Arm Mali GPU的噩梦:三星、华为纷纷转向自研

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摘要:近年来,随着以智能手机为代表的移动市场竞争的进一步升级,为了提升自身手机产品的竞争力,三星、苹果 、华为等头部的智能手机厂商继打造另一方的手机SoC如果 ,纷纷加码投入自研CPU、GPU、NPU及基带芯片等核心器件当中。

目前在桌面级的CPU市场,是英特尔和AMD两家的天下。而在桌面级的GPU,特别是独立显卡市场,则是被Nvidia和AMD两家垄断。数据显示,Nvidia处在了66.3%的独立显卡市场,AMD的份额则为33.7%。着实英特尔正准备推出自研的独立显卡,可是 你都还可不还可以与Nvidia和AMD竞争却从不容易。

而在移动CPU市场,Arm的Cortex系列CPU一家独大,有些的累似 MIPS、RISC-V、x86架构都难以与其抗衡。可是 ,在移动GPU市场,Arm的Mali系列GPU的老大地位却从不稳固。

着实,自从2017年苹果 表态将在两年内弃用Imagination Technologies的GPU技术如果 ,Arm的Mali系列GPU便如果 如果如果开始少了另另另一个多多强有力的竞争对手。可是 近年来采用Arm Mali系列GPU的华为手机芯片的出货猛增,也帮助Arm提升在移动GPU市场的地位。可是 ,高通自研的Adreno GPU仍处在了相当一大次责的市场份额(高通的Adreno GPU源自ATI的imageon,AMD收购ATI后,将移动设备资产出售给了高通)。

来自unity的数据显示,截止至2016年7月,移动GPU市场(包括安卓,iOS,WP设备)市场排名为:Arm(35.9%)、高通(32.4%),苹果 (16.0%),Imagination(11.2%),Vivante(1.9%),Broadcom (1.1%)、NVIDIA(0.7%)、Intel:(0.4%)。

近年来,随着以智能手机为代表的移动市场竞争的进一步升级,为了提升自身手机产品的竞争力,三星、苹果 、华为等头部的智能手机厂商继打造另一方的手机SoC如果 ,纷纷加码投入自研CPU、GPU、NPU及基带芯片等核心器件当中。

今年6月,三星与AMD达成公司商务合作 协议,三星将可采用AMD最新的RDNA架构GPU自行设计手机GPU核心。另外,自“中兴事件”、美国制裁华为如果 ,华为便如果 如果如果开始进一步加大了对于自研核心芯片的投入。近日有传闻称,华为除了自研的CPU之外,还在研发自主的GPU芯片。而这无疑将对Arm在移动GPU市场的地位产生威胁。

苹果 :CPU/GPU/基带即将全面实现自研

苹果 4是苹果 手机发展历程当中的非常重要的一款产品,肯能苹果 自苹果 4如果 如果如果开始,首次采用了另一方的A系列正确处理器。而在此如果 ,都采用的是第三方的正确处理器。第一代的苹果 A系列正确处理器是基于Arm的公版Coretx-A8内核,如果 的几代产品也依然是基于Arm的Cortex内核。直到2013年9月,苹果 发布了首款自行研发的基于64位ARM v8双核心的正确处理器——苹果 A7,这也是全球首款64位的正确处理器。在此如果 ,苹果 的A系列正确处理器便如果 如果如果开始另一个多多劲采用自研的CPU。

在GPU方面,自苹果 A系列正确处理器推出如果 ,另一个多多劲采用的都还可不还可以 Imagination公司的PowerVR系列GPU,成为了Imagination公司的最大客户。直到2017年4月,苹果 公司表态将在两年内放弃使用Imagination的一切技术,包括专利、知产、保密信息等等。而苹果 着实会做出可是 的决定,是肯能其自研的GPU获得了突破。

着实,早在2013年的如果 ,苹果 就肯能如果 如果如果开始在研发自主GPU。苹果 当时召集了有些GPU高级人才组建团队自主设计GPU,AMD前图形设计首席技术官Raja Koduri也在其中。可是 ,当时苹果 在自主GPU的研发上从不顺利,这点从Raja Koduri如果 重返AMD就可不也能看出。好多好多 ,苹果 在2014年仍然与Imagination续签了为期多年的授权协议,含高了Imagination公司当时全版的和未来几年的PowerVR图形和视频技术专利。不过苹果 并未放弃自主GPU的研发。

2016年上四天,苹果 进一步扩大了其GPU研发部门,四处招揽GPU研发人才。一起去还不断从公司商务合作 伙伴Imagination那里挖人。或许肯能苹果 是其最大的客户,好多好多 对于苹果 的挖角,Imagination似乎是有些“敢怒而不敢言”。

