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用蘋果打敗蘋果:高通這一次行了嗎?

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古希臘哲學家赫拉克利特說過:人不能兩次踏入同一條河流。他如果見過高通,很可能會改口。

2017年的高通驍龍技術峰會上,除了旗艦手機處理器驍龍845,高通還聯合華碩推出了一款筆記本產品Nova Go,亮點是搭載了高通的驍龍835處理器,而非筆記本里常見的英特爾。

隨后,高通又和PC開發商推出了多款搭載驍龍850處理器的Windows筆記本,比如聯想Yoga C630、三星Galaxy Book2、華為MateBook E等等。

這是高通對英特爾發動的第一次進攻,但這兩款處理器都是基于手機芯片“魔改”而來,考慮到性能、兼容性以及不低的終端產品定價,起到的效果只有逗樂英特爾。

緊接著,不死心的高通又攜定制化程度更高的8cx系列芯片卷土重來,代表Arm架構陣營再次挑戰英特爾,依然鎩羽而歸。由于x86架構授權牢牢掌握在英特爾和AMD手里,相對開放的Arm陣營一直試圖打破x86的壟斷,但大多折戟沉沙。

直到2020年蘋果M1芯片橫空出世,為Arm陣營注入了一陣強心劑,自然讓一眾Arm芯片公司產生了“我也行”的想法,其中就包括頭鐵的高通。

今年10月的高通驍龍技術峰會,高通發布了面向PC市場的新款芯片驍龍X Elite,不僅英特爾全系產品淪為對照組,蘋果當時的最強戰力M2 Max也成為背景板。



驍龍X Elite確實云集了眾多天時地利人和:英特爾被芯片制造能力拖了多年后腿,蘋果因為優勢太大擠牙膏上癮,美國政府幫高通解決了海思這個勁敵。更重要的是,X Elite不僅凝聚了高通十多年的移動芯片開發經驗,還有死對頭蘋果自研芯片的無數秘密。

那么這一次,高通行了嗎?

站在蘋果的肩膀上

2019年圣誕前夕,蘋果一紙訴訟,將一家成立不到一年的初創公司告上法院。

公司名為Nuvia,創始人是在蘋果工作了近十年的芯片架構師威廉姆斯三世(Gerard Williams III),在蘋果領導了從A7到A13處理器的開發,傳言還參與了蘋果即將發布的首款自研PC芯片M1的設計,公司內部威望很高。

另外兩位創始人分別是谷歌前首席芯片架構師Manu Gulati,也在蘋果干過8年;谷歌前系統架構師John Bruno,也是從蘋果跳槽過去的。


從左到右為John Bruno、Gerard Williams III、Manu Gulati

根據研究機構Semianalysis的說法,自從威廉姆斯離職,A系列芯片就顯示出進步不足,提升全靠臺積電的刀法,足見威廉姆斯的重要性。

大概是為了規避與蘋果的競爭,Nuvia的業務雖然也是研發Arm架構芯片,但產品主要是服務器CPU。而且Nuvia自成立后就一直保持低調,結果還是被蘋果告了,理由是科技公司打官司常見的“竊取商業秘密”。

讓蘋果多少沒想到的是,自己發起的訴訟迅速提高了Nuvia的知名度,并吸引了英特爾、谷歌、英偉達等一系列潛在買家,其中就包括蘋果的死對頭高通。

按照蘋果的說法,Nuvia“利用”了蘋果技術,并且挖走了一批芯片團隊骨干。但在蘋果的同行看來,這份起訴書毫無疑問是在暗示:Nuvia擁有和蘋果相當的Arm架構芯片設計能力。

官司還沒打完,Nuvia的人才、技術和專利被手速最快的高通以14億美元打包帶走,這顯然戳了蘋果的肺管子。

當時,高通在手機芯片市場份額大幅下滑,與千年老二聯發科差距銳減至8.8%,旗艦產品驍龍865被蘋果A13強勢碾壓。為PC市場開發的Arm架構CPU也因為性能和兼容性等原因,市場表現慘淡。反而是蘋果的M1芯片在2020年底一炮打響。如果不是海思因為制裁無法代工,高通的情況會更加危急。



M1在各個終端上單核、多核跑分均超越Core i9

主營業務連連敗退,新興業務出師不利,Nuvia恰如其分的出現,于高通而言可謂瞌睡遇到了枕頭。

Nuvia強悍實力在于,其基于Arm架構的服務器CPU,在保持低功耗特性的基礎上,還擁有和x86架構不相上下、甚至超越后者的性能表現。

就在M1發布的3個月前,Nuvia發布自研服務器CPU——Phoenix內測跑分結果,每瓦性能遠遠高于x86的同代產品。

2021年年初,Nuvia被正式納入高通麾下,這個帶著Apple Silicon無數秘密的芯片設計團隊就此進入一段蟄伏期。直到今年10月底,高通才拿出了14億美元買來的成果:

