計算架構(gòu)升級，終端廠商進(jìn)軍芯片設(shè)計，帶來產(chǎn)業(yè)鏈上下游重組

芯片的迭代似乎跟不上產(chǎn)品。

繼推出M1芯片之后，蘋果要開始完全甩掉英特爾組件，開發(fā)定制自家的高端M芯片。彭博社最近的報道指出，蘋果下一代高端M芯片預(yù)計將于明年推出，將用于新款MacBook Pro、iMac和新Mac Pro工作站，性能將超越搭載最新英特爾芯片的PC。

由今年四月份彭博社透露蘋果M1芯片消息得到證實來看，蘋果開發(fā)高端M系列芯片多半是事實。性能超英特爾，這句話看起來難免像是一句不夠嚴(yán)謹(jǐn)、只可意會的“宣傳語”。

與蘋果類似，華為、特斯拉、谷歌等均先后用起了自家芯片，終端廠商自研芯片已成趨勢，且它們與芯片設(shè)計公司的邊界也越來越模糊。而蘋果透露出的多款產(chǎn)品型號，多少透露出下一代產(chǎn)品創(chuàng)新或受惠于它在芯片設(shè)計上的把控。

蘋果等廠商操“芯”將倒逼芯片設(shè)計廠商求變

消費電子領(lǐng)域龐大的出貨量是帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游快速發(fā)展的關(guān)鍵原因，下游廠商自研芯片無疑將會給上游芯片設(shè)計公司帶來巨大影響，如英特爾的頹勢已經(jīng)難以挽回。

彭博社分析認(rèn)為，蘋果此舉很可能將加速PC行業(yè)上下游重組。

“Apple Silicon”計劃

尋求產(chǎn)品差異化、軟硬件深度整合并打通生態(tài)或是關(guān)鍵驅(qū)動力。

今年6月份，在宣布Mac將改用自研的M1芯片時，蘋果就強(qiáng)調(diào)了“定制”二字，并表示這次轉(zhuǎn)變將包括建立一個跨所有Apple產(chǎn)品的通用架構(gòu)，以降低開發(fā)者建立生態(tài)和開發(fā)App的難度。

言下之意，蘋果不僅局限于芯片設(shè)計，還將一并優(yōu)化軟件生態(tài)和底層架構(gòu)。又或者是，為了建立更加龐大的產(chǎn)品生態(tài)而深入到芯片底層，打通上下。

建立軟硬件生態(tài)一直受到蘋果重視。此前，基于有著近十年歷史的A系列芯片，蘋果帶來了iPhone、iPad 和 Apple Watch 的通用架構(gòu)。顯而易見，這一次升級之后，其筆記本電腦產(chǎn)品也將加入這一陣營。

目前iPad與iPhone的操作系統(tǒng)均是iOS，Mac加入這一陣營后，桌面系統(tǒng) MacOS很可能和iOS統(tǒng)一，App、接口功能等都將通用。這樣，一直沒有辦法當(dāng)作電腦來用的平板將可以用鼠標(biāo)來操作，產(chǎn)品之間的無線傳輸?shù)裙δ茉O(shè)計也更加簡單。

蘋果表示，自己設(shè)計的芯片在性能和功耗方面領(lǐng)先業(yè)界，尤其是圖形處理器模塊，它將融入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎等技術(shù)，促進(jìn)開發(fā)者開發(fā)高階游戲等。

在官網(wǎng)向用戶闡述芯片轉(zhuǎn)移計劃，蘋果言語之中暗示自研芯片的好處主要體現(xiàn)在產(chǎn)品和生態(tài)的打造上。無獨有偶，特斯拉決定自己設(shè)計汽車芯片以及谷歌親自操刀設(shè)計專用于數(shù)據(jù)中心的TPU芯片，均有成本高、算力資源沒有充分發(fā)揮等因素促使，因此在親自設(shè)計芯片這條路上后來者不斷，包括亞馬遜、華為、騰訊，及小米、vivo等手機(jī)廠商。