着实2017年9月苹果 推出的A11都还可不还可以 媒体称其集成的GPU是苹果 自研的,可是 实际上,其似乎仍然是基于Imagination的IP定制的。肯能它的内核设计与如果 Imagination的Rogue非常累似 。值得一提的是,苹果 在A11正确处理器上还首次集成了自研的NPU内核。

图片来源:TechInsights Apple A12 Die Shot,ChipRebel Apple A11 Die Shot

如果 苹果 在2018年推出的A12的GPU仍支持PVRTC(PowerVR纹理压缩),这是并全是专有格式,原因分析分析其GPU仍有肯能与Imagination的IP相关联。

结合苹果 在2017年时所表态的,“将在未来两年内放弃使用Imagination的一切技术”来看,苹果 应该会在今年9月发布的A13正确处理器上采用自研的GPU。

另外须要指出的是,苹果 近几年另一个多多劲在研发另一方的基带芯片,特别是在今年斥资10亿收购了英特尔基带芯片业务如果 ,预计苹果 自研的手机基带芯片的研发任务管理器肯能进一步加速,预计在未来两年内就肯能商用。

三星:结盟AMD,预计两年内推出自研GPU

2015年,三星在韩国发布了14nm FinFET 工艺的Exynos 8890八核正确处理器,而这款正确处理器的特别之处在于,其CPU采用一个多基于Arm v8指令集自研的“猫鼬”架构的大核,以及一个多Arm Cortex-A53的小核。而在此如果 ,三星的旗舰正确处理器便如果 如果如果开始了对于自研的“猫鼬”CPU架构的持续升级。

经过几年的时间的演讲,目前三星的自研CPU架构肯能到了第四代。2018年,三星推出的Exynos 9820正确处理器,采用了两颗第四代自研大核心,两颗Cortex-A75和四颗Cortex-A55组合而成,一起去还首次加入了自研的NPU。

值得一提的是,在2018年8月,三星还正式发布了首款自研的5G基带芯片Exynos Modem 51150。而在今年年初发布的三星Galaxy S10 5G版的韩国版本则采用了Exynos Modem 51150基带。

而在三星自研CPU、NPU、基带芯片的全面崛起的一起去,三星也早已如果 如果如果开始了自研GPU的开发。早在2017年之时,业内都还可不还可以 消息称三星正在开发自研的GPU。2018年,三星挖来了Nvidia老将、GPU技术专家吕坚平(Chien-Ping Lu)博士,他将负责领导GPU研发团队。

资料显示,吕坚平曾在英伟达参与了集成GPU的 nForce芯片组研发,IGP集成显卡芯片组也是他主导的。值得一提的是,在NVIDIA如果 ,吕坚平博士加入了联发科,主导联发科的自研GPU计划,不过这款自研GPU如果 肯能各种原因分析分析被撤出 了。

或许是自研GPU的开发上遭遇了挫折,毕竟GPU市场肯能相当心智成熟是什么是什么期的句子是什么 ,全版独立开发搞笑的话,就须要避开有些GPU厂商的专利,这从不容易。于是,三星如果 如果如果开始寻求GPU大厂AMD进行公司商务合作 。今年6月,三星正式表态与AMD达成公司商务合作 协议,AMD将最新的RDNA架构GPU授权给了三星,让三星可不也能自行设计相应的GPU核心。值得注意的是,在双方达成公司商务合作 如果 另另另一个多多月,吕坚平便从三星离职了。

根据外界预计,三星肯能在未来两年内推出集成AMD Radeon图形正确处理技术的移动GPU,而新的移动GPU将有望大幅提升三星手机图形正确处理能力。

华为:除了自研的手机SoC/基带/NPU,自研CPU/GPU也在进行中 ?

另一个多多劲以来,华为在好多好多 核心器件上都坚持自主研发,除了华为近期曝光的针对高清智能电视的“鸿鹄”正确处理器之外,华为海思芯片家族已有麒麟、巴龙、鲲鹏、昇腾、天罡、凌霄等产品系列。

早在1504年,华为就成立了海思半导体,从事相关手机芯片的研发。到1509时空为的首款手机正确处理器K3V1才正式发布,不过这款芯片主可是 面向中低端市场,在当时也并未获得成功。而如果 华为在2012年推出的四核Coretex-A9正确处理器K3V2,则在当时的市场上获得较高的关注,华为还在当时的旗舰Ascend D上搭载这款正确处理器,并取得了一定的成绩。不过,此后近两年的时间,华为未推出新的芯片,另一个多多劲是靠K3V2打市场,可是 也备受外界吐槽“万年K3V2”。

