不挤牙膏了?联发科天玑9300与高通骁龙8Gen3之战的背后

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原标题:不挤牙膏了?联发科天玑 9300 与高通骁龙 8Gen3 之战的背后

不挤牙膏了?联发科天玑9300与高通骁龙8Gen3之战的背后插图

图片来源:ICphoto

今年这个赛季的手机芯片市场有点精彩。

当手机芯片王者高通不久前推出其最新骁龙 8 Gen 3 之后,一直想要在高端化上与其掰腕的另一家芯片巨头联发科,则发布了其“王炸”产品天玑 9300,在各个维度上向高通骁龙 8 Gen 3 发起冲击。

不仅如此,“人人都在抨击苹果,人人又想成为苹果”,这不仅是当下任何一个手机厂商和上游芯片厂商的真实写照。在高端化手机的赛场上,苹果不仅仅是标杆,还是行业的镜子,从不同角度折射出他们在冲击高端化的现状。而芯片,这一信息时代最重要的产品,正是所有其他竞争的基础。

面对小核心:天玑 9300 比骁龙 8 Gen 3 更为激进

今年秋季,各个手机厂商发布其高端旗舰机型的时间不仅更早,而且更热闹。伴随着高通骁龙 8 Gen 3 的发布,一众安卓手机厂商纷纷宣布其旗舰机型将搭载这款最新芯片。而另一边的联发科也毫不示弱,发布了其高端旗舰产品天玑 9300 处理器,首发手机为 vivo X100。

对于高端芯片来说,最关键的就是要在处理器的性能和能效之间寻找到平衡点。一般来说,当下主流移动设备中,为了满足多程序的应用需求,处理器芯片以小核心和大核心的架构为主,大核心负责处理高负载任务,例如游戏、同时运行多个处理器等,而小核心则主要应用于低耗能任务,如待机状态等,可以节省电量。这样的搭配设计可以保证性能的同时,延长续航时间,但随着应用需求处理要求的逐渐增加,小核心的弊端开始显露,当面对多线条处理任务时,其效率比较低,因而为了使芯片能效跟得上,小核心则成为芯片厂商开始“动刀”的地方,增大大核心在 CPU 架构中的比例已成为潮流和趋势。

虽然方向相同,但在态度上,天玑 9300 却比骁龙 8 Gen 3 更为激进,直接终结了小核心,而骁龙 8 Gen 3 只是在架构设计上做了调整。

也正因如此,天玑 9300 不仅是联发科的跨时代之作,也成了智能手机芯片史上的一次飞跃。根据官方信息,天玑 9300 采用台积电新一代 4nm 工艺制程制造其最新的全大核 CPU 架构,包括四个 Cortex-X4 超大核和四个 Cortex-A720 大核,在性能提升 40% 的同时,功耗降低了 33%。这个路线和苹果 A 系列芯片有相似之处,2 个性能核和 4 个能效核是惯用架构。

另一边,骁龙 8 Gen 3 的架构由上一代 1 超大核(1 CortexX3 核心)+ 4 大核(2CortexA715 核心 +2A710 核心)+ 3 小核(3CortexA510 核心)的架构转变为 1 超大核(1CortexX4 核心)+ 5 大核(5CortexA720 核心)+ 2 小核(2CortexA520 核心)。

其实,手机 CPU 大小的概念是英国著名半导体厂商 Arm 公司在 2011 年提出来的,在此之前 CPU 只有核心数的差别。多核概念兴起于 big-Little 架构,ARM 的 Cortex- A 系列处理器广泛采用了这种设计。

而这种类似的逻辑同样在发生在 PC 端,苹果的第一款 Apple1 完全是手工打造。1984 年,初代 Macintosh 电脑发布,采用 Motorola68000 芯片之后,一些类似于图形界面的操作才得以完成;90 年代,英特尔推出奔腾系列处理器之后,才有了乱序执行和超标量架构等技术;但直到 2001 年 IBM 发布世界上首款双核处理器芯片 Power 4,才真正开启了多处理器时代。

