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前段時(shí)間,一直有消息稱(chēng)韓國(guó)電子巨頭三星即將自主設(shè)計(jì)GPU圖形處理單元,為此不僅有招聘信息側(cè)面證明,更有不少熟知內(nèi)情的人士爆料了諸多項(xiàng)目的細(xì)節(jié)。如果這是事實(shí),說(shuō)明未來(lái)三星將有望推出一款性能芯片完全自主操刀的智能手機(jī),就像蘋(píng)果iPhone目前所采用的A系列芯片一樣。
目前三星的自主GPU是什么情況呢?
有的分析認(rèn)為,多年之前三星可能就一直醞釀GPU開(kāi)發(fā)項(xiàng)目了,并且可能已經(jīng)開(kāi)發(fā)到一定的程度,只差一個(gè)嚴(yán)肅而莊重的亮相時(shí)刻而已。不過(guò),根據(jù)最近一份來(lái)自EE Times的報(bào)道判斷,三星開(kāi)發(fā)自主GPU目前還處于規(guī)劃階段,也就是繪制藍(lán)圖階段,還未有非常實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
當(dāng)時(shí)這篇報(bào)道稱(chēng),三星自主開(kāi)發(fā)的GPU將采用全新的架構(gòu),而且將會(huì)是10年以來(lái)顛覆行業(yè)級(jí)別的新架構(gòu)。負(fù)責(zé)新架構(gòu)設(shè)計(jì)的領(lǐng)導(dǎo)者是前Nvidia的工程師Chien-Ping Lu,曾開(kāi)發(fā)過(guò)nForce IGP,也在聯(lián)發(fā)科呆過(guò)。關(guān)鍵是,新架構(gòu)將讓三星GPU可以與蘋(píng)果抗衡,并且由于架構(gòu)提供超出色的能效比,每瓦性能最高,對(duì)高通而言又非常具有超強(qiáng)破壞性。
不僅如此,三星的GPU架構(gòu)適用范圍廣泛,手機(jī)、汽車(chē)、超級(jí)計(jì)算機(jī)都可以用。很明顯,這些看起來(lái)夸張的宣傳,一般都基于未親自驗(yàn)證過(guò)成品初步分析,所以說(shuō)這些可能只是三星目標(biāo)而已。而且報(bào)道還表示,明年年中這個(gè)時(shí)間點(diǎn),三星就能發(fā)布自主GPU了,這點(diǎn)更讓人懷疑。
不管怎樣,三星肯定有自己的目標(biāo)和時(shí)間表,而在看到成品之前,現(xiàn)在我們更關(guān)心的問(wèn)題是,三星自主設(shè)計(jì)和研發(fā)GPU是為什么?
立下與ARM的談判籌碼在花錢(qián)多與少之間權(quán)衡
三星自主設(shè)計(jì)GPU的念頭可能早在2015年就萌芽了,當(dāng)時(shí)3月底有消息稱(chēng)三星正考慮收購(gòu)傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)廠商AMD,而且興趣濃厚,目的是拿下GPU IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán)),增加機(jī)遇自研GPU讓自己處于更有利的位置。畢竟自從AMD陷入困境之后的那些年,各大巨頭包括蘋(píng)果、高通等都開(kāi)始從AMD挖走人才。
不過(guò),到了2015年6月,三星收購(gòu)AMD研發(fā)GPU的傳聞不攻自破,因?yàn)槿桥cARM簽署了一項(xiàng)有關(guān)GPU的長(zhǎng)期技術(shù)合作協(xié)議,明確所有三星自家的Exynos芯片長(zhǎng)期都會(huì)采用來(lái)自ARM的Mali GPU產(chǎn)品,包括從Midgard到最新的Bifrost架構(gòu)和Mali-G系列GPU。
當(dāng)然了,所謂“長(zhǎng)期”協(xié)議,外界并不知道多少年,也許5年的期限是一個(gè)合理的期限。如果這個(gè)期限不假,這意味著該協(xié)議可能將在2020年年中到期?;诖?,如果三星選擇續(xù)期,那么在與ARM進(jìn)行新一輪授權(quán)談判之前,三星可能只是在故作姿態(tài)。但是也不排除三星不簽了,畢竟有一個(gè)后備計(jì)劃相當(dāng)重要,任何協(xié)議在之前雙方都不清楚是不是自己想要的協(xié)議。
