最近,小米玄戒O1發(fā)布,GB6測試成績?yōu)閱魏?119分,多核9673分,作為參照,高通驍龍8E是單核3160分,多核9941分,麒麟9020是單核1604分,多核5138分,飛騰D3000是單核1096,多核5796分。
芯片型號
GB6單核得分
GB6多核得分
制程工藝
應用場景
小米玄戒O1
3119
9673
臺積電第二代3nm
高端旗艦手機、AI計算
高通驍龍8E
3160
9941
臺積電3nm
高端旗艦手機、平板
麒麟9020
1604
5138
N+2(等效5/7nm)
中端手機、物聯(lián)網設備
飛騰D3000
1096
5796
14nm
桌面CPU
從GB6單核性能測試成績來看,麒麟9020的單核性能大約是玄戒的52%,D3000的單核性能大約是玄戒的30%。
對于這個測試成績,一些人表示無法理解,覺得麒麟、飛騰做了十多年ARM芯片,怎么CPU性能反而不如小米這樣的新丁。進而一部分人陰謀論認為玄戒是高通馬甲芯片。
事實上,只要稍微了解一些ARM技術授權模式和開發(fā)流程,就不會對玄戒的成績抱有疑慮了。
其實,開發(fā)ARM芯片與獨立自主開發(fā)CPU是完全兩個難度。
如果是純自主CPU,要自主研發(fā)指令集,然后基于自主指令集開發(fā)CPU核,GPU核、內存控制器、橋片、互聯(lián)等模塊,然后將這些模塊集成到一起形成SoC或CPU。
其中,最關鍵的要屬CPU核,我們常聽到的4核、8核、16核CPU,就是指的CPU核。在CPU核的研發(fā)中,開發(fā)芯片都是迭代演進的,每一代升級,源碼最多替換25%。
以龍芯為例,GS132、GS232、GS264、GS464、GS464e、GS464EV、La264、La364、LA464、LA664、LA864,規(guī)模從小到大,性能從低到高,一代一代升級,不存在一口氣吃成胖子的現象。
某些廠商此前并未自研過CPU核,但一出手就開發(fā)出ARM Cortex A76/A77性能水平的CPU核,還自稱是全棧自研,且測試成績和參數指標與A76/A77相似。
對于這種情況,鐵流認為違背了迭代演進開發(fā)的規(guī)律,高概率是買了A76/A77的源碼,然后自己改了改,就聲稱全棧自研,自主研發(fā)。
相對于自主模式全部靠自研,ARM模式就輕松多了。
ARM授權模式分為兩種,一種為為指令集授權,一種為IP授權,IP授權分為軟核授權和硬核授權。
購買指令集授權開發(fā)CPU,典型的案例是蘋果,蘋果的ARM處理器最初的幾代也是基于ARM公版做修改,之后才走上自主設計道路,由于蘋果自己設計的CPU核性能優(yōu)于ARM公版,實現了青出于藍而勝于藍,用實踐證明了蘋果的CPU核是自主設計。
購買指令集授權開發(fā)CPU核心和AP,有兩個好處:
一是可以節(jié)約給ARM的授權費,此前,高通決定使用收購來的公司自研核心,行業(yè)評估認為會導致其支付給ARM的授權費減少一半,隨后ARM就一紙訴狀起訴高通,披露了不少ARM授權的內幕信息。
二是可以開發(fā)出性能更好的芯片。當然,這是自己實力過硬的基礎上才能實現的,比如蘋果。如果前端設計能力不行,開發(fā)的CPU核性能反而不如公版架構,那這種自研完全沒有商業(yè)價值,展銳在多年前做過這種事情,結果因為自研核心不如ARM公版,最終這款自研核心沒能商品化。
還有一種比較少見情況是購買了ARM CPU核自己做修改,早年蘋果改過,后來三星也改過,高通的Kyro也是拿公版做修改的產物。
國內一些廠商自稱是自研核心,由于這些所謂的自研核心性能都與同時期的公版性能相當,這就無法像蘋果那樣通過青出于藍而勝于藍的方式實現自證,無法排除也是基于公版核心做修改的產物。
