前有蘇媽站臺(tái)三星，后有老黃力挺聯(lián)發(fā)科？

2022年 11 月，聯(lián)發(fā)科和高通接連發(fā)布了新一代旗艦芯片——天璣 9200 和驍龍 8 Gen 2，除了性能上的提升，兩場(chǎng)發(fā)布會(huì)上最大的功能亮點(diǎn)都是對(duì)移動(dòng)光追技術(shù)的支持。光追對(duì)畫(huà)面顯示效果的提升，早已被桌面玩家認(rèn)可，但同時(shí)，外界也對(duì)兩款手機(jī)芯片的光追性能以及能效保留了疑問(wèn)——先不說(shuō)能效表現(xiàn)，在實(shí)際游戲中，手機(jī) GPU 能跑多久？不知道。

包括號(hào)稱首發(fā)移動(dòng)光追開(kāi)放平臺(tái)的一加 11，也根本沒(méi)準(zhǔn)備好正式迎接手游光追。即使在目前手游比較普遍的 720P 清晰度下，光追對(duì)手機(jī) GPU 的性能和功耗壓力依然很大，如果說(shuō)高通那邊還可能依靠自研 GPU 架構(gòu)再擠一管「牙膏」，聯(lián)發(fā)科這邊最好的選擇就是：搖人。

據(jù) DidiTimes 援引芯片設(shè)計(jì)人士報(bào)道稱，正在沖擊高端市場(chǎng)的聯(lián)發(fā)科將與英偉達(dá)進(jìn)行合作，預(yù)計(jì)最快將在 2024 年聯(lián)發(fā)科的旗艦芯片上搭載英偉達(dá) GPU，強(qiáng)化聯(lián)發(fā)科芯片的 AI 和游戲性能。

而除了聯(lián)發(fā)科，其他幾家手機(jī)芯片廠商也在加強(qiáng) GPU 方面的性能，以應(yīng)對(duì)移動(dòng)光追以及 AI 等方面的性能需求。三星攜手 AMD 早在去年就推出了支持光追的芯片，高通也將繼續(xù)發(fā)力自研 GPU 架構(gòu)，蘋(píng)果原計(jì)劃在 A16 上的采用新一代支持光追的 GPU 架構(gòu)也即將到來(lái)。

未來(lái)幾年，隨著各家對(duì)移動(dòng)光追的落地，我們很可能將看到蘋(píng)果、高通、聯(lián)發(fā)科、三星、英偉達(dá)、AMD 以及 Arm——七家全球半導(dǎo)體巨頭在手機(jī) GPU 領(lǐng)域的對(duì)決盛景。


1、手機(jī) GPU 大戰(zhàn)在即

理想情況下，聯(lián)發(fā)科可以借由英偉達(dá)在 GPU 上的理解和技術(shù)實(shí)力，一舉拉近與驍龍旗艦芯片、蘋(píng)果 A 系列在 GPU 方面的差距，甚至是超越，進(jìn)而聯(lián)發(fā)科也有望搶到更多的高端手機(jī)芯片市場(chǎng)份額。

當(dāng)然，實(shí)際層面還是有太多可能因素影響。

去年年初，三星發(fā)布的旗艦芯片 Exynos 2200，其中就搭載了基于 AMD RDNA2 架構(gòu)開(kāi)發(fā)的 GPU，首發(fā)支持移動(dòng)光追和可變速率著色等高級(jí)圖形處理功能。

但從后面 Exynos 2200 的表現(xiàn)來(lái)看，三星和 AMD 的首次攜手顯然談不上成功，能效遠(yuǎn)低于外界預(yù)期。在今年最新一代旗艦手機(jī) S23 系列上，三星甚至在全球范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向高通驍龍平臺(tái)，Exynos 平臺(tái)則轉(zhuǎn)而服務(wù)三星自家的中端或入門(mén)級(jí)產(chǎn)品。