面向手機市場的驍龍8 Gen3,以及全新的驍龍X Elite Oryon。

驍龍8 Gen3是驍龍8平臺的常規迭代,但有了擠牙膏的A17 Pro作為陪襯,性能提升依舊炸裂,讓蘋果在芯片上維持了多年的優勢就此作古。小米的盧偉冰也前來捧場,掏出還沒開賣的小米14真機迫不及待的展示。


但發布會真正的主角其實是驍龍X Elite Oryon,這款處理器面向PC平臺,在單線程性能方面,X Elite超過了蘋果的M2 Max(當時M3尚未發布)和英特爾的i9-13980HX。同時,峰值性能的功耗上,X Elite比M2 Max少30%,比i9-13980HX低70%。


拋棄原有命名的字母“X”背后,高通想要改寫PC生態格局的心,已經摁不住了。

從蘋果的失敗開始

2006年,蘋果在Mac產品線進入英特爾代替IBM,x86架構徹底稱霸了PC與服務器市場。Arm架構發動了多次反攻,直到2020年M1芯片的問世,才取得了實質意義的成果。

x86架構是一種復雜指令集,優點是可以在一條指令周期內完成多項子任務,缺點是指令過于冗長,處理簡單任務時,就像殺雞用牛刀,造成不必要的功耗。

Arm架構是一種精簡指令集,x86用一條指令就可以完成的任務,Arm需要拆成幾條指令分別完成,處理復雜任務時比較費勁,但處理簡單任務時卻靈活省電。

因此,產業界對于這兩套架構的適用界限也一直涇渭分明:

強調便攜性、注重功耗控制的產品,如智能手機,以Arm架構為主;

需要處理復雜工作的終端,注重性能釋放,如臺式機或者傳統PC,就用x86架構。

但“超級本”這個概念的出現,給Arm架構創造了一個歷史性機遇。

這類產品主打輕薄便攜,但又要勝任一些高性能場景。因此既需要低功耗長續航,性能又不能太差。簡單來說就是既要又要。然而,x86一次次證明了自己難堪大用。

2015年,蘋果推出史上最輕薄的12寸MacBook,問世時相當驚艷,卻再未迭代,最終慘遭產品線除名。

為了將機身縮小到和iPad一樣的大小,蘋果激進的采用了無風扇散熱方案,純靠內部結構和金屬機身被動散熱,這就要求英特爾把芯片功耗做到足夠低。


蘋果的12寸MacBook的內部結構

坦率地說,英特爾確實做到了低功耗,但代價是大刀闊斧閹割性能。這款專門定制的酷睿M3芯片的性能,比2014年發布的MacBook Air用的i5-4260U還差。

和12寸MacBook同病相憐的,是Windows陣營中以Surface為代表的“既要又要”類產品,其困境也和蘋果如出一轍:在x86天然缺陷下,無法在預期的功耗控制水準下提供足夠高的性能。

12寸MacBook的問題最終被蘋果自研M系列芯片解決,更加廣闊的Windows市場,就是高通盯上的地盤。

作為M系列“同父異母”的兄弟,X Elite沒理由不強悍:

擔任芯片“司令部”的CPU,基于Nuvia Oryon CPU,4nm工藝,單線程性能比核心數相同的蘋果M2 Max、英特爾i7-1355U更強,且在達到峰值性能時功耗僅為后兩者的1/3。

負責圖形處理的GPU,仍由高通旗下Adreno打造,性能比i7-13800H中的Intel Xe集顯快2倍,功耗為后者的1/4,對比AMD R9 7940HS中的780M,每瓦性能同樣高出一大截。

