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重启自研架构，三星和高通对ARM投下“不信任票”

晰数塔互联网快讯
2021-06-23 07:45

本文来自微信公众号“三易生活”（ID:IT-3eLife），作者：三易菌，36氪经授权发布。

早几年前，当我们说起智能手机上的自研CPU架构时，除了苹果，大家还会提到高通和三星。毕竟在那个时候，高通基于Krait架构的骁龙600、骁龙800虽然已经老去，但口碑却依然优秀；更不要说三星靠着自研的“猫鼬”CPU大核心架构，在移动端市场狠狠地打了骁龙810以及ARM公版Cortex-A57的脸，让许多朋友自此记住了“安卓之光”的名讳。

曾经“猫鼬”大核心是许多三星支持者的心头好

正因如此，当高通从骁龙835开始逐步转向ARM公版CPU架构，当三星在Exynos1080与Exynos2100上放弃“猫鼬”，转而使用Cortex-X1和Cortex-A78时，不少朋友都感到了失望。

骁龙888的官方资料明确表示了其CPU架构的“公版”身份

一方面来说，这是因为大家都知道购买现成的架构授权比起自研既省力也省钱，所以多少会让人觉得芯片厂商有点“偷懒”。而另一方面，当整个Android手机芯片圈子都用上了同样的ARM公版架构时，这不仅令人担忧产品体验的同质化问题，同时也让整个Android阵营在苹果A14与M1面前，显得相当“颜面无光”。

然而就在近日，事情突然迎来了转机。首先有消息人士透露，三星最近正在寻求多位曾在苹果和AMD CPU团队任职的工程师加入，并且到目前为止，至少有一名曾在苹果芯片团队担任主要开发任务的工程师，已经给出了入职条件。根据外媒的说法，这名工程师希望三星能够允许他自行组建团队，并可能携多位同事一起加入。

其次，就在前段时间，高通刚刚完成了对CPU架构设计公司Nuvia的收购。而在Nuvia的职员当中，不少人都曾参与过苹果M1芯片的设计。据报道，Nuvia已经完成了并入高通后的首款CPU设计方案，虽然它现在似乎还是一款规模非常巨大，主要针对服务器这样的高性能计算领域，但Nuvia的架构非常新颖，以至于它不仅性能远超Intel与AMD的同级别产品，而且也有望在未来成功小型化，并用于智能手机。

很显然，无论是三星还是高通，现在都已经很明确地开始重新走上了“自研CPU”的道路。那么，是什么促使他们做出这个决定的呢？

首先，对ARM公版方案性能不满是确实存在的

关注我们三易生活的朋友可能还记得，ARM在产品性能宣传方面一贯有着“吹水”的传统。特别是在每次新品发布的时候，为了凸显公版新架构的“提升很大”，ARM往往会安排新架构与老架构进行性能对比。

3GHz的A76，有这种东西吗？

然而稍有经验的玩家都能看出，这些对比往往是在不公平的情况下进行的。比如说，ARM会以采用新制程、主频更高的新架构CPU，对比旧制程下主频受限的老款，然而只要简单换算一下就会发现，其实新架构的同频性能变化并不是那么大。

5nm、2.1GHz的A78比7nm、2.3GHz的A77省电50%……这对比本身就不公平

又比如说，ARM还很喜欢拿新老架构运行在同一主频下，然后宣称新设计省电了许多。但实际上，一方面这种对比所采用的主频往往低得完全不具备现实代表性，另一方面两款处理器的制程也常常并不相同，导致我们根本就无从得知，导致“省电”的到底是制程上的差异，是低得不正常的频率，还是真的是架构设计上的进步。

横轴是性能、纵轴是功耗，Cortex-X2更强，但也更耗电了

不仅如此，即便从ARM公布的一些“吹水材料”里，我们也能明显看出其最新架构在产品竞争力上的不足。比如说，ARM在宣传刚刚发布的Cortex-X2超大核架构与Cortex-A710大核架构时，都公布了它们与上代产品对比的性能-功耗曲线。然而，从这两张曲线图里可以清楚地看到，在功耗相同的前提下，Cortex-X2和Cortex-A710相比上代其实性能进步的幅度都不算大。

