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标题: 华为海思芯片关键一点不如苹果 [打印本页]

作者: ffcactus 时间: 2015-11-6 09:48 标题: 华为海思芯片关键一点不如苹果

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文/孙永杰
日前，业内期待的中国华为海思麒麟950手机芯片终于发布，由于具备多项所谓自主创新技术而在业内受到了广泛好评，甚至有媒体用“逆天”二字作为文章的标题来形容麒麟950的性能已经超越当下，甚至是未来主流移动芯片厂商相应的产品，例如三星Exynos7420、高通骁龙810(有的称超越了最新的820)，事实真的如表面看起来这般简单吗？
众所周知，芯片(包括移动芯片)产业，尽管影响其效能的因素很多，但简单来说起决定作用的就是架构和制程的创新。这点已经在传统PC芯片产业的竞争中得到了证明，最典型的表现就是此产业中英特尔与AMD的博弈。同样是基于x86架构，由于英特尔在架构上的创新要远超AMD，并辅以制程的领先(业内知名的Tick-Tock模式)，最终让AMD在PC芯片的竞争中败下阵来，只能以所谓的性价比作为PC芯片产业中的一种象征性的存在。如今这种竞争模式正在移动芯片产业中呈现重演之势。
与PC芯片产业中英特尔和AMD类似，在移动芯片产业中，几乎所有主流芯片厂商都是基于ARM架构，即无论是MTK、三星、华为，还是高通，都采用了ARM官方的标准微架构“Cortex-A”，也就是所谓ARM的公版设计。尽管ARM的公版设计经过了ARM相关的测试，对于移动终端(例如智能手机)厂商可以做到时间与成本的节约，加速产品的上市时间，但其带来的负面影响也显而易见，就是芯片的同质化，并最终反映到智能手机的体验上。
值得一提的是，随着市场、用户和应用对于智能手机性能和体验要求的不断提升，ARM架构也面临着性能与功耗的平衡，这也是为何在进入64位移动芯片时代，ARM在公版设计中引入“big.little”架构的原因。以目前流行的ARMCortex-A53和Cortex-A57为例，使用同样的20nm半导体工艺打造，都运行在1.5GHz，单个A53核心TDP(设计热功耗)约300mW左右，而工作单个A57核心TDP高达3W，两者之间功耗相差近10倍。从实用角度而言，功耗如此之大的Cortex-A57其实并不适合搭载在手机上，但Cortex-A53对于高端手机而言性能又不足。ARM给出的解决手段是A53和A57混着用，组成所谓的“big.little”大小核结构，简单任务时A57核心休眠只启用A53核心，复杂任务时A53、A57一起上，不幸的是，A53和A57的指令吞吐和缓存是互相独立的，如果某个应用需要在A53和A57之间切换运行，A53和A57核心之间切换延迟最多可达毫秒级，别看是毫秒级，反映智能手机上最直接的体现要么就是应用的卡顿，要么就是功耗过高，惟一折中的方法就是利用制程来缓解。这也是为何同是使用ARM公版设计，采用14纳米FinFET 制程的三星Exynos7420整体表现(能耗比)优于同样使用ARM公版设计，但采用20纳米制程高通810的主要原因，而高通810备受诟病的所谓“发热”背后则是ARM公版设计和制程落后两方面因素叠加的结果，反映到市场竞争中，则是高通痛失三星Galaxy S6旗舰机芯片订单。
与三星和高通相比，目前在业内被称为最好手机芯片设计公司之一，同样采用ARM架构的苹果则没有出现过类似的问题，相反，其新近发布的iPhone6s和iPhone6s Plus上使用的A9芯片性能据称已经达到PC级芯片的性能水平，而这主要归功于苹果自主芯片架构的创新。实际上早在iPhone4时，苹果就已经开始使用自主架构的芯片，并从iPhone5开始进一步将架构替换为自主的Swift，这种采用架构自主创新的结果就是，尽管苹果iPhone的芯片主频落后(其实是实现了省电)同时期其他Android阵营旗舰几乎一半，但是性能不输，甚至超越，直至今天的A9大幅领先对手。更为重要的是，拥有芯片架构自主创新能力，意味着苹果能够以最大的自由度去优化任意一个应用程序的性能或者功耗表现。
如果说苹果是采用自主芯片架构在智能手机竞争中受益的典型代表，那么上述高通810的悲剧则是反面的代表。原因很简单，810之前，高通一直采用自家芯片架构，并以此在手机芯片的竞争中形成与对手差异化的优势并大幅领先对手，只是到了64位时代，高通因为准备不足，为了参与竞争盲目放弃了自家芯片架构的设计，并首次“讨巧”般地直接采用了ARM的公版设计，结果就是功耗过高，贻误了市场机会，至少对高通造成了不利影响。
正是由于苹果因自主架构创新在手机芯片成功的示范作用及高通810放弃自主架构创新而遭遇的挫折，主流芯片厂商都将自主架构创新作为下一代手机芯片核心竞争力的关键。例如三星下一代的Exynos M1将首次采用其自主架构“猫鼬”，高通骁龙820采用自有架构“kryo”，而从曝光的相关测试数据看，因为采用自主架构创新，上述芯片的性能表现在得到大幅提升的同时，功耗则明显降低，同时提升了智能手机其他方面创新的空间。
相比之下，此次麒麟950芯片的发布，尽管颇受业内追捧，但我们没有看到代表未来芯片产业发展和竞争趋势的自主芯片架构的设计所带来的成果(其仍在照搬ARM的“big.little”架构)，当然我们在此并非否认ARM“big.little”架构及华为照搬这种做法的合理性、创新性及所带来的性能大幅提升的表现，毕竟诸多评测显示，麒麟950芯片已经让华为海思挤入全球手机芯片第一阵营，比肩于三星和高通，并直接带来其在智能手机市场竞争力的提升，但作为中国手机产业惟一有望挑战苹果和三星的厂商，不仅要着眼于现在，更要把握产业的发展趋势，只有这样，我们才能缩短挑战的差距和时间，甚至在未来超越。这恐怕才是麒麟950芯片逆天背后我们，包括华为海思理性思考的。