不過(guò)，三星和 AMD 并沒(méi)有因?yàn)榈谝淮蔚氖《艞壚^續(xù)合作。至少三星明確表態(tài)將繼續(xù)在 Exynos 上與 AMD 合作，基于 RDNA 架構(gòu)開(kāi)發(fā) GPU。此外，還有消息指出三星成立了一個(gè)名為「夢(mèng)之隊(duì)」的研發(fā)小組，目標(biāo)是在 2025 年開(kāi)發(fā)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的移動(dòng)處理器，最終計(jì)劃在 Galaxy S25 系列上搭載。

另一邊，AMD 入局手機(jī) GPU 市場(chǎng)，英偉達(dá)更是在 Tegra 之后再度重返，一是看到了未來(lái) ARM 架構(gòu)在高性能芯片市場(chǎng)的可能帶來(lái)的變局，二是智能手機(jī)作為全球最大的游戲平臺(tái)的巨大利益，完全可能彌補(bǔ) PC 市場(chǎng)萎縮留下的巨大缺口。

上周，英偉達(dá)公布了 2022 年第四季度及全年業(yè)績(jī)報(bào)告，游戲和數(shù)據(jù)中心依然是英偉達(dá)最核心的兩大業(yè)務(wù)。全年來(lái)看，數(shù)據(jù)中心（含 AI）業(yè)務(wù)營(yíng)收達(dá)到了 150.1 億美元，同比增長(zhǎng) 41%；游戲業(yè)務(wù)營(yíng)收 90.7 億美元，同比下滑 27%。

不僅是財(cái)報(bào)亮眼，最近兩個(gè)月火爆全球的 ChatGPT，也讓主導(dǎo) AI GPU 市場(chǎng)的英偉達(dá)的市值從年初至今漲了近 2000 億美元。也怪不得過(guò)去兩年英偉達(dá)創(chuàng)始人兼 CEO 黃仁勛多次在公開(kāi)場(chǎng)合表示，「英偉達(dá)不是一家游戲公司，而是一家 AI 公司」。

就在最新的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上，英偉達(dá)也是滿口都是 AI，一位網(wǎng)友做了粗略的統(tǒng)計(jì)：5 分鐘內(nèi)，英偉達(dá)提了 23 次「AI」。

與此同時(shí)，全球 PC 市場(chǎng)的繼續(xù)萎縮對(duì)于 AMD 和英偉達(dá)的游戲業(yè)務(wù)始終都是一個(gè)壓力。去年前三個(gè)季度，英偉達(dá)游戲業(yè)務(wù)收入就經(jīng)歷了過(guò)山車(chē)一般的下滑。與聯(lián)發(fā)科的合作，有可能將英偉達(dá)帶向一個(gè)遠(yuǎn)大于 PC 市場(chǎng)的智能手機(jī)市場(chǎng)。

但留給英偉達(dá)和 AMD 的問(wèn)題是，他們必須證明自己的價(jià)值——幫助聯(lián)發(fā)科和三星在 GPU 性能和能效方面，追上甚至超越擁有自研 GPU 的高通和蘋(píng)果。


2、高通和蘋(píng)果：兩座大山

相比其他手機(jī)芯片設(shè)計(jì)廠商，蘋(píng)果和高通長(zhǎng)期以來(lái)處于手機(jī) GPU 領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。很大程度上，這要?dú)w功于自研 GPU 架構(gòu)帶來(lái)的好處，不僅讓蘋(píng)果和高通打造一系列專(zhuān)屬的特性和功能，形成差異化優(yōu)勢(shì)，也可以自行規(guī)劃 GPU 的發(fā)展方向，掌控產(chǎn)品的更新節(jié)奏。

比如高通從 2018 年的驍龍 845 開(kāi)始就推出了異構(gòu)計(jì)算的人工智能引擎 AI Engine，通過(guò) CPU、GPU 和 DSP 三方協(xié)同的方式實(shí)現(xiàn)頂尖的 AI 處理功能。

而從高通驍龍 865 旗艦芯片開(kāi)始，驍龍 Elite Gaming 特性開(kāi)始包括 Adreno GPU 驅(qū)動(dòng)更新。這讓手游也可以像桌面游戲一樣，可以由玩家自行掌控圖形驅(qū)動(dòng)更新和 GPU 設(shè)置，享受最新的游戲特性體驗(yàn)。