而要想真正发挥新架构的“全力”，则需要厂商为其提供更充足的供电（更高的功耗）才行。更不要说在这两张对比图表中，老处理器使用的是目前在市面上尚且有迹可循的4MB三级缓存设计，而新架构却通通“标配”了目前没人用得起，并且会大幅增加成本和发热的8MB三级缓存。

这就意味着即便假设ARM没有“吹牛”，那么他们的最新架构也必须要在成本大幅上涨、功耗大幅提升的前提下，才能实现相对前代产品较为可观的性能改善。很显然这样的设计，绝对不可能让本就对功耗、成本十分敏感的芯片厂商所接受的。

其次，ARM本身的归属问题也引发了担忧

2020年9月日本软银集团宣布，将把旗下的芯片设计公司ARM作价400亿美元转让给知名显示芯片厂商英伟达（NVIDIA）。此消息一出，可谓是举世震惊。一方面，吃瓜群众惊讶于原来ARM是属于日本公司，并且可以这么值钱；另一方面，业内人士则普遍看到了英伟达一旦收购ARM成功之后，一个横跨移动、PC、车载、高性能计算（HPC）、云计算的超级半导体巨头可能就将冉冉升起。

然而，对于高通、三星、乃至联发科、瑞芯微、紫光展讯等，一系列原本依赖于ARM提供架构方案的芯片厂商来说，如果ARM真的并入英伟达，显然绝对不会是一个好消息。

一方面，从ARM现有的产品线来看，他们与英伟达之间在移动GPU方案的研发和授权上存在一定的竞争关系。可以想见，一旦英伟达完全收购ARM，肯定会将旗下的Geforce GPU设计加入ARM的“套餐”中。这当然会在一定程度上提升ARM公版方案的图形性能，但同时也会让人担心，ARM是否会削弱对现有的Mali GPU的研发和支持力度，从而影响到当前采用Mali GPU各家客户未来的产品规划与驱动维护。

另一方面，大家要知道ARM虽然目前隶属于日本公司软银，但其总部却是在英国，而研发部门则更是有两家，分别在英国剑桥和美国奥斯汀。这就意味着对于现在的ARM来说，他们只有奥斯汀分公司的产品会受到美国相关法令的出口管制。而一旦ARM被英伟达收购，由于英伟达本身是美国公司，就会导致整个ARM产品线全部被纳入美国政府的监管范围，这很显然会让ARM的客户对于其未来的供货能力产生担忧。

NVIDIA 2019年底就用上了A78架构，而手机芯片直到一年后才有类似产品发布

更进一步地说，大家知道英伟达的主要业务是设计和销售显卡芯片、自动驾驶处理器、服务器加速卡等等设备，而ARM的业务则是设计芯片，以及销售设计方案。事实上在英伟达的一些产品中，本身就会需要用到ARM的指令集和架构授权。这也就意味着一旦英伟达收购ARM，本身相对于高通、三星，以及其他的同类厂商来说，就变成了既是架构和技术供应商，又是直接竞争对手的关系。至于这会不会影响到相关的交易公平，会不会导致英伟达为了推广自家产品而有意（因为非监管方面的原因）故意给其他半厂商“卡脖子”？显然都不太好说。

自研架构好处不少，消费者也能从中受益

当然，尽管三星和高通重启处理器架构自研，可能最初是出自对ARM的不满和未来供货前景的担忧。但从实际的产品前景来说，无论是目前已与AMD成功携手，即将发布集成RDNA2 GPU新Exynos旗舰的三星，还是刚刚将Nuvia收归旗下，大有希望颠覆高性能CPU架构思路的高通，都让人产生了比前几年强得多的期待。