作者: ffcactus 时间: 2015-11-6 09:49

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哎，这就好比说“国产战斗机关键一点不如国外就是发动机不是自己造的”……

作者: 阿喀牛斯 时间: 2015-11-6 09:56

都A72了还在说A57呐... 把频率和功耗等同起来的人，估计也不能理解芯片业打时间差交替发展的规律了。

这个世界上没有黑科技，功耗基本等于晶体管数量*制程，喜欢做高频多流水线低频少流水线都是厂家爱好问题。一个架构生命周期里，肯定会有其他厂商的挑战者出现，再下一个架构周期再实现反超，玩的都是时间差。

作者: 阿喀牛斯 时间: 2015-11-6 10:05 标题: 回复 2# 的帖子

高通最早开始用改版架构的时候是Scorpion，在市场上也不是一家独大，直到801时代Krait改版架构才压制了ARM公版，而810时代又使用了ARM公版，等待820的新架构完成。
苹果也是在A6之后才开始用自己的改版架构，A5之前使用的是三星。

麒麟作为国内商用范围最广的SoC，在未来也是最有可能自行进行改版的厂家，何况现在的基带、协处理器、指纹处理、ISP模块整合已经可以站在世界一线水准了。

作者: dgrca 时间: 2015-11-6 10:11

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Low基片儿，你家果子天下第一，你真的不用在数码区逼逼了。
真的，每天看数码区本来挺有意思的，冷不丁看见你这块料非常影响心情。
你作为一个菊友能不能跟那些好点儿的基佬学学，优雅一点？TGFC有专门的果区，你这果蛆去那边自慰高潮多爽，也不用别的人骂你。

另外我想问问各位，TGFC的ID负分到什么程度才能禁访？

作者: ylgtx 时间: 2015-11-6 10:11

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arm自已功力不行，控制不住功耗，设计了非常浪费晶体管的大小核。

作者: ninggu2008 时间: 2015-11-6 10:21

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麒麟连架构都是买的，有人还拿他和龙芯比较。

作者: 阿喀牛斯 时间: 2015-11-6 10:25

引用:

原帖由 ninggu2008 于 2015-11-6 10:21 发表
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麒麟连架构都是买的，有人还拿他和龙芯比较。

苹果、三星、高通、MTK架构都是买的，买回去你喜欢改改就改，不喜欢改就用公版，比如高通810。

另外，龙芯架构也是买的。

作者: gogoout 时间: 2015-11-6 11:26

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苹果赶紧死，黑我大华为

作者: ffcactus 时间: 2015-11-6 11:31

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引用:

原帖由 @dgrca 于 2015-11-6 10:11 发表
Low基片儿，你家果子天下第一，你真的不用在数码区逼逼了。
真的，每天看数码区本来挺有意思的，冷不丁看见你这块料非常影响心情。
你作为一个菊友能不能跟那些好点儿的基佬学学，优雅一点？TGFC有专门的果区，你这果蛆去那边自慰高潮多爽，也不用别的人骂你。

另外我想问问各位，TGFC的ID负分到什么程度才能禁访？

现在数码区比以前好多了。以前是一大批安卓爱好者在这里集中淫，自欺欺人，喷苹果找心里安慰。
现在除了个别LowB以外，其它人已经正确的认识了可观事实。

作者: ffcactus 时间: 2015-11-6 11:37

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引用:

原帖由 @阿喀牛斯于 2015-11-6 10:25 发表
苹果、三星、高通、MTK架构都是买的，买回去你喜欢改改就改，不喜欢改就用公版，比如高通810。

另外，龙芯架构也是买的。

应该说华为是买的IP。你说的“架构”到底是啥概念？

作者: jjx01 时间: 2015-11-6 11:55

CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。

龙芯是MIPS架构
MIPS不是龙芯自己搞出来的
在MIPS基础上搞了几条自己的指令集是一回事，搞出一个全新架构是另一回事
就像国内产商搞的安卓手机系统，定制得五花八门，然而本质上还是安卓

龙芯架构编辑
龙芯指令集：
CPU访存指令 24个全部来自MIPS
CPU算数指令（ALU) 10个全部来自MIPS
CPU算数指令 14个全部来自MIPS
CPU乘除指令 12个来自MIPS
12个来自龙芯（其中8个重复MIPS指令功能）
CPU跳转分支指令20个全部来自MIPS
CPU位移指令 15个全部来自MIPS
CPU特殊指令 2个全部来自MIPS
CPU异常指令 12个全部来自MIPS
CPU CPO指令 10个全部来自MIPS
龙芯处理器共131个指令，其中119个来自MIPS，12个来自龙芯（但其中MULTG、DMULTG、MULTUG、DMULTUG、DIVG、DDIVG、DIVUG、DDIVUG共8个重复MIPS的指令功能。)

[ 本帖最后由 jjx01 于 2015-11-7 09:52 编辑 ]

作者: 阿喀牛斯 时间: 2015-11-6 12:00

引用:

原帖由 ffcactus 于 2015-11-6 11:37 发表
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应该说华为是买的IP。你说的“架构”到底是啥概念？

有些是IP Core，有些是Architectural，实际上都是根据需要购买的，只会完全使用Architectural的话，也没必要自己搞一个SoC了，那么多现成的可以买。

作者: 卖哥 时间: 2015-11-6 13:32

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高通cpu、gpu、isp、音频、基带全有自己的ip。

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