自研CPU架構，成了三星半導體的救命稻草？

圖片來源@視覺中國

文 | 雷科技Ieitech

根據市場研究機構 Counterpoint Research 的報告，在 2022 年全球智能手機市場全面下滑的背景下，600 美元以上高端智能手機銷量卻逆勢增長了 1%。但在其中，蘋果依然是最大的贏家，獨佔了高端市場份額的 75%，全球智能手機市場總收入的 41.25%。

iPhone 為什麼到現在還如此成功？原因是多方的，但至少業界普遍都認同，iPhone 的成功離不開蘋果自研芯片，甚至是自研 CPU、GPU 架構。而環顧今天的移動市場，蘋果也是唯一一家實現自研 CPU 架構的芯片廠商。

事實上，早幾年前高通和三星也開發過自研 CPU 架構——Krait（環蛇）/Kryo 和 Mongoose（貓鼬），但隨後又雙雙放棄自研並轉向 Arm 公版 CPU 架構。不過到了最近兩年，高通明確了自研 CPU 架構的方向，甚至不惜為此與 ARM 公司對簿公堂，而三星也有了同樣的想法。

根據《韓國商報》報道，三星电子在公司內部組建了 CPU 核心開發小組，並聘請前 AMD 高級開發人員 Rahul Tuli 領導該小組。如果開發過程順利，三星电子將可以在 2027 年之前使用自主核心架構開發的 CPU。

從放棄到重啟，高通、三星以及移動芯片行業發生了什麼變化？

從入門到放棄，再到重啟

2015 年，為了對付高通的「環蛇」架構，三星將全新推出的 CPU 大核心架構取名為「貓鼬」。作為「環蛇」在生物學意義上的天敵，「貓鼬」的初登場—— M1 確實帶來了很大的驚喜，直接幫助三星 Exynos 處理器力壓同期的驍龍 810（初代火龍）和 Arm 公版，拿下了「安卓之光」的美稱。

M1 架構，圖/三星

然而在此後的四年間，高通退回 Arm 公版 CPU 架構，三星在「貓鼬」上投入的上千億也沒有換來技術和產品上的領先。2018 年，知名評測媒體 AnandTech 在一篇涉及三星 Exynos 9810 的文章中寫道：「採用 M3 核心的三星 Exynos 9810（2018 年），能耗達到蘋果 A11（2017 年）的兩倍，性能卻落後了 55%。」

到 2019 年年底，三星也看不下去。就在採用自研大核心的 Exynos 990 發布后，有消息傳出三星將停止自研「貓鼬」大核，回歸 Arm 公版大核，並在隨後幾個月落地官宣。而在更早，高通沮喪地發現 Arm 公版擁有更高的能效、更好的 PPA（性能、功耗、面積）優勢，從 2016 年發布的驍龍 835 開始就放棄了自研 CPU 架構。

但最早放棄的高通，也最早打起了重啟自研 CPU 架構的主意。2021 年，高通宣布以 14 億美元收購由前蘋果首席芯片架構師成立的芯片初創公司 Nuvia，幾乎公開預告將以自研 CPU 替換 Arm 的 Cortex CPU。事實證明也的確如此，去年年底的驍龍技術峰會上，高通正式宣布了全新自研 CPU「Oryon」，並預計最快將在今年下半年看到相關產品上市。

從高通到三星，為什麼兩大芯片設計廠商在放棄多年，又重新走回了自研 CPU 架構的道路？

三星和高通：同一方向，不同目的

如果非要用一個結論概括高通和三星重啟自研 CPU 架構的原因，無疑是因為產品不行。更具體地說是，在蘋果的對比下，Arm Cortex CPU 不太行，即便是超大核的推出也沒有改變現狀，高通和三星想要打破各自面臨的僵局，只能繼續深入核心架構。

超大核 Cortex-X3，圖/ARM

但具體到兩家公司，還存在較大的區別。在三星這邊，核心還是希望重振手機業務。根據 Counterpoint Research 的報告，去年第四季度蘋果已經超過三星成為全球第一大智能手機廠商，而同時三星在中國市場也幾乎沒有挽回之力。

