自研CPU架构,成了三星半导体的救命稻草?

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三星要抄作业了。

图片来源@视觉中国

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文 | 雷科技Ieitech

根据市场研究机构 Counterpoint Research 的报告,在 2022 年全球智能手机市场全面下滑的背景下,600 美元以上高端智能手机销量却逆势增长了 1%。但在其中,苹果依然是最大的赢家,独占了高端市场份额的 75%,全球智能手机市场总收入的 41.25%。

iPhone 为什么到现在还如此成功?原因是多方的,但至少业界普遍都认同,iPhone 的成功离不开苹果自研芯片,甚至是自研 CPU、GPU 架构。而环顾今天的移动市场,苹果也是唯一一家实现自研 CPU 架构的芯片厂商。

事实上,早几年前高通和三星也开发过自研 CPU 架构——Krait(环蛇)/Kryo 和 Mongoose(猫鼬),但随后又双双放弃自研并转向 Arm 公版 CPU 架构。不过到了最近两年,高通明确了自研 CPU 架构的方向,甚至不惜为此与 ARM 公司对簿公堂,而三星也有了同样的想法。

根据《韩国商报》报道,三星电子在公司内部组建了 CPU 核心开发小组,并聘请前 AMD 高级开发人员 Rahul Tuli 领导该小组。如果开发过程顺利,三星电子将可以在 2027 年之前使用自主核心架构开发的 CPU。

从放弃到重启,高通、三星以及移动芯片行业发生了什么变化?

从入门到放弃,再到重启

2015 年,为了对付高通的「环蛇」架构,三星将全新推出的 CPU 大核心架构取名为「猫鼬」。作为「环蛇」在生物学意义上的天敌,「猫鼬」的初登场—— M1 确实带来了很大的惊喜,直接帮助三星 Exynos 处理器力压同期的骁龙 810(初代火龙)和 Arm 公版,拿下了「安卓之光」的美称。

M1 架构,图/三星

然而在此后的四年间,高通退回 Arm 公版 CPU 架构,三星在「猫鼬」上投入的上千亿也没有换来技术和产品上的领先。2018 年,知名评测媒体 AnandTech 在一篇涉及三星 Exynos 9810 的文章中写道:「采用 M3 核心的三星 Exynos 9810(2018 年),能耗达到苹果 A11(2017 年)的两倍,性能却落后了 55%。」

到 2019 年年底,三星也看不下去。就在采用自研大核心的 Exynos 990 发布后,有消息传出三星将停止自研「猫鼬」大核,回归 Arm 公版大核,并在随后几个月落地官宣。而在更早,高通沮丧地发现 Arm 公版拥有更高的能效、更好的 PPA(性能、功耗、面积)优势,从 2016 年发布的骁龙 835 开始就放弃了自研 CPU 架构。

但最早放弃的高通,也最早打起了重启自研 CPU 架构的主意。2021 年,高通宣布以 14 亿美元收购由前苹果首席芯片架构师成立的芯片初创公司 Nuvia,几乎公开预告将以自研 CPU 替换 Arm 的 Cortex CPU。事实证明也的确如此,去年年底的骁龙技术峰会上,高通正式宣布了全新自研 CPU「Oryon」,并预计最快将在今年下半年看到相关产品上市。

从高通到三星,为什么两大芯片设计厂商在放弃多年,又重新走回了自研 CPU 架构的道路?

三星和高通:同一方向,不同目的

如果非要用一个结论概括高通和三星重启自研 CPU 架构的原因,无疑是因为产品不行。更具体地说是,在苹果的对比下,Arm Cortex CPU 不太行,即便是超大核的推出也没有改变现状,高通和三星想要打破各自面临的僵局,只能继续深入核心架构。

超大核 Cortex-X3,图/ARM

但具体到两家公司,还存在较大的区别。在三星这边,核心还是希望重振手机业务。根据 Counterpoint Research 的报告,去年第四季度苹果已经超过三星成为全球第一大智能手机厂商,而同时三星在中国市场也几乎没有挽回之力。

虽然在 Galaxy S23 系列这代选择了全线搭载骁龙 8 Gen 2 芯片,但三星并没有打算放弃自有芯片。在重启自研 CPU 架构之外,三星与 AMD 在移动 GPU 上的合作也没有停止,负责 GPU 开发的三星副总裁 Sungboem Park 明确表示将继续与 AMD 合作。