其實,也不是沒有證明的方法,那就是看給ARM的授權費,之前說了,高通從購買IP核,切換到自研核后,支付的授權費用減半,那么,只要看相關公司的財報,ARM在大陸的營收是否出現斷崖式下跌,就可以印證到底是自研核,還是買公版做修改。
購買IP授權設計芯片,典型的例子是三星、海思、聯(lián)發(fā)科、展銳、小米、聯(lián)想、阿里、中興、吉利、全志等,國內有幾百家從事該業(yè)務的公司。
購買CPU核等IP模塊之后,把買來的模塊“組裝”起來做后端設計,然后去臺積電流片,就能獲得CPU/SoC。由于各類IP可以買,后端設計境外也有不少公司可以提供外包設計服務,比如臺灣世芯,這就大幅降低了ARM芯片的開發(fā)門檻。
正是因此,一位行業(yè)大佬就公開表示,只要幾個億的資金,它可以不需要一位技術人員,只要幾位行政助理,前端設計從ARM買IP核,后端設計外包,就可以開發(fā)出ARM芯片。
決定ARM芯片性能的關鍵在于從ARM公司購買的CPU核性能怎么樣,以及使用的制造工藝如何。
具體來說,玄戒O1性能強,根源是ARM X925性能強,臺積電3nm工藝強,小米只要正常走完SoC設計流程,就能夠獲得高性能手機芯片。
可以說,小米玄戒O1打敗麒麟9006C,本質上是ARM X925和臺積電3nm打敗ARM A77和臺積電5nm工藝。小米玄戒O1打敗麒麟9020,本質上是ARM X925和臺積電3nm打敗ARM公版改和境內N+2工藝。
小米、聯(lián)想、中興、阿里等廠商開發(fā)ARM芯片不需要自己去迭代CPU核,因為ARM已經在不斷迭代,因為迭代演進的事情,ARM已經幫國內ARM CPU廠商完成了。
相比之下,龍芯、SW都需要獨立迭代CPU核。
因此,鐵流一貫認為ARM芯片開發(fā)模式就是一個搭便車的模式,芯片性能好不好,關鍵看買到的ARM CPU核好不好,看使用的制造工藝好不好。
ARM模式有一個問題,那就是很多東西是花錢買來的,那就意味著很多事情不需要自己做,自己不去做導致很多事情自己從來沒做過,進而導致在芯片設計能力方面,不少方面是有欠缺的,長此以往,因從來沒做過,導致壓根就不會。
而且很多東西是別人做好了買來的,買來的東西是否有漏洞,是否有木馬,是否真正安全可控,這就很難說了。
相比之下,自主CPU的發(fā)展模式雖然前期很苦,什么都要自己做,但什么都自己做,意味著鍛煉非常全面,能力提升快,發(fā)展后勁足,這也是為何龍芯這幾年在CPU核心設計上進步飛快,性能提升像坐火箭一樣。
正是因此,鐵流一以貫之支持龍芯、SW等自主CPU,真正要把英特爾、ARM趕出中國市場,只能靠龍芯和SW。
小米、聯(lián)想、阿里、中興、海思的ARM芯片做的越好,對ARM的依賴就越深,反而容易受制于人,買不到最新的ARM技術授權,幾年后性能就會落伍,比如本次小米通過購買ARM新銳CPU核,實現對麒麟、飛騰等老牌ARM CPU的逆襲。
正是因此,當制裁有所放寬,某司就立馬購買ARM V9授權,通過購買ARM最新授權,避免自家ARM芯片性能落伍。
特別要指出的是,在PPT中,宣稱龍芯指令集可持續(xù)發(fā)展能力不足完全是信口雌黃,龍芯的LoongArch指令集是純自主研發(fā),自己想怎么發(fā)展就怎么發(fā)展,是持續(xù)發(fā)展演進后勁最強的,也是最自由的。
相比之下,購買ARM v9指令集才是受制于人,過去買V8、現在買了V9,將來ARM升級到V10,高概率還要接著買,否則就會CPU性能落伍......你用什么,取決于ARM賣給你什么。
對于技術引進的CPU/SoC,鐵流一貫的態(tài)度就是支持這些芯片在商業(yè)市場和英特爾、AMD、高通、聯(lián)發(fā)科競爭。
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