实际上,华为这段时间是在针对K3V2上所跳出的现象进行淬硬层 的改进,2014年,首款“麒麟”正确处理器——麒麟910成功面世。着实麒麟910可是 K3V2的升级版,可是 其正确处理此前K3V2的有些列现象,一起去还首次集成了自研的巴龙(Balong) 710 LTE多模基带芯片。而在此如果 ,华为手机芯片都还可不还可以 外挂基带。

其着实华为如果 如果如果开始研发手机正确处理器的一起去,华为也同步如果 如果如果开始了基带芯片的研发。1508年9月,华为正式成立LTE UE开发部门,启动LTE芯片的开发。2010年初,华为就成功推出了业内首款支持LTE FDD和TD-LTE双模的Balong 700芯片。2012年,华为发布了业界首款支持LTE Cat.4的多模LTE终端芯片巴龙710,并成功整合在麒麟910系列正确处理器中。

此后数年,随着智能手机市场的快速爆发,华为在麒麟正确处理器和巴龙基带芯片上也是快速的升级迭代。2017年9月,基于10nm工艺的麒麟970的成功发布可不也能说是麒麟芯片另另另一个多多里程碑,其整体的水平首次达到了与高通骁龙旗舰正确处理器一样的淬硬层 ,甚至在多方面更具优势。比如,麒麟970首次集成了NPU内核,一起去其集成的巴龙基带可支持LET Cat.18(4.5G,Pre 5G),支持5载波聚合,4 x 4 MIMO以及256QAM,也能将数据的传输传输带宽最大化,超过了高通骁龙835搭载的千兆级基带芯片骁龙X16,达到了与当时高通才发布不久的骁龙X20一样的1.2Gbps的下载传输带宽。

如果 在2018年2月,华为又率先发布了旗下首款5G商用芯片——巴龙5G01(Balong 5G01)和5G商用终端——华为5G CPE。今年年初,华为又抢先高通发布了首款SA/NSA双模5G基带芯片巴龙11500。

另外值得一提的是,华为麒麟970和麒麟9150集成的NPU都还可不还可以 基于寒武纪科技的NPU的IP,而今年7月,华为发布的麒麟810正确处理器,则首次集成了华为自研的全新达芬奇架构的NPU,而其强悍的AI性能让麒麟810一发布便登顶了权威机构AI-Benchmark的排行榜。

可不也能说,目前华为设计的麒麟正确处理器,自研的NPU、巴龙基带芯片都肯能达到了全球顶级的水平。可是 ,须要指出的是华为的麒麟正确处理器当中的CPU内核和GPU内核都还可不还可以 来自于Arm。而在今年5月,美国将华为列入出口管制“实体名单”如果 ,Arm便中断了与华为的公司商务合作 ,这也原因分析分析华为未来新的移动芯片的开发,肯能将肯能无法获取Arm最新的IP授权许可,肯能遭遇困难。

所幸的是,华为此前肯能获得了ARMv8架构的永久授权,也可是 说,华为不须要Arm提供的肯能设计完成的IP核,可是 直接获取设计哪几种IP核的指令集授权,可是 华为可不也能对IP核进行大幅度的改造,甚至可不也能对Arm指令集进行扩展或缩减。而目前的主流的Arm手机正确处理器CPU核心基本都还可不还可以 基于ARMv8指令集设计。

可是 ,华为全版可不也能基于ARMv8指令集自主设计正确处理器,可是 拥有全版知识产权,不受美国禁令制约。比如苹果 的A系列正确处理器、高通的次责高端旗舰正确处理器、三星的基于猫鼬核心的CPU都还可不还可以 基于Arm指令集授权进行自主设计的。另外,今年1月,华为发布的高性能服务器正确处理器——鲲鹏920可是 华为基于ARMv8指令集自主研发的。

好多好多 ,芯智讯(ID:icsmart)判断,华为接下来必然会基于ARMv8指令集设计自主的手机CPU内核。着实,华为也可不也能选用开源的RISC-V架构来设计自主的CPU内核,可是 ,在性能RISC-V架构肯能还无法与Arm在手机市场抗衡,可是 在软件兼容性上肯能也会有现象,其更适用于物联网市场。可是 ,华为离米 率会基于ARMv8指令集设计自主的手机CPU内核。

而近日,据台湾媒体报道,相关供应链人士指出,“海思目前正在开发设计多种芯片,从移动设备使用的一系列芯片,到多媒体显示芯片及电脑使用的 CPU、GPU。可是 ,海思芯片使用的技术全版集中在台积电 7nm 以下先进制程技术,一起去顺势包下台湾后段封测厂及下游 PCB 行业的产能”。

