“核戰(zhàn)”消停，2013年移動(dòng)處理器回歸理性發(fā)展

　　自 2007 年第一代 iPhone 發(fā)布以來(lái)，以 ARM 為架構(gòu)的處理器陣營(yíng)開始崛起，催生了高通、英偉達(dá)、三星、聯(lián)發(fā)科等移動(dòng)處理器廠商。蘋果也設(shè)計(jì)芯片，以封閉高度垂直獨(dú)樹一幟，三星一邊設(shè)計(jì)芯片一邊做終端，另外幾家都是專注于芯片設(shè)計(jì)，然后授權(quán)給廠商使用。

　　移動(dòng)處理器的發(fā)展和 PC 時(shí)代很不一樣，摩爾定律在移動(dòng)處理器上更加明顯。2008 年的第一部單核 528MHz ，到如今八核 1.5GHz ，移動(dòng)芯片性能的進(jìn)化在短短五年時(shí)間即完成了 PC 處理器數(shù)十年的歷程。2012 年的移動(dòng)處理器市場(chǎng)，“核戰(zhàn)爭(zhēng)”依舊是火熱的話題，從第一款四核手機(jī) HTC One X，到后來(lái)的三星 Galaxy S III，以及號(hào)稱“跑分天王”的小米手機(jī) 2，整個(gè)手機(jī)行業(yè)一直在圍繞性能、跑分做文章。以致于后來(lái)的旗艦機(jī)型，如果不配上四核處理器，都不好意思稱為旗艦，盡管用戶能感受到的并不多。

　　隨著“核戰(zhàn)爭(zhēng)”的愈演愈烈，以營(yíng)銷思想為主導(dǎo)，導(dǎo)致用戶為過(guò)剩的性能過(guò)渡消費(fèi)，開始引起行業(yè)的反思。處理器不應(yīng)該成為營(yíng)銷的噱頭，而是隱形的助推力，用戶體驗(yàn)才是能感知的第一要素。

　　另一方面，和 PC 時(shí)代 CPU 決定了產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)不一樣，智能手機(jī)上，GPU 主導(dǎo)用戶體驗(yàn)，CP 發(fā)揮作用的時(shí)間并不多，稱為 AP（Application Processor） 更為合適。

　　隨著這一意識(shí)的抬頭，未來(lái)兩年移動(dòng)處理器的發(fā)展趨勢(shì)將扭轉(zhuǎn)方向，朝著為軟件服務(wù)、提升用戶體驗(yàn)邁進(jìn)。

　　具體而言，在 2013 年，移動(dòng)處理器的發(fā)展趨勢(shì)將包括高度集成化、軟件功能固化、自建架構(gòu)，當(dāng)然，首要任務(wù)，還是要消除核戰(zhàn)爭(zhēng)。

　　消除核戰(zhàn)爭(zhēng)

　　打開手機(jī)，第一個(gè)動(dòng)作就是滑動(dòng)解鎖，然后是滑動(dòng)頁(yè)面，打開應(yīng)用，看視頻、拍照、游戲。這其中，GPU 的表現(xiàn)無(wú)處不在，CPU 發(fā)揮效能的機(jī)會(huì)不多。最基本的，手機(jī)滑動(dòng)頁(yè)面要流暢，差不多要 50 幀或者以上，加上全高清屏幕的興起，高性能 GPU 的作用十分關(guān)鍵。再說(shuō)玩游戲，打開游戲加載開始，CPU 開始工作，指派各個(gè)配件工作，一旦加載完成，CPU 的任務(wù)基本完成。

　　一位芯片領(lǐng)域業(yè)內(nèi)人士告訴愛(ài)范兒，智能手機(jī)日常應(yīng)用中，60-70% 需要用到 GPU，用到 CPU 的時(shí)間僅為 20% 左右。