但 Adreno GPU 也不是憑空而生的，高通 Adreno 技術(shù)其實(shí)來(lái)源于 ATI Imageon 系列低功耗 GPU。2006 年，AMD 收購(gòu)了處在低谷的 ATI 公司。然而當(dāng)時(shí)的 AMD 資金并不充裕，因此在收購(gòu)之后也陷入了困境。為了解決問(wèn)題，AMD 在 2008 年將與移動(dòng)設(shè)備和技術(shù)有關(guān)的 ATI 業(yè)務(wù)打包出售給了高通。

也正是在 ATI Imageon 產(chǎn)品線的基礎(chǔ)上，高通驍龍 Adreno GPU 應(yīng)運(yùn)而生，這也使得高通成為了 Android 生態(tài)中唯一一家能夠獨(dú)立自行研發(fā)移動(dòng) GPU 架構(gòu)而無(wú)需購(gòu)買(mǎi) Arm 公版授權(quán)的廠商。

在最新的蘋(píng)果 A16 芯片上，CPU 和 GPU 提升寥寥，官方用來(lái)體現(xiàn) CPU 性能提升的對(duì)比產(chǎn)品還是三年前的 A13，GPU 方面更是被高通最新一代 Adreno 反超一大截。

極客灣的測(cè)試結(jié)果顯示，搭載驍龍 8 Gen 2 的小米 13 在絕大部分頻率的能效都明顯優(yōu)于搭載 A16 的 iPhone 14 Pro，以及搭載 A15 的 iPhone 13 Pro。在上一代的 GPU 競(jìng)爭(zhēng)中，A15 還能占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)，到了 A16 這代幾乎完敗給了高通 Adreno 740 GPU。

而據(jù) The Information 報(bào)道，蘋(píng)果原計(jì)劃是對(duì) A16 芯片的 GPU 進(jìn)行重大升級(jí)，引入光追等技術(shù)。但在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，蘋(píng)果發(fā)現(xiàn)存在設(shè)計(jì)缺陷，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重影響手機(jī)續(xù)航和發(fā)熱的問(wèn)題，最終不得不直接使用 A15 上的 GPU 設(shè)計(jì)，這也是為什么 A16 GPU 完全沒(méi)有進(jìn)步的原因。


3、三星和高通：同一方向，不同目的

如果非要用一個(gè)結(jié)論概括高通和三星重啟自研 CPU 架構(gòu)的原因，無(wú)疑是因?yàn)楫a(chǎn)品不行。更具體地說(shuō)是，在蘋(píng)果的對(duì)比下，Arm Cortex CPU 不太行，即便是超大核的推出也沒(méi)有改變現(xiàn)狀，高通和三星想要打破各自面臨的僵局，只能繼續(xù)深入核心架構(gòu)。

但具體到兩家公司，還存在較大的區(qū)別。在三星這邊，核心還是希望重振手機(jī)業(yè)務(wù)。根據(jù) Counterpoint Research 的報(bào)告，去年第四季度蘋(píng)果已經(jīng)超過(guò)三星成為全球第一大智能手機(jī)廠商，而同時(shí)三星在中國(guó)市場(chǎng)也幾乎沒(méi)有挽回之力。

雖然在 Galaxy S23 系列這代選擇了全線搭載驍龍 8 Gen 2 芯片，但三星并沒(méi)有打算放棄自有芯片。在重啟自研 CPU 架構(gòu)之外，三星與 AMD 在移動(dòng) GPU 上的合作也沒(méi)有停止，負(fù)責(zé) GPU 開(kāi)發(fā)的三星副總裁 Sungboem Park 明確表示將繼續(xù)與 AMD 合作。