对比来看,手机芯片厂商的脚步走得更快也更勇,最重要的原因则在于,当下的手机市场进入存量竞争,争夺高端化市场,不是选择,而是必需。

根据市场调查机构 Counterpoint Research 数据显示,在 2023 年第一季度,全球智能手机处理器市场份额中,联发科占比 32% 排第一,高通占 28% 排第二,苹果占比 26% 排第三。对联发科来说,不仅想要做到 SoC 终端出货市场第一,更想在高端化上追赶甚至高通。对于高通而言,强大的计算能力、先进的技术和良好的兼容性是其立身之本,一直称霸高端市场的地位也不甘心被抢走。

标配 AI:骁龙 8 Gen 3 升级,天玑 9300 发布专门 AI 处理器

对于手机芯片商场而言,如果说芯片的较量一直是老生常谈的话题,那么生成式 AI,就是引燃今年高端化赛场的导火索,高通想借此延续其王者地位,联发科则想着弯道超车。

具体而言,高通官方宣称,骁龙 8 Gen 3 采用台积电 4nm 工艺,将支持多模态通用 AI 模型,现已支持运行超 100 亿个参数的大模型,面向 70 亿参数大语言模型可实现每秒生成 20 个 Token;只需不到 1 秒就能使用 Stable Diffusion 生成 1 张图片。此外,高通还表示,骁龙平台已支持微软、OpenAI、Meta、百度、百川智能、有道等企业或机构的端侧大模型。

若从参数规格上来看,骁龙 8 Gen 3 实则是在上一代的基础上做了升级。

按照高通的说法,骁龙 8 Gen3 AI 引擎采用融合式的 AI 加速架构,但大幅革新,尤其是将 Hexagon DSP 升级为 Hexagon NPU,可以协调整个平台,集合 Kryo GPU、Adreno GPU、Hexagon DSP、Spectra ISP、标量 / 矢量 / 张量加速器、传感器中枢等各个单元的力量,还有针对音频、传感器加入的两个微型 NPU 单元。

Hexgon NPU 升级了全新的微架构,包括硬件加速单元、微型区块处理单元等,整体性能提升了多达 98%。LPDDR5X 可以提供 24GB 的内存与 Hexagon NPU 矢量单元之间增加了直连通道,这可以提升 AI 效率。据高通介绍,传感器中枢(sening hub)经过升级之后,AI 性能将提升 3.5 倍。

相较于高通的升级,联发科一步到位,发布了其专门为生成式 AI 设计的 AI 处理器:APU 790。

基于大模型本身对于内存、算力和相应硬件的需要,想把大模型装进手机里并不是一件容易的事情。以 130 亿参数的大模型为例,这就需要占据手机 13GB 的容量,对于内存小的手机而言根本不够,此外,也需要与大模型相匹配的硬件基础。

端侧跑通大模型,其实是既要又要,根本就是充满矛盾的问题,但 APU790 却换了一种答题思路。据联发科介绍,一方面,它通过内存硬件压缩技术减少大模型占用的内存;另一方面通过技能扩充让大模型在端侧进行低秩自适应融合 (Low-Rank Adaptation, LoRA),赋予大模型更加全面的能力,支持终端运行 10 亿、70 亿、130 亿、最高可达 330 亿参数的 AI 大语言模型。

除了高通和联发科,华为在 AI 时代也并没有掉队。在此前在鲲鹏昇腾开发者峰会上,华为公布了最新的开发者生态成果:“目前鲲鹏和昇腾 AI 开发者已经超过 350 万,合作伙伴超过 5600 家,解决方案认证超过 15500 个,其中 openEuler(欧拉操作系统)的商业装机量实现指数级增长。”与此同时,华为昇腾计算业务总裁张迪煊还透露,昇腾 AI 基础软硬件平台已孵化和适配了 30 多个主流大模型。

尽管 AI 听起来充满科技感,似乎也是抢滩芯片高端化的必经之路,每一个已经在这个赛道上的玩家都已入局,但市场反应如何,还是要看消费者买不买单。更为直白的理解就是,好不好用,而不是一串串彰显自己厉害的数字。

一如在联想今年联想举办“Tech World”的大会上,联想集团董事长兼 CEO 杨元庆所言,AI 不只有生成式 AI,生成式 AI 也不只是公共大模型,也应该重视个人大模型,所以未来一定是混合式人工智能占主流,在技术与企业和用户隐私上兼顾平衡。人工智能大模式时代的技术架构,一定是在“端(终端)-边(边缘计算设备)-云”之间进行分配的架构。

