A differenza di Qualcomm, Apple e ora Nvidia, Samsung non progetta ancora le proprie CPU, ma si limita ad acquistare e usare la licenza da ARM. Il vantaggio di Samsung è che lei stessa a produrre i propri chip e non deve pagare altri per farlo, quindi può lavorare sulle economie di scala e risparmiare.
La serie Exynos
Samsung ha distribuito il suo primo SoC Exynos (3) nel 2010 insieme al Galaxy S, che fu un terminale di grande successo in quel periodo. L'Exynos 3, con un singolo core Cortex-A8 a 1 GHz divenne il chip mobile più popolare in un dispositivo Android al di fuori dei prodotti Snapdragon. Nello stesso periodo Apple presentò l'iPhone 4, anch'esso basato sul progetto Cortex-A8, anche se dotato di una frequenza di 800 MHz.
Un anno dopo è arrivato l'Exynos 4210, il primo chip dual-core di Samsung. L'azienda lo inserì nel Galaxy S2. Includeva una GPU Mali 400, una soluzione che poi è diventata abbastanza popolare.
Non molto tempo dopo ecco arrivare l'Exynos 4212, un aggiornamento destinato al Galaxy Note. Questo chip era 200 MHz più veloce e aveva una GPU il 50% più prestante. Il Note aveva una risoluzione di 1280x800 pixel, più elevata dello schermo da 800x480 pixel del Galaxy S2 e che perciò necessitava di una maggiore potenza grafica.
Nel 2012 Samsung ha presentato il suo primo chip quad-core, l'Exynos 4 Quad, all'interno degli smartphone Galaxy S3 e Galaxy Note 2. Consumava il 20% di energia in meno rispetto al SoC di precedente generazione, mantenendo una GPU quad-core Mali-400.
Verso la fine dell'anno, Samsung ha iniziato a usare l'Exynos 5 Dual, basato su Cortex-A15, nel tablet Nexus 10. Il processore era decisamente più potente rispetto all'Exynos 4 Quad e aveva una grafica Mali-T604 con un nuova architettura Midgard a shader unificati. Questo chip trovò spazio in diversi Chromebook, favorendo un calo del prezzo a circa 250 dollari e garantendo buone prestazioni.
Exynos 5 Octa
Nel 2013 Samsung ha annunciato il suo primo chip a otto core, pensato per prodotti come il Galaxy S4 e il Galaxy Note 3. Si chiamava Exynos 5 Octa, o Exynos 5410.
Exynos 5 Octa era il primo SoC basato su configurazione ARM big.LITTLE, composta da quattro core Cortex-A7 e altrettanti Cortex-A15 in grado di lavorare separatamente per risparmiare batteria o insieme per offrire le massime prestazioni.
Quella soluzione aveva diversi problemi, molti dei quali collegati al firmware. Non fu una sorpresa, data la novità della tecnologia. Gli ingegneri di Samsung stavano imparando come far funzionare bene insieme i Cortex-A7 e A15, nel modo più efficiente possibile. A causa di questi problemi e grazie al fatto che Qualcomm integrava modem LTE nei propri SoC, Samsung ha continuato a usare chip Snapdragon in moltissimi mercati – Italia compresa.
A rendere il tutto più complicato vi fu il passaggio a un chip grafico PowerVR piuttosto che all'architettura Mali. Probabilmente la GPU Mali-T628 di ARM non era pronta e questo costrinse Samsung a fare una scelta. Quest'anno Samsung ha cambiato nuovamente direzione ed è passata alla GPU Mali-T628MP6. Con il nuovo Exynos 5422 sembra inoltre aver risolto i problemi con l'Exynos 5 Octa. L'ultima revisione ha un incrementato la frequenza dei core Cortex-A15 di 300 MHz e di 100 MHz quella core Cortex-A7. Inoltre, Samsung ha lavorato in modo da permettere a tutti e gli otto i core di operare nello stesso momento, se necessario, anziché completamente separati in due cluster.