone使用了三星的S5L8900，2009年的iPhone 3GS则采用S5PC100^[1]。2010年，代号蜂鸟(Hummingbird)的S5PC110随初代Galaxy S上市，采用45纳米工艺与1GHz主频，后来被追认为Exynos 3110，是安卓阵营较早使用45纳米制程的芯片之一^[10]。

2011年2月品牌正式确立，同年Exynos 4210进入量产，采用双核Cortex-A9与Mali-400 MP4图形核心，搭载于Galaxy S II与首代Galaxy Note^[6]。2012年的Exynos 4412转为四核设计，用于Galaxy S3；2013年的Exynos 5 Octa则率先引入大小核架构^[6]。2015年的Exynos 7420采用14纳米FinFET工艺，被用于Galaxy S6系列^[11]。

2015年末起，三星在部分高端型号上启用自研的猫鼬(Mongoose)CPU核心，试图摆脱对ARM公版核心的完全依赖，但后续产品在性能与功耗上未达预期，2019年相关CPU研发部门被裁撤，芯片重新回归ARM公版方案^[12]。2022年的Exynos 2200采用4纳米工艺与AMD RDNA 2架构的Xclipse 920，但因能效与发热问题，Galaxy S23全系改用高通芯片，Exynos 2300项目被取消^[13]。

2024年的Exynos 2400重新回到Galaxy S24与S24+的大部分市场版本中^[13]。此后Exynos 2500受3纳米制程良率困扰，未能在Galaxy S25系列上使用，改由Galaxy Z Flip7首发搭载^[9]。2025年12月，三星推出采用2纳米GAA工艺的Exynos 2600，并改为外置调制解调器方案，由Galaxy S26系列首发。

应用

Exynos最主要的应用场景是三星Galaxy系列智能手机，旗舰机型长期采用按地区分配芯片的双供应策略：韩国与欧洲等市场使用Exynos版本，美国、中国等市场使用高通版本^[14]。平板电脑与可穿戴设备同样采用该系列，例如Galaxy Watch 7使用的Exynos W1000是三星首款3纳米芯片^[7]。

三星也向其他厂商供货，早期魅族、vivo等中国品牌的部分机型曾采用Exynos芯片，其中Exynos 980是三星与vivo联合打造的5G集成芯片^[1][5]。在手机之外，三星还推出面向车载信息娱乐系统的Exynos Auto系列，用于车辆状态显示、导航与多媒体功能^[15]。

局限

Exynos长期面临与同期高通旗舰芯片的性能差距，在GPU能效、长时间高负载下的持续性能方面尤其明显，部分机型在发热后出现降频^[14]。搭载Exynos 2200的Galaxy S22曾因发热与游戏降帧问题引发用户不满，三星通过系统层面的性能限制功能控制温度，又因限制范围过广受到批评^[8]。

自研猫鼬核心的经验表明，脱离ARM公版自行设计高性能CPU核心的门槛很高，三星在该方向上投入多年后终止，回归公版方案^[12]。先进制程的良率也是制约因素，Exynos 2500因3纳米工艺良率不足而错过Galaxy S25系列的首发窗口^[9]。

在市场层面，Exynos绝大多数出货面向三星自家产品，外部客户有限，第三方手机厂商采用较少^[1]。Exynos 2600取消内置蜂窝调制解调器，以及GPS、Wi-Fi、蓝牙、UWB与NFC等无线功能，需要搭配外置的Shannon 5410调制解调器使用，这在一定程度上改变了SoC的集成度与整机设计方式。

参见

• ARM架构 —— Exynos所采用的指令集与CPU核心授权来源，理解其设计路线的背景。

• 片上系统 —— Exynos所属的芯片形态，指把多种功能模块集成于单芯片的设计。

• big.LITTLE —— 该系列多款产品采用的大小核CPU调度架构。

• 三星电子 —— Exynos的设计与制造方，其系统LSI事业部与晶圆代工部门共同完成产品。

• 图形处理器 —— Exynos中集成Mali与Xclipse GPU，负责图形渲染与并行计算。