　　現(xiàn)階段，很少有應(yīng)用需要用到多個(gè)核心，多核 CPU 往往是過(guò)剩的狀態(tài)，并引起耗電問(wèn)題。所以，未來(lái)做處理器設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，是把更多的芯片面積放在 GPU 和多媒體處理器上。

　　消費(fèi)者和芯片廠商們逐漸認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題，將宣傳重點(diǎn)放在軟件、用戶體驗(yàn)上，比如國(guó)產(chǎn)里的魅族喊出了“忘記參數(shù)”的口號(hào)， OPPO 則有“浪漫主義設(shè)計(jì)”。

　　可預(yù)見的是，在移動(dòng)處理器市場(chǎng)，“核戰(zhàn)爭(zhēng)”在未來(lái)兩年，將會(huì)逐漸平息，就像 PC 領(lǐng)域后期的發(fā)展一樣。

　　高度集成化

　　iPhone 的供應(yīng)商有數(shù)百家，要駕馭這數(shù)百家廠商，一方面蘋果有供應(yīng)鏈專家蒂姆·庫(kù)克 （Tim Cook），一方面是蘋果需求量大，話語(yǔ)權(quán)高，一般的廠商是駕馭不了的。而高度集成化的處理器，一定程度上可以解決這個(gè)問(wèn)題。

　　高通 Snapdragon S 4 對(duì)于多種通訊基帶的支持，讓其受到廠商們的追捧，尤其是對(duì) LTE 的支持，使得大量手機(jī)廠商投奔高通，比如 HTC One X 的 LTE 版本不得不放棄 Tegra 3，，轉(zhuǎn)向高通驍龍 MSM 8960。

　　未來(lái)，不僅僅是多樣的通訊基帶，包括 Wi-Fi 模塊、藍(lán)牙模塊、應(yīng)用算法、GPS 都會(huì)集成在處理器內(nèi)。另外，有些處理器還加入了針對(duì)特定應(yīng)用的硬件支持，比如專門用來(lái)解解碼高清視頻、錄制高清視頻的硬件，這樣可以代替 CPU 工作，節(jié)省電量。

　　高度集成的芯片可實(shí)現(xiàn)高度一體化的設(shè)計(jì)，這樣做好處有四：

　　因?yàn)榧?，手機(jī)可以做到更輕薄

　　集成成本低

　　需要的配件少，進(jìn)一步降低成本

　　協(xié)同工作，省電

　　目前，高通的芯片在集成度上做的很超前，競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)，想必會(huì)引起更多芯片廠商的追隨。值得注意的是，這種集成有別于 QRD、MTK 平臺(tái)，后兩者是打包一站式服務(wù)，只適合于低端機(jī)型。

　　軟件功能固化

　　隨著處理器性能的過(guò)剩，芯片廠商在尋找下一個(gè)可挖掘的發(fā)展點(diǎn)，軟件功能固化，成為一個(gè)趨勢(shì)。

　　在今年的 CES 展會(huì)上，英偉達(dá)發(fā)布的 Tegra 4 的一大賣點(diǎn)，就是帶來(lái)了 “計(jì)算拍照架構(gòu)” （Computational Photography Architecture），能夠自動(dòng)處理 HDR 照片和視頻，速度非常快。支持 HDR 連拍、閃光燈以及視頻。也就是說(shuō)，采用該處理器的手機(jī)，無(wú)需再去設(shè)計(jì) HDR 拍照軟件，可簡(jiǎn)單通過(guò)處理器實(shí)現(xiàn)。

　　在高通的部分高端芯片上，同樣融入了軟件應(yīng)用功能，包括 HDR 拍照、笑臉識(shí)別等，終端廠商可直接拿來(lái)使用。

　　可以預(yù)見的是，集成應(yīng)用功能將會(huì)是移動(dòng)處理器的發(fā)展方向，更多基本又頗為復(fù)雜的功能將會(huì)打包在處理器內(nèi)，供終端廠商使用。