除了爭(zhēng)取與ARM談判授權(quán)協(xié)議更有利之外,省成本應(yīng)該是另一大因素。三星半導(dǎo)體業(yè)務(wù)已成為整個(gè)集團(tuán)盈利的重要組成部分。因此,隨著智能手機(jī)出貨量逐漸放緩以及利潤(rùn)率的不斷下滑,如果三星能夠自主生產(chǎn)包括顯示屏幕、內(nèi)存、閃存和性能芯片在內(nèi)的所有組件,那么三星的智能手機(jī)業(yè)務(wù)仍有望保持非常高的利潤(rùn)率。
不過(guò),由于任何一家大企業(yè)對(duì)公司內(nèi)部的支出都會(huì)有嚴(yán)格的審核,三星對(duì)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的支出也不例外。所以,三星必然會(huì)在自主研發(fā)、授權(quán)許可和專(zhuān)利費(fèi)用這些方面進(jìn)行權(quán)衡,因?yàn)椴簧偈謾C(jī)內(nèi)部組件研發(fā)設(shè)計(jì)并不便宜,尤其是從頭開(kāi)始。如果三星內(nèi)部認(rèn)為自主研發(fā)GPU從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看效益更高,那么三星必然會(huì)在ARM協(xié)議到期后堅(jiān)持這條路。
或許性能是王道
正如前述,由于智能手機(jī)市場(chǎng)的利潤(rùn)率不斷下降,能否自主研發(fā)關(guān)鍵組件越來(lái)越關(guān)鍵。對(duì)于三星而言,Exynos芯片必然在公司盈利能力中扮演越來(lái)越重要的角色。不僅如此,有了自主研發(fā)的芯片,三星同樣會(huì)獲得更高的聲譽(yù),至少可以證明三星也是十分出色的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)者,有能力與高通和蘋(píng)果等公司形成直接競(jìng)爭(zhēng)。
因此,拿出一款能夠與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一較高下的高端產(chǎn)品至關(guān)重要,畢竟如今移動(dòng)設(shè)備對(duì)性能的需求越來(lái)越高了,不只是手機(jī)游戲,還包括行業(yè)普遍看好的移動(dòng)VR虛擬現(xiàn)實(shí)和AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。但目前三星旗艦的GPU性能還不夠強(qiáng)大,至少?gòu)腉FXBench記錄的跑分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)看,ARM的Mali GPU表現(xiàn)平平。
蘋(píng)果的A11在自主研發(fā)GPU的情況下,2K分辨率的Manhattan場(chǎng)景可以跑出38.5fps,1080p為67.4fps。而三星Exynos版Galaxy S9的Mali-G72在同一場(chǎng)景下,2K僅為26.3fps,1080p也只有46.8fps。其實(shí)這與上一代Galaxy S8相比差距不大,因?yàn)镾8集成的Mali-G71 GPU在2K下也跑出了25.7fps,1080p甚至為更高的48.7fps。
很顯然,三星所采用的ARM GPU在性能上還很難與蘋(píng)果A系芯片的GPU較量,更不如高通的Adreno GPU。要知道,驍龍845集成的Adreno 630 GPU提升顯著,并且在很多方面比蘋(píng)果為針對(duì)iPhone設(shè)計(jì)的GPU更強(qiáng)。另外,由于三星旗艦通常有高通和Exynos兩個(gè)版本,因此不同的GPU也造成了旗艦性能不一致的情況。
ARM在公布新一代Mali-G76 GPU時(shí)承諾,將會(huì)帶來(lái)30%的能效提升,但在能能效提升的情況下,性能卻只會(huì)帶來(lái)大約1.5倍的提升而已。但即便如此,等到三星下一代旗艦用上Mali-G76,那也只能與iPhone X的GPU性能縮小差距而已,真正全面超越還談不上。但如果三星拿出自主GPU,并能在高端市場(chǎng)更上一層樓,相信誰(shuí)都會(huì)對(duì)其刮目相看。
三星不是沒(méi)有嘗到自主設(shè)計(jì)芯片的好處,目前三星最重要的Exynos芯片中就有自主定制的Mongoose CPU核心,該CPU內(nèi)核性能的提升顯著,領(lǐng)先于各路采用ARM公版架構(gòu)的芯片,雖然實(shí)際領(lǐng)先不多,但跑分卻高不少。但是,GPU方面三星仍只能依賴于ARM的產(chǎn)品線,所以在ARM落后的情況下,三星也沒(méi)有其他選擇。所以,要想GPU性能達(dá)到想要的水平,自主設(shè)計(jì)GPU必然是最佳選擇。
不只手機(jī)需要GPU