到去年年底還有消息稱，三星將聯(lián)合 AMD Radeon 團(tuán)隊(duì)和谷歌 Tensor 團(tuán)隊(duì)，共同開(kāi)發(fā)一款全新的移動(dòng) SoC，預(yù)計(jì)將于 2025 年獨(dú)占推出。三星電子總裁、MX 業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人盧泰文日前也透露，三星電子正在為旗下的 Galaxy 手機(jī)產(chǎn)品線研發(fā)專(zhuān)屬的定制 SoC，并稱這款芯片將會(huì)是：

不同于市面上的任何其它產(chǎn)品、堪稱「獨(dú)一無(wú)二」的存在。

自研芯片核心的好處之一在于對(duì)硬件底層的整合，同時(shí)掌控產(chǎn)品周期，根據(jù)需求定制芯片設(shè)計(jì)，以及更好地適配軟件生態(tài)。這既是蘋(píng)果打造核心體驗(yàn)的關(guān)鍵，也是越來(lái)越多手機(jī)廠商投入自研芯片的主要?jiǎng)恿?。而更深層次的自?CPU/GPU 架構(gòu)可以在核心差異化方面取得更大的突破。

Garner 研究總監(jiān)盛陵海也表示：「自研內(nèi)核可使芯片廠商在進(jìn)行處理器開(kāi)發(fā)時(shí)可以減少對(duì)公版設(shè)計(jì)的依賴，擁有更大的自主性和差異化?！?/span>

但受限 Arm 公版架構(gòu)，高通這幾年眼看蘋(píng)果在 PC、高端手機(jī)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)，自身卻沒(méi)有太多辦法。

在 PC 上，得益于 M 系列芯片的低功耗和高性能表現(xiàn)，MacBook 在提升性能表現(xiàn)的同時(shí)大幅改善了散熱、續(xù)航、噪音等多方面的表現(xiàn)，幾乎在 PC 寒冬中一騎絕塵，不斷拉高了蘋(píng)果的市場(chǎng)份額。

而在高端手機(jī)市場(chǎng)，蘋(píng)果還在繼續(xù)鞏固其統(tǒng)治地位，去年更是占去了全球份額的四分之三。毫無(wú)疑問(wèn)，Android 陣營(yíng)沖擊高端的舉動(dòng)和驍龍 888 和 8 Gen 1 的糟糕表現(xiàn)相加，不僅沒(méi)有挑戰(zhàn)到蘋(píng)果，甚至一定程度上加深了消費(fèi)者在高端市場(chǎng)對(duì)蘋(píng)果的認(rèn)可。

只是在 A16 這一代遇到了自身的錯(cuò)誤（事關(guān)移動(dòng)光追技術(shù)支持，詳情可看我們之前的報(bào)道），再加之高通換到臺(tái)積電 3nm 工藝+新架構(gòu)帶來(lái)的大幅提升，才堪堪被縮小了差距。

不過(guò)，更本質(zhì)的問(wèn)題并沒(méi)有被解決，高通想要幫助 Android 陣營(yíng)拿下更多的高端市場(chǎng)份額，必須拿出能效和性能表現(xiàn)更優(yōu)異的產(chǎn)品，既然 Arm 公版設(shè)計(jì)難以滿足，只能像自研 Adreno GPU 一樣，自己開(kāi)發(fā) CPU 核心架構(gòu)。


4、國(guó)產(chǎn)芯片的出路

目前，國(guó)產(chǎn)CPU按架構(gòu)類(lèi)型主要分為ARM、X86、自研三條路線。關(guān)于這些架構(gòu)是否自主可控，外界爭(zhēng)論頗多。其實(shí)只從架構(gòu)來(lái)源判斷是否自主，是陷入表象了。國(guó)產(chǎn)CPU的自主可控，要看是否擁有消化、吸收、迭代的能力。


ARM路線：表面繁榮與背后隱憂

近年來(lái)，ARM架構(gòu)在國(guó)內(nèi)市占增長(zhǎng)迅速，生態(tài)短板也有所補(bǔ)齊。但繁榮背后，仍存在隱憂，根源即是可持續(xù)迭代的問(wèn)題。