AMD CEO 苏姿丰在三星发布会上,图/三星

到去年年底还有消息称,三星将联合 AMD Radeon 团队和谷歌 Tensor 团队,共同开发一款全新的移动 SoC,预计将于 2025 年独占推出。三星电子总裁、MX 业务负责人卢泰文日前也透露,三星电子正在为旗下的 Galaxy 手机产品线研发专属的定制 SoC,并称这款芯片将会是:

不同于市面上的任何其它产品、堪称「独一无二」的存在。

自研芯片核心的好处之一在于对硬件底层的整合,同时掌控产品周期,根据需求定制芯片设计,以及更好地适配软件生态。这既是苹果打造核心体验的关键,也是越来越多手机厂商投入自研芯片的主要动力。而更深层次的自研 CPU/GPU 架构可以在核心差异化方面取得更大的突破。

Garner 研究总监盛陵海也表示:「自研内核可使芯片厂商在进行处理器开发时可以减少对公版设计的依赖,拥有更大的自主性和差异化。」

但受限 Arm 公版架构,高通这几年眼看苹果在 PC、高端手机市场不断扩大优势,自身却没有太多办法。

在 PC 上,得益于 M 系列芯片的低功耗和高性能表现,MacBook 在提升性能表现的同时大幅改善了散热、续航、噪音等多方面的表现,几乎在 PC 寒冬中一骑绝尘,不断拉高了苹果的市场份额。

MacBook Air 不需要风扇了,图/iFixit

而在高端手机市场,苹果还在继续巩固其统治地位,去年更是占去了全球份额的四分之三。毫无疑问,Android 阵营冲击高端的举动和骁龙 888 和 8 Gen 1 的糟糕表现相加,不仅没有挑战到苹果,甚至一定程度上加深了消费者在高端市场对苹果的认可。

只是在 A16 这一代遇到了自身的错误(事关移动光追技术支持,详情可看我们之前的报道),再加之高通换到台积电 3nm 工艺+新架构带来的大幅提升,才堪堪被缩小了差距。

不过,更本质的问题并没有被解决,高通想要帮助 Android 阵营拿下更多的高端市场份额,必须拿出能效和性能表现更优异的产品,既然 Arm 公版设计难以满足,只能像自研 Adreno GPU 一样,自己开发 CPU 核心架构。

Arm 公版,合久必分

罗贯中在《三国演义》开篇第一回就指出:天下大势,分久必合,合久必分。

在智能手机芯片的「天下」,高通、三星、联发科、华为海思、紫光展锐,甚至是早期的苹果 A 系列芯片都选择了 Arm 的公版架构,即使是高通和三星的「短暂叛离」,始终也没有影响到 Arm 公版的地位。

但随着智能手机的市场规模见顶,手机厂商需要建立更大、更长久的竞争优势,不得不深入底层的芯片、系统等,甚至亲自下场打造自研 SoC。而由此,实际上也在倒逼芯片厂商重新考虑——在公版架构的局限性下,还能否打造更具长期竞争力的产品优势。

答案一旦明确,芯片厂商自然就会选择打破公版的「束缚」,重新打造更有竞争力的 CPU 架构和产品。

当然我们也要明白,Arm 的公版架构既是一种「束缚」,也是一种「保护」,并且在全球范围内,真正基于自研 CPU 架构实现大规模成功的不过寥寥几家。所以对高通和三星而言,现在还只是刚踏出关键几步,剩下的路程依然还很远。(本文首发钛媒体APP)

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  • 从放弃到重启,高通、三星以及移动芯片行业发生了什么变化?

    回复 2023.03.23 · via pc
  • 苹果高端手机做到了逆势增长

    回复 2023.03.23 · via pc
  • 芯片厂商会选择打破公版的「束缚」,重新打造更有竞争力的 CPU 架构和产品

    回复 2023.03.23 · via iphone
  • 厂商竞争越来越深刻了

    回复 2023.03.23 · via h5
  • iPhone 为什么到现在还如此成功?

    回复 2023.03.23 · via h5
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