此外,為了順應AI大勢,X Elite也配備了負責高性能計算的NPU,算力達到45 TOPS。

繼承了蘋果的家產,高通終于補齊了低功耗Arm架構的性能短板。



X Elite單核、多核性能跑分均超過同代產品

同時,X Elite以臺積電的4nm工藝制造,相比于英特爾還掣肘于x86架構和自身擠牙膏的制造工藝,高通優勢盡顯。

然而,Arm架構面對的鐵板,不只有芯片這一塊。

高通還差什么

高通征戰PC市場,面前還有三座大山:軟件生態、成本控制、OEM廠商的配合度。

首先是軟件生態。

蘋果M1芯片發布時,硬件工程副總裁John Ternus介紹芯片架構只用了8分鐘,反而用了9分鐘來講述專門為M1優化的操作系統macOS Big Sur。


這個操作系統最重要的作用是:確保搭載M1芯片的Mac,能夠繼續使用基于x86硬件開發的軟件。

過去的PC操作系統,由于硬件端x86架構的統治地位,大部分軟件也是根據x86架構CPU設計的,一旦CPU從x86架構轉換到Arm架構,就要面對軟件不適配的問題。

這同樣也是微軟頭疼的問題。2012年,微軟推出基于Arm架構的Surface RT,但Windows上的軟件,幾乎全部是基于x86架構的CPU開發的。


Surface RT

微軟的解決方法是,開發一套專門的操作系統Windows RT,但需要軟件開發商配合新操作系統,重新設計軟件。但以Surface RT慘淡的銷量,軟件開發商自然性質寡然。最終,Surface RT上,一度只能順暢使用微軟自家的軟件,用戶接受度可想而知。

重建軟件生態的方案行不通,那直接將x86架構下的軟件生態移植到Arm架構呢?

2016年,微軟授權高通獨家開發能夠“無縫切換”的Arm架構芯片,但效果不佳,強行移植會帶來性能損失,并且沒能完全解決兼容性問題。直到現在,微軟官網上還掛著類似的操作指南(原文如此,不是英文機翻):



微軟官網標注

蘋果是怎么解決這個問題的?

首先,重新設計的操作系統macOS Big Sur內置了一種名為Rosetta 2的技術,能將基于x86架構CPU的編程語言“翻譯”成基于Arm架構CPU的編程語言,使得使用者可以無縫繼續采用原來的軟件。

其次,基于Rosetta 2技術的軟件生態移植只是過渡階段,蘋果仍然鼓勵軟件開發者,專門為基于Arm芯片的操作系統,重新開發軟件,為此提供了足夠多的開發工具。

但蘋果的底氣在于,MacBook已經有了足夠高的銷量,足以“倒逼”軟件開發商花成本重新設計。這些優勢,過去的微軟沒有,現在的高通也沒有。

在X Elite的發布會上,高通在拋出眾多遙遙領先的數據后,面對軟件生態問題,卻只能含糊其辭:將與微軟合作解決——諾基亞當年也是這么想的。

另一個問題是成本的控制。

X Elite性能炸裂遙遙領先的代價,是更先進的芯片制程,更大的芯片規模和更好的封裝技術,這都意味著非常高的成本。

而“類Surface”產品的目標用戶大部分依然注重性價比,一旦成本壓不住,很容易導致搭載X Elite的產品賣不動,反而凸顯了MacBook的性價比。

英特爾自己有芯片代工廠,芯片制造的成本掌控在自己手里;蘋果有自己的終端產品,面對供應鏈公司有極高的議價權。但高通只是一家芯片設計公司,很難擁有和蘋果匹敵的供應鏈話語權。

這也就牽扯出了最后一個問題:蘋果既設計芯片,也開發終端產品,可以頂住壓力強行上馬;但高通想賣自己的芯片,還要看惠普、戴爾這些PC生產商的意愿。

PC生產商早早把靈魂交給了微軟和英特爾,本就利潤微薄,如果X Elite對比x86平臺沒有一些絕對的優勢,想要讓PC生產商跟著高通賭一把,恐怕并沒有那么容易。

要知道英特爾多年來一直通過打折、補貼和市場開發基金等方式,籠絡PC生產商簽署排他性協議。考慮到X Elite的終端產品最早也要到2024年中才上市,英特爾和AMD虎軀一震擠爆牙膏也有可能。

因此,在X Elite反攻x86這件事上,反而是高通的急切的多。

2023年第一財季至今,高通營收與凈利潤連續四個季度同比兩位數下跌,這是在過去十年里從未發生過的事。

手機市場已經衰退多年,汽車和PC業務投入不少,但大部分還在競爭“跳水冠軍”的階段。雖然X Elite勉強回應了市場對高通多年的期待,但距離成為手機芯片之外的第二條大腿依然遙遠。

最后還想勸勸高通:咱都做PC芯片了,能不能別惦記著捆綁基帶芯片賣了?


參考資料

[1] Windows On ARM的癥結,從來都不是高通能化解的,雷科技

[2] PC芯片,ARM能否挑戰X86?半導體行業觀察

[3] 蘋果的“芯”病,難醫,芯東西

[4] 高通X計劃:苦戰英特爾,第一財經

[5] 高通7年征戰PC無果,驍龍X能翻身嗎?鈦媒體

編輯:李墨天

視覺設計:疏睿

責任編輯:李墨天


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