ARM授權(quán)模式主要為架構(gòu)許可協(xié)議（ALA）和技術(shù)許可協(xié)議（TLA）。打個(gè)比方，ALA相當(dāng)于買(mǎi)了毛坯房，可基于戶型圖做硬裝軟裝，TLA相當(dāng)于買(mǎi)了精裝房，只能填些家具物件；但無(wú)論毛坯還是精裝，都不能擅自改變戶型結(jié)構(gòu)。即買(mǎi)了哪個(gè)架構(gòu)版本就是哪個(gè)版本，想要迭代升級(jí)，只能購(gòu)買(mǎi)新的架構(gòu)版本。

ARM這種授權(quán)模式，好處是降低技術(shù)門(mén)檻，國(guó)內(nèi)公司拿來(lái)即用，能快速產(chǎn)出高性能CPU；壞消息是，會(huì)被死死鎖在版本授權(quán)的框里，如果通過(guò)自主迭代跨越版本紅線，那么就會(huì)嚴(yán)重侵權(quán)。

2021年ARM公司推出了新一代ARM v9架構(gòu)，受美國(guó)禁令影響國(guó)內(nèi)授權(quán)遙遙無(wú)期。只拿到v8版本授權(quán)的國(guó)產(chǎn)ARM陷入兩難境地，自研無(wú)門(mén)，引進(jìn)受限，未來(lái)迭代前景不太樂(lè)觀。


X86路線：技術(shù)引進(jìn)后的再創(chuàng)新

國(guó)內(nèi)X86架構(gòu)玩家，主要為海光和兆芯。

兆芯的X86授權(quán)來(lái)源于早年收購(gòu)的臺(tái)灣VIA公司。基于X86天然的性能生態(tài)優(yōu)勢(shì)，兆芯已成功自主研發(fā)并量產(chǎn)多款通用處理器產(chǎn)品，行業(yè)應(yīng)用成果突出。

從兆芯KH-4000的測(cè)試跑分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)看，性能大概接近于AMD的EPYC 7601，即第一代的Zen。

海光的X86授權(quán)來(lái)源AMD，并且還拿到了ZEN1架構(gòu)的完全授權(quán)，技術(shù)起點(diǎn)相對(duì)較高。因?yàn)閄86交叉授權(quán)的模式，所以無(wú)版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，迭代方面也沒(méi)什么限制。

在此基礎(chǔ)上，海光3年3款產(chǎn)品的快速迭代。去年發(fā)布的海光3號(hào)，性能較上代提升40%，從跑分上看也接近AMD的EPYC 7513，即第三代的Zen。

可見(jiàn)，X86陣營(yíng)的玩家，都在技術(shù)引進(jìn)后實(shí)現(xiàn)了消化、吸收以及不同程度的再創(chuàng)新，與國(guó)際頂尖產(chǎn)品的代際也相差不多。


自研路線：站在前人肩膀，未來(lái)可期

除ARM、X86外，龍芯一直自研的LoongArch架構(gòu)，其實(shí)也是有參考借鑒國(guó)外架構(gòu)技術(shù)。

龍芯最早使用的是MIPS架構(gòu)，2009年獲得的授權(quán)。后來(lái)在MIPS架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)上，推出了LoongArch架構(gòu)，相對(duì)于MIPS，摒棄了部分不適合現(xiàn)代CPU的指令，又做了部分?jǐn)U展，相對(duì)而言自研程度更深，迭代發(fā)展不受人所制。

可惜龍芯的性能偏弱，生態(tài)也不夠完善，不滿足當(dāng)下商業(yè)市場(chǎng)的需要。不過(guò)隨著龍芯研發(fā)進(jìn)步，相信未來(lái)可期。

幾條路線背后都有國(guó)外技術(shù)的影子，因此較真架構(gòu)授權(quán)來(lái)源并無(wú)必要，可持續(xù)發(fā)展才是唯一出路。國(guó)產(chǎn)CPU還處于發(fā)展中階段，要正視與世界主流的差距，“黑貓白貓，能抓耗子就是好貓”。

如何消化吸收先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新迭代好用的中國(guó)芯，這才是應(yīng)該要聚焦的事情。