從自研手機(jī)芯片到掌控PC芯片，這一次蘋果將會給常年穩(wěn)定的PC行業(yè)扔下一枚炸彈。尤其是因整合軟硬件資源，蘋果電腦可能會通過實現(xiàn)差異化甩開同類競爭者，這將迫使長期依賴英特爾處理器的廠商們尋求突破。

與終端廠商急切尋求差異化的心情不同，英特爾等芯片設(shè)計廠商需要通過穩(wěn)定的迭代來獲取利潤最大化，但如今這種迭代速度確實已經(jīng)無法滿足蘋果對性能和功耗的要求。2010年Mac Pro采用的英特爾CPU是雙核2．6GHz的i7，今年英特爾的芯片也只迭代到了8核2．6GHz的i9，除了工藝和核心數(shù)量，整體并沒有大的突破。

相比較來看，傳蘋果現(xiàn)在正在測試多達(dá)32個內(nèi)核的芯片，未來將會把核心數(shù)提高到64甚至128個，這甚至大幅超越了目前一般工作站的配置。

計算機(jī)體系架構(gòu)升級，“擠牙膏”不再吃香

早在2019年初，圖靈獎獲得者David Patterson與John Hennessy就曾聯(lián)合發(fā)文指出計算機(jī)體系架構(gòu)將迎來新的黃金十年，新的架構(gòu)將帶來更低功耗、成本和更高性能。有“體系架構(gòu)宗師”之稱，David Patterson曾開發(fā)了RISC微處理器，John Hennessy早年則創(chuàng)辦了MIPS科技公司，MIPS精簡指令集架構(gòu)是架構(gòu)發(fā)展歷史中的里程碑。

新架構(gòu)的更低功耗、成本和更高性能對蘋果們很有吸引力，但英特爾等廠商一致“擠牙膏”多少透露出這些芯片巨頭不愿在利益面前讓步的心思。

因此與英特爾處境相似，長期“壟斷”智能手機(jī)端的高通不僅在5nm工藝上落后競爭對手，還被“追隨者”聯(lián)發(fā)科搶單，業(yè)務(wù)拓展方面阻力頗大。同時手機(jī)廠商們也紛紛開始自己深入芯片設(shè)計，比如vivo就選擇與三星合作，小米則布局核心關(guān)鍵部件，如APU等，加大了高通未來依然將壟斷市場的不確定性。

半導(dǎo)體工藝成熟、AI廣泛應(yīng)用帶動計算機(jī)體系架構(gòu)變革。受益于AI與應(yīng)用端的強(qiáng)粘性，深諳客戶需求的下游廠商在做專用芯片這件事上因此有一定優(yōu)勢。如谷歌在不堪傳統(tǒng)服務(wù)器帶來的成本壓力之下，自己重新設(shè)計TPU芯片以滿足部分云計算需求，曾引起AI芯片領(lǐng)域轟動，也為自己省下了一大筆費用。

固守傳統(tǒng)芯片生態(tài)并在其上做部分創(chuàng)新已經(jīng)無法滿足終端廠商的需求，蘋果等廠商操“芯”將倒逼芯片設(shè)計廠商求變。

未雨綢繆，此前英偉達(dá)宣布以400億美元收購Arm，以及AMD以350億美元收購賽靈思，半導(dǎo)體行業(yè)這幾起巨頭之間的收購已經(jīng)有所暗示，不同芯片模塊生態(tài)之間有融合設(shè)計的必要性，以及巨頭們需主動求變。

目前，智能芯片意味著專用芯片，而專用芯片的設(shè)計門檻相對不高，因此在這一波AI浪潮下涌現(xiàn)出諸多AI芯片初創(chuàng)公司。

但AI芯片的形態(tài)仍然處于迭代之中，智能化芯片從專用演變?yōu)橥ㄓ帽徽J(rèn)為是必然趨勢，如最近獲得高達(dá)11億元融資的壁仞科技也正是因此獲得IDG等諸多頭部投資方認(rèn)可?？梢灶A(yù)測，打造更優(yōu)架構(gòu)、更高復(fù)雜度的處理器或?qū)⑹切酒O(shè)計公司需要研習(xí)的課題。

責(zé)任編輯：PSY