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雖然在 Galaxy S23 系列這代選擇了全線搭載驍龍 8 Gen 2 芯片，但三星並沒有打算放棄自有芯片。在重啟自研 CPU 架構之外，三星與 AMD 在移動 GPU 上的合作也沒有停止，負責 GPU 開發的三星副總裁 Sungboem Park 明確表示將繼續與 AMD 合作。

AMD CEO 蘇姿豐在三星發布會上，圖/三星

到去年年底還有消息稱，三星將聯合 AMD Radeon 團隊和谷歌 Tensor 團隊，共同開發一款全新的移動 SoC，預計將於 2025 年獨佔推出。三星电子總裁、MX 業務負責人盧泰文日前也透露，三星电子正在為旗下的 Galaxy 手機產品線研發專屬的定製 SoC，並稱這款芯片將會是：

不同於市面上的任何其它產品、堪稱「獨一無二」的存在。

自研芯片核心的好處之一在於對硬件底層的整合，同時掌控產品周期，根據需求定製芯片設計，以及更好地適配軟件生態。這既是蘋果打造核心體驗的關鍵，也是越來越多手機廠商投入自研芯片的主要動力。而更深層次的自研 CPU/GPU 架構可以在核心差異化方面取得更大的突破。

Garner 研究總監盛陵海也表示：「自研內核可使芯片廠商在進行處理器開發時可以減少對公版設計的依賴，擁有更大的自主性和差異化。」

但受限 Arm 公版架構，高通這幾年眼看蘋果在 PC、高端手機市場不斷擴大優勢，自身卻沒有太多辦法。

在 PC 上，得益於 M 系列芯片的低功耗和高性能表現，MacBook 在提升性能表現的同時大幅改善了散熱、續航、噪音等多方面的表現，幾乎在 PC 寒冬中一騎絕塵，不斷拉高了蘋果的市場份額。

MacBook Air 不需要風扇了，圖/iFixit

而在高端手機市場，蘋果還在繼續鞏固其統治地位，去年更是佔去了全球份額的四分之三。毫無疑問，Android 陣營衝擊高端的舉動和驍龍 888 和 8 Gen 1 的糟糕表現相加，不僅沒有挑戰到蘋果，甚至一定程度上加深了消費者在高端市場對蘋果的認可。

只是在 A16 這一代遇到了自身的錯誤（事關移動光追技術支持，詳情可看我們之前的報道），再加之高通換到台積電 3nm 工藝+新架構帶來的大幅提升，才堪堪被縮小了差距。

不過，更本質的問題並沒有被解決，高通想要幫助 Android 陣營拿下更多的高端市場份額，必須拿出能效和性能表現更優異的產品，既然 Arm 公版設計難以滿足，只能像自研 Adreno GPU 一樣，自己開發 CPU 核心架構。

Arm 公版，合久必分

羅貫中在《三國演義》開篇第一回就指出：天下大勢，分久必合，合久必分。

在智能手機芯片的「天下」，高通、三星、聯發科、華為海思、紫光展銳，甚至是早期的蘋果 A 系列芯片都選擇了 Arm 的公版架構，即使是高通和三星的「短暫叛離」，始終也沒有影響到 Arm 公版的地位。

但隨着智能手機的市場規模見頂，手機廠商需要建立更大、更長久的競爭優勢，不得不深入底層的芯片、系統等，甚至親自下場打造自研 SoC。而由此，實際上也在倒逼芯片廠商重新考慮——在公版架構的局限性下，還能否打造更具長期競爭力的產品優勢。

答案一旦明確，芯片廠商自然就會選擇打破公版的「束縛」，重新打造更有競爭力的 CPU 架構和產品。

當然我們也要明白，Arm 的公版架構既是一種「束縛」，也是一種「保護」，並且在全球範圍內，真正基於自研 CPU 架構實現大規模成功的不過寥寥幾家。所以對高通和三星而言，現在還只是剛踏出關鍵幾步，剩下的路程依然還很遠。（本文首發鈦媒體APP）

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