挑战:逼近极限的技术创新和高昂的研发成本

回看这些已经发布了最新芯片的厂商,可以发现,除了联发科,高通和苹果都落入了“挤牙膏”的质疑里。尽管在芯片发布会的现场,他们已经用了很多页 PPT 展示了所谓的创新。

这背后有一个绕不过去的问题,那就是随着芯片制程的迭代,半导体行业的摩尔定律和登纳德缩放比例定律都不灵了。摩尔定律是指,集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过 18 个月到 24 个月便会增加一倍;登纳德缩放比例定律则认为,随着晶体管密度的增加,单个晶体管的功耗会下降,因此芯片的功耗需求会保持不变。

但今时不同往昔,芯片上想要再加晶体本就是很难的事情,更何况还要适配更高的能耗要求,为了达到 3nm 的工艺节点,2021 年台积电的资本开支占销售比重就达到了 52%。今年 9 月,《环球时报》报道了一则关于台积电的消息,据台湾“中央社”报道,台积电因“对客户需求情况渐感不安”,已通知主要供应商延后高端芯片制造设备出货。报道还援引路透社等消息称,知情人表示,受影响的供应商包括荷兰光刻机制造商阿斯曼(ASML)。消息人指出,台积电此举的目的是要控制成本,也反映其对市场的展望日益谨慎,报道同时称,台积电对于市场传闻不予置评。

2014 年 6 月,台积电为了加快 10nm 研发速度,便启动了一项“夜鹰计划”,也就是组织一支可以专门值小夜班或大夜班的研发工程师,让技术研发 24 小时不断进行。不仅如此,台积电也在其 2021 年财报中指出,截至 2020 年底,台积电新进硕士毕业工程师的平均整体薪酬约 180 万新台币,约合人民币 41.9 万元;而直接员工平均整体薪酬则高于 100 万元新台币,每月平均收入为台湾基本工资的 4 倍。

不仅如此,今年 8 月,外媒 The information 还爆料了苹果和台积电之间的“甜心交易”:苹果下单了台积电 3nm 工艺,但台积电必须独自承受报废芯片的良率损失,这一措施可以为苹果省下几十亿美元的成本。面对如此大的压力,台积电宣布其晶圆代工价格开始上涨。据台媒“DigiTimes”报道,台积电采用 3nm 制程的 12 英寸晶圆片单价已突破 2 万美元,折合人民币约 14.3 万元,相比 7nm 制程的价格翻倍,相比 5nm 制程涨幅也有 25%。而根据台积电公布的路线图,同样功耗下,5nm 制程相比 7nm 性能提升 15%,3nm 制程相比 5nm 性能提升只有 11%。

在技术创新逼近极限和高昂的研发费用之外,芯片厂商高通的日子也并不好过。据太平洋科技报道,在骁龙 8 Gen 3 发布前的半个月,10 月 13 日高通在向美国加州就业发展部提交的文件中称,公司将裁员超 1200 人。而在此之前的一年内,高通已经公布过三次裁员通知。最新一季截至今年 6 月 25 日的财报中,高通 CDMA 技术集团(QCT 部门)的营收为 52.6 亿美元,同比下跌 25%。而这一部门的主营业务正是销售用于智能手机、汽车和其他智能设备的处理器。

另外一个不可忽视的因素就是华为的强势回归会对高通、联发科等上游芯片厂商造成冲击。据日经中文网报道,日本经济新闻获得调查公司 Fomalhaut Technology Soiutions(东京千代田区)的协助,拆解华为于 8 月在中国推出的高端机型“Mate 60 Pro”。根据推算,60 Pro 的零部件成本总额为 422 美元。从各国的份额来看,在可以判断的范围内,中国制造占到 47%,比例最高。与美国管制的影响仍轻微的 2020 年秋季华为推出的同价位智能手机“Mate 40 Pro”相比,中国制造零部件的比率上升了 18 个百分点。从单价最高的 OLED 显示屏的供应商来看,40 Pro 为韩国 LG Display,60 Pro 则变为中国京东方科技集团(BOE),影响突出。

在创新成本高昂、市场格局生变、AI 浪潮来临的当下,高端手机芯片赛场的号角已经吹响,可以预见的是,竞争只会越来越激烈,因为中低端市场底座稳固的联发科已经发起进攻,华为的回归也早已拉开了序幕。 返回搜狐,查看更多

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