Samsung Exynos 990: SoC des Galaxy S11 ist eine Zwei-Chip-Lösung

Keine drei Monate nach dem Exynos 9825 hat Samsung auf seinem Tech Day den Exynos 990 als neues High-End-SoC vorgestellt, das im kommenden Jahr im Galaxy S11 zum Einsatz kommen dürfte. Interessant ist der Verzicht auf ein integriertes Modem. Das zugehörige Exynos Modem 5123 für bis zu 5G hat Samsung gleich mit vorgestellt.

Sogenannte Application Processors (AP) sind in der Smartphone-Welt nur noch bei Apple anzutreffen, die ihr eigens entwickeltes SoC an Modems von Intel koppeln. Huawei, MediaTek, Qualcomm und Samsung setzten zuletzt ausschließlich auf integrierte Lösungen aus AP und Modem in einem Chip. Der Exynos 990 läuft dieser Entwicklung entgegen und ist nach vielen Jahren wieder ein reiner AP ohne Modem.

7-nm-Fertigung samt EUV-Lithografie

Für den Exynos 990 vertraut Samsung, wie zuletzt beim Exynos 9825 des Galaxy Note 10, auf die eigene 7-nm-Fertigung unter Verwendung der EUV-Lithografie. Die EUV-Belichtung wird dabei abermals für einige Layer des Chips, aber noch nicht das vollständige SoC genutzt und stellt somit eine Zwischenstufe nach der klassischen Immersionslithografie dar.

Exynos M5 als vielleicht letzte Eigenentwicklung

Hinsichtlich des Aufbaus der CPU vertraut Samsung weiterhin auf ein Trio aus eigenes entwickelten Custom-Kernen und Lösungen direkt von ARM. Die CPU setzt sich aus zwei Exynos M5 (vorher Exynos M4), zwei Cortex-A76 (vorher Cortex-A75) und vier Cortex-A55 zusammen. Ohne Taktraten zu nennen, soll die Leistung im Vergleich zum Exynos 9820 des Galaxy S10 20 Prozent höher ausfallen. Der Exynos M5 ist potenziell Samsungs letzter Custom-Kern, denn unbestätigten Berichten zufolge hat Samsung Anfang Oktober das für die eigenen Kerne verantwortliche CPU-Design-Team am US-Standort in Austin, Texas entlassen.

GPU mit Valhall-Architektur für 120-Hz-Displays

Der Exynos 990 kommt außerdem mit einer neuen GPU von ARM, die als Mali-G77 erstmals die neue Valhall-Architektur verwendet, die dem Hersteller zufolge eine 20 Prozent höhere Leistung bei gleicher Effizienz oder die gleiche Leistung bei 20 Prozent höherer Effizienz liefert. Samsungs Implementierung der Mali-G77 kommt mit elf Recheneinheiten (MP11), bei der zuvor genutzten Mali-G76 waren es noch 12. Der Exynos 990 kann Displays mit einer Bildwiederholfrequenz von bis zu 120 Hz ansteuern, was aber nicht gleichbedeutend damit ist, dass Samsungs Smartphone-Sparte ein solches Display im Galaxy S11 verbauen wird – der Grundstein ist aber gelegt.

Ein neuer Bildprozessor (ISP) verarbeitet den Datenfluss von bis zu sechs Kameras, davon bis zu drei parallel. Die maximale Auflösung für einen Sensor liegt bei 108 Megapixeln. Einen entsprechenden Sensor mit 1/1,33 Zoll Größe bietet Samsung ebenfalls an. Auch hier lässt sich aber noch keine Aussage zur Ausstattung des Galaxy S11 treffen. Eine neue Dual-Core-NPU mit 10 TOPS Rechenleistung soll KI-Aufgaben übernehmen, etwa die Klassifizierung von Objekten in Foto- und Videoaufnahmen.

Auch beim RAM gibt es nach mehreren Generationen eine Neuerung: LPDDR5 löst LPDDR4X ab und verspricht mit 5.500 Mbit/s eine höhere Bandbreite. Samsung sieht darin Vorteile für große Datentransfers, wie sie bei zukünftigen 5G-Anwendungen anfallen sollen. Speicher lässt sich, wie beim Exynos 9825 und Exynos 980, als schneller UFS 3.0 anbinden.

Externes Exynos Modem 5123

Apropos 5G: Der Exynos 990 ist nach dem Exynos 980 nicht etwa Samsungs zweites 5G-SoC mit integriertem Multi-Mode-Modem, sondern überraschenderweise ein reiner AP, in dem nicht einmal das bisher verbaute LTE-Modem steckt. Samsungs aktuelle Namensgebung ist in diesem Punkt verwirrend, denn der Exynos 990 zählt nicht zur selben Serie wie der Exynos 980, sondern beerbt den Exynos 9825. Stattdessen lagert Samsung den Mobilfunk in das externe Exynos Modem 5123 aus, das parallel zum SoC vorgestellt wurde. Auch hier setzt Samsung auf den eigenen 7-nm-Prozess samt EUV-Lithografie.

In dem Modem vereint Samsung alle bisherigen und brandaktuellen Mobilfunkstandards: 2G GSM/CDMA, 3G WCDMA, TD-SCDMA, HSPA, 4G LTE sowie 5G im Sub-6-GHz-Bereich und über mmWave. Mit achtfacher Bündelung von Frequenzblöcken (8CA) sind im Sub-6-GHz-Bereich bis zu 5,1 Gbit/s im Downlink und über mmWave bis zu 7,35 Gbit/s möglich. Auch die LTE-Fähigkeiten hat Samsung von bis zu 2 Gbit/s auf 3 Gbit/s verbessert. Entsprechende Netze sind bisher aber nicht anzutreffen.

Ende des Jahres soll die Massenproduktion von Exynos 990 und Exynos 5123 starten.