智能手機(jī)市場(chǎng)會(huì)是三星自主GPU最合理的切入點(diǎn),但這并不意味著手機(jī)是三星唯一考慮的市場(chǎng),開(kāi)頭爆料也提到了,三星這枚GPU適用于多平臺(tái)。考慮到三星是一個(gè)大集團(tuán),旗下消費(fèi)電子產(chǎn)品數(shù)不勝數(shù),包括智能冰箱、智能洗衣機(jī)還有頂級(jí)的OLED電視機(jī)等等。這些產(chǎn)品只要對(duì)圖形處理有需求,就一定有自主GPU可以發(fā)揮的地方。
很多傳聞?wù)J為,三星自主GPU可能會(huì)從低端產(chǎn)品開(kāi)市場(chǎng)始,如果這點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)的話,三星首先瞄準(zhǔn)的應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)和智能家居領(lǐng)域,將GPU與這些市場(chǎng)的產(chǎn)品緊密結(jié)合到一起。同時(shí),三星也有智能手表產(chǎn)品線,自主研發(fā)的GPU肯定也會(huì)對(duì)該產(chǎn)品線起到重要作用。
此外,在對(duì)象檢測(cè)和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興領(lǐng)域,GPU的處理性能已變得越來(lái)越重要,因?yàn)镚PU能夠比CPU以更快地速度并行處理數(shù)據(jù),這對(duì)于三星而言也可以是一個(gè)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)。而在汽車(chē)和家庭安全領(lǐng)域,目前也有越來(lái)越多的細(xì)分市場(chǎng),自主定制GPU同樣可以讓三星從中獲利。
再回到對(duì)智能手機(jī)的方向上來(lái),我們都知道,迄今為止三星的旗艦智能手機(jī)都未集成專(zhuān)用機(jī)器學(xué)習(xí)處理單元,而是依靠GPU和視覺(jué)處理單元來(lái)處理這項(xiàng)任務(wù)。所以,自主定制的GPU除了可以提升圖形性能外,還能夠幫助三星更有效地在手機(jī)的機(jī)器學(xué)習(xí)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,包括加速特定的應(yīng)用程序和指令。
平常心看待三星自主設(shè)計(jì)GPU這件事
總之,三星設(shè)計(jì)自主GPU可以有很多理由,并且大多利大于弊,有助于三星保證利潤(rùn)率,削減授權(quán)許可費(fèi)用的支出,大大縮減成本,甚至有助于三星開(kāi)拓新領(lǐng)域的市場(chǎng)等等。同時(shí),當(dāng)有越來(lái)越多的自主GPU出現(xiàn)在市場(chǎng)上相互競(jìng)爭(zhēng),也有利于整個(gè)行業(yè)的更快的成長(zhǎng)。
然而,自主GPU設(shè)計(jì)并非一朝一夕就能完成的事情,通常需要多年技術(shù)積累和大量的研發(fā)投入,特別是打造高端自主GPU,自主GPU不是說(shuō)做就能做成,包括蘋(píng)果亦是如此。所以,三星自主定制GPU這件事情尚無(wú)任何定論,可能三星早就已經(jīng)開(kāi)始做了,開(kāi)花結(jié)果仍言之尚早,但也可能三星仍在規(guī)劃藍(lán)圖,甚至不排除最終認(rèn)為這是個(gè)虧本投資而放棄。
話說(shuō)回來(lái),三星如何像蘋(píng)果那樣避開(kāi)侵犯專(zhuān)利而自研GPU也是個(gè)問(wèn)題?;叵?015年時(shí)三星之所以與ARM簽署的長(zhǎng)期技術(shù)協(xié)議,當(dāng)時(shí)的背景就是三星和Nvidia正在打官司,其中涉及很多圖形技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利,這場(chǎng)官司直到2016年才達(dá)成了和解。如果協(xié)議到期三星不繼續(xù)與ARM簽約,而是推出自主GPU,ARM會(huì)不會(huì)反過(guò)來(lái)與三星打?qū)@麘?zhàn)呢?
無(wú)論如何,商場(chǎng)如戰(zhàn)場(chǎng),企業(yè)的生存幾乎以利益為先,在三星官方未證實(shí)自研GPU之前,我們只要以平常心來(lái)看待即可。
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