北京时间10月22日晚8点,华为发布了2020年度旗舰智能手机Mate 40系列,包括基础版Mate 40、大杯Mate 40 Pro、超大杯Mate 40 Pro ,以及最高端的保时捷版Mate 40 RS四款产品。
正因为如此,近年来,ARM在移动显示芯片上的迭代动作更为频密,IP的可用性越来越高,而Mali-G78就是ARM一款全新的移动显示芯片内核,发布于2020年5月26日。
考虑到SoC芯片设计的时间紧迫性,华为海思应该在去年底就拿到了ARM的最新GPU IP授权,这说明双方的合作还在正常进行。
Mali-G78采用和Mali-G77相同的Valhall架构,最大的改进是特别针对5nm工艺制程优化,并将计算单元(核)从16个增加到最多24个,这也是发布会上,Mate 40能大步超越竞争对手的原因,毕竟采用了最新的GPU内核。
为何没有采用最新的A78 CPU内核在2020年5月26日,ARM不止发布了Mali-G78,还有最新的CPU IP核Cortex-X1和Cortex-A78。其中,Cortex-A78是Cortex-A77的迭代产品,后者被骁龙865采用。麒麟9000既然采用了Mali-G78,按理也应采用同时发布的Cortex-A78,以超越骁龙865。
但麒麟9000并没有搭载最新的Cortex-A78 CPU内核,而是采用和骁龙865相同的Cortex-A77内核,这是为什么?
最大的可能与Cortex-A78的升级幅度不算大有关。按ARM的说法,在单个大核保持满载1W的功耗时,5nm工艺生产的Cortex-A78可达到3GHz,而7nm工艺生产的Cortex-A77能跑到2.6GHz,两者频率差距大约为15.4%,性能差距大约是20%。也就是说,Cortex-A78的性能主要靠频率提升,频率提升又主要靠5nm的工艺制程支撑。
ARM宣称的相同性能下,5nm的Cortex-A78比7nm的Cortex-A77功耗降低了50%,但前提条件是,Cortex-A78的频率降到了2.1GHz,这个频率用到中核上都嫌低了,因为骁龙865的中核频率就达到了2.84GHz。也就是说,Cortex-A78要大幅省电,性能也几乎打骨折。所以,Cortex-A78相比成熟的Cortex-A77,显得比较鸡肋。
另外,在ARM的布局里,未来大力推的将是全新的IP 核Cortex-X1,一种更加定制化的CPU内核,现有的CPU内核仅能在缓存大小上定制,芯片集成设计公司的发挥空间太小了,难以应对苹果A系列芯片的压力。从这个角度看,Cortex-A78的地位确实没那么重要,也是华为海思没有采纳的原因。
现在智能手机肉眼可见的趋势是,游戏娱乐、拍照和AI化,与之相关的GPU和NPU(人工智能芯片)才是角逐的焦点。麒麟9000将设计的重心放到了加强图形显示和AI上面,采用最新的GPU内核Mali-G78,并将计算单元(核)的数量飙到公版上限的24个,神经引擎(NPU)的核数也增加了,采用“1大两小”的3核布局,ISP也增加到4核。如此一来,华为手机才有了叫板骁龙系手机的资本。
简单说,麒麟9000现有的CPU、GPU和NPU内核布局,是追求从核心需求(卖点)出发的结果,所以才放弃Cortex-A78内核,采用更成熟的Cortex-A77。
类似的策略还体现在苹果A14芯片的设计上。根据苹果公司公布的信息换算,A14芯片CPU部分的性能比上一代提升16.6%,GPU部分性能提升8.3%,相比A13提升幅度并不大。提升最大的是NPU部分,也就是神经网络引擎,从A13的8核提高到16核,机器学习性能提升到A13的2倍。
自主SoC芯片设计的遗憾从上面的内容可以看出,能自主设计SoC芯片是多么重要,需要什么就设计什么,可以保证核心卖点精确命中市场需求,而购买第三方芯片则只能是有什么买什么,还无法保证产品差异化。
目前有一种比较普遍的看法,认为企业购买IP搞芯片集成设计,算不上真正的自研,真正的自研是从IP到集成全部自己搞。这种观点违背了行业发展规律,因为在移动芯片领域,目前还没有一家公司可以做到,而IP设计和集成设计分离,正是行业发展的结果。
其实,在智能手机存量竞争的当下,争论SoC芯片集成设计和IP设计孰优孰劣已无意义,重要的是能打造出差异化产品,强化核心竞争力。现在智能手机一线品牌中,冲到最前面的苹果、三星和华为,都是能自主设计SoC芯片的品牌,这不就证明了自主设计SoC芯片的价值吗?
智能手机的竞争趋势已经愈来愈明朗,谁能自主设计SoC芯片,谁才会真正站上高端。苹果自主设计的芯片正从手机、智能穿戴设备,扩充到PC,种类从SoC芯片发展到安全、近场通讯芯片,再叠加操作系统,导致软硬件结合的优势至今未被撼动。
华为通过芯片自主设计,逐渐站到了国际赛道上,对国产手机是一种正面导向,目前小米、OPPO和vivo都有自主设计芯片的打算,但如果因为打压使麒麟芯片成为绝唱,对发展中的国产手机SoC芯片业来说,难免是一个挥之不去的遗憾。
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