　　自建架構(gòu)

　　一直以來(lái)，很多芯片廠商都是使用 ARM A 系列架構(gòu)，但其面臨一個(gè)問(wèn)題，在處理簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí)，多個(gè)核心同時(shí)運(yùn)作功耗表現(xiàn)并不好，所以催生了高通和蘋果的自建架構(gòu)。高通自建的兩代架構(gòu)分別是 Scorpion、Krait，蘋果自 A6 處理器開始，也開始使用自家研發(fā)的架構(gòu)。

　　自建架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)很明顯，以高通 Krait 架構(gòu)設(shè)計(jì)為例，其可控制每個(gè)內(nèi)核的電壓和頻率，使得在簡(jiǎn)單處理時(shí)可以使用低功率模式，而且在不需要時(shí)可以獨(dú)立關(guān)閉，這一技術(shù)稱為 aSMP 微架構(gòu)，比當(dāng)前的同步SMP架構(gòu)功耗可減少 25-40%。

　　相比之下，采用 ARM A 系列架構(gòu)的處理器，隨著多核的應(yīng)用，無(wú)論是英偉達(dá)還是三星，都面臨功耗的問(wèn)題。英偉達(dá) Tegra 3 使用的 “4+1” 核心，更多是因?yàn)樗暮?A9 核心耗電快，用一顆低功率的“伴核”來(lái)彌補(bǔ)。

　　三星在 CES 上推出的 “4+4” 處理器，同樣是由于四個(gè) A15 架構(gòu)核心耗電，不得不采用四個(gè)低功耗的 A7 核心來(lái)分擔(dān)一些任務(wù)，這一技術(shù)是由 ARM 開發(fā)，稱之為 big.LITTLE 。實(shí)質(zhì)上這一架構(gòu)和 Tegra 3 的 “4+1” 類似。但如果它們都能自建架構(gòu)的話，可以解決不少問(wèn)題。

　　自建架構(gòu)可以容許更多的自定義空間，提升浮點(diǎn)運(yùn)算能力、優(yōu)化計(jì)算單元、設(shè)計(jì)新的電路技術(shù)等，這些都可以在提升性能的同時(shí)降低功耗。高通目前在這一方面十分領(lǐng)先，因而受到大量廠商的親睞，相信這一趨勢(shì)會(huì)成為三星、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科的選擇。

　　以上種種發(fā)展趨勢(shì)，都是以提升用戶體驗(yàn)為終極目的。具體而言，以上四條，每一條都對(duì)續(xù)航提升有幫助，在性能居高不下的情況下，性能和續(xù)航之間的平衡，依舊是芯片廠商博弈最多的地方。性能和續(xù)航兼顧，是移動(dòng)處理器的未來(lái)。

　　拋開具體產(chǎn)品表現(xiàn)，從行業(yè)角度來(lái)看，芯片廠商的競(jìng)爭(zhēng)依舊呈白熱化，但高通的領(lǐng)先地位已經(jīng)十分明顯。一方面得益于產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，另一方面，三星處理器雖然表現(xiàn)不錯(cuò)，但三星同時(shí)身兼最大智能手機(jī)廠商，身兼兩職的角色促使大量重量級(jí)選手放棄三星，投奔高通和英偉達(dá)，三星的角色一定程度上造就了高通的輝煌。

　　而英特爾，這個(gè)“局外”的巨人，一直在努力躋身移動(dòng)芯片領(lǐng)域。雖然實(shí)力雄厚，但其推出的多款移動(dòng)處理器獲得的終端支持非常貧乏，可運(yùn)行的應(yīng)用程序不多，產(chǎn)業(yè)鏈的缺失讓其步履維艱。盡管手握 14nm、20nm 工藝技術(shù)，卻面臨承擔(dān)著技術(shù)和資金的雙重風(fēng)險(xiǎn)，英特爾還有一段很長(zhǎng)的路要走。