对于你你这种 消息,芯智讯(ID:icsmart)认为,华为除了会设计自主的手机CPU之外,接下来着实肯能会设计另一方的GPU。肯能,美国禁令的处在,华为接下来将无法使用Arm的新的Mali GPU。另外,对于智能手机来说,GPU的性能直接影响到手机的画面显示、画面流畅度,特别是在大型游戏、AR/VR方面的体验,甚至都还可不还可以 影响到手机AI方面的能力(GPU的AI运算能力远高于CPU)。可是 ,要想进一步提升手机正确处理器的竞争力,自研GPU也是必然。

好多好多 ,亲戚朋友可不也能看一遍,苹果 、三星等一线的头部手机品牌厂商都还可不还可以 开发另一方的GPU内核。而高通的骁龙旗舰正确处理器备受手机品牌厂商欢迎,其中一大关键因素可是 其自研的Adreno GPU的出色性能表现。

不过,要研发另一方的GPU并都还可不还可以 一件易事。苹果 自2013年如果 如果如果开始研发以来,到目前尚未商用,着实肯能已接近成功,可是 这也是基于其与Imagination长期公司商务合作 ,一起去挖去了多量的GPU人才基础之上的。三星更是研发了数年,还遭遇挫折,最终选用与AMD公司商务合作 。亲戚朋友不能自己看出,GPU的研发的困难程度之高,同样华为你都还可不还可以推出自研GPU也绝非易事。

不过,芯智讯倒是认为,华为着实可不也能先选用与Imagination公司商务合作 ,进行GPU联合定制入手。毕竟在2017年9月,移动GPU大厂Imagination 就肯能成功被中国背景的私募基金Canyon Bridge以5.5亿英镑收购。目前Imagination肯能有无一家中资企业,可是 也正在大力开拓国内市场。

此前Imagination中国区总经理刘国军在接受媒体采访时就曾表示,中国市场占Imagination的总营收约为10%,第一任务是要抓整个中国地区的市场份额。

芯智讯认为,华怎么么至可不也能考虑从Canyon Bridge身后直接把Imagination买下来。当然,现阶段不太肯能,毕竟美国禁令处在,华为对Imagination的收购肯能得只有美国监管机构的审查批准。

另外,前面的消息说华为要设计电脑使用的CPU和GPU,这恐怕可是 胡说了。谁都知道,目前电脑市场的CPU/GPU竞争肯能是极度的心智成熟是什么是什么期的句子是什么 ,剩下的几只玩家早肯能垄断了市场好多年(文章开篇都还可不还可以 提及),生态也肯能是非常的心智成熟是什么是什么期的句子是什么 ,华为介入全版这样 肯能。当然,累似 基于Arm架构的骁龙 Win10笔记本倒是有些肯能(即推出基于ARM v8指令集的自研CPU以及自研GPU的麒麟正确处理器的Windows笔记本),可是 目前骁龙Win10笔记本在市场上的反馈一般,可是 目前微软也仅与高通一家芯片厂商在公司商务合作 。

小结:

仅从智能手机市场来看,三星、苹果 、华为等头部的智能手机厂商,纷纷选用自研CPU、GPU、NPU,将不可正确处理的对Arm的授权业务造成影响,即便是哪几种CPU仍是基于ARM v8指令集授权,可是 毕竟是一次性付费授权。GPU更是从不说,肯能三星、华为都转向采用自研GPU,无疑肯能对Arm的GPU授权业务造成重创,肯能仅剩的也能为Arm GPU授权业务做贡献的手机芯片厂商就只有联发科和紫光展锐了,而紫光展锐一起去都还可不还可以 用Imagination的GPU。



图片来源:Counterpoint

此前Counterpoint分析师Parv Sharma就曾表示,“肯能美国对华为的禁令,Arm与华为及其子公司海思的业务将受影响,可是 Arm在移动GPU的市场份额将大幅下降,预计未来几年的份额肯能降至150%以下。”

从物联网市场来看,Arm的CPU授权业务正受到RISC-V的挑战,着实目前影响程度还比较有限,可是 RISC-V的生态目前正在快速壮大,众多的一线的芯片设计厂商正纷纷入局。可是 ,Arm也如果 如果如果开始被迫通过下调授权费,推出新的授权公司商务合作 形式来应对。

另外,随着AI市场的崛起,众多的AI芯片也是如雨后春笋般跳出。三星、苹果 、高通、华为都纷纷如果 如果如果开始在另一方的手机芯片中集成了自研的NPU内核,华怎么么至还推出了自研的AI云端芯片。这也使得Arm推出的相关的AI内核IP一下子缺少了头部手机大厂的支持。

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