作者 | 彭豐運

手機芯片創(chuàng)新不斷系統(tǒng)和軟件應(yīng)用是挑戰(zhàn)

作者 | 彭豐運

芯片作為智能手機核心硬件之一始終是創(chuàng)新和相關(guān)企業(yè)爭奪的焦點，但從用戶體驗的角度，芯片的創(chuàng)新和發(fā)展惟有和系統(tǒng)及應(yīng)用緊密結(jié)合才能真正發(fā)揮作用。

近年來，移動芯片發(fā)展迅速，64位、多核等日益普及，但隨之而來的是，系統(tǒng)和軟件應(yīng)用的相對滯后。所以未來智能手機用戶能否不斷獲得體驗上的提升，除了芯片等硬件上的創(chuàng)新外，系統(tǒng)和軟件的跟進也至關(guān)重要。

功耗與性能需平衡64位、多核大勢所趨

目前移動芯片處理的數(shù)據(jù)越來越復(fù)雜，從過去的功能手機到智能手機，從鍵盤輸入到觸屏輸入，直到今天的語音輸入、3D游戲、高分辨率屏幕的支持等都對移動芯片性能提出了更高的要求，而未來物聯(lián)網(wǎng)、穿戴設(shè)備發(fā)展引發(fā)的大數(shù)據(jù)處理，則更需要芯片提供越來越強的性能。

眾所周知，在過去可以通過提升處理器速度獲得足夠的性能，但是由于功耗和芯片物理極限的限制，單純提升芯片速度所獲得的性能提升日漸有限，移動芯片開始從32位向64位發(fā)展。為此，2011年ARM推出了支持64位的ARMv8架構(gòu)，2013年蘋果推出了首款基于ARM 64位架構(gòu)的手機芯片。

在向64位發(fā)展的同時，芯片也開始向多核發(fā)展，因為通過多核心、多線程的方式可以讓芯片在不提高速度和功耗的同時，提供更強的性能。為此，2010年高通首先推出雙核手機芯片，而去年業(yè)界已經(jīng)推出了八核芯片，然而核心數(shù)量的提升終究是有限，在達到八核以后，增加核心數(shù)量的難度開始增加。

所以，為了平衡性能和功耗，2013年ARM推出了big.LITTLE架構(gòu)，即是多核心芯片中有大、小核之分，在需要高性能應(yīng)用的時候開啟高性能的核心，但功耗較高；而在一般應(yīng)用下則只使用低性能的核心，以降低功耗、延長智能手機的使用時間。而今年聯(lián)發(fā)科更是提出了三層架構(gòu)，即高性能的A72核心+高頻低功耗的A53+低頻低功耗的A53架構(gòu)，目前這個架構(gòu)獲得了高通的認(rèn)同，其下一代芯片中有一款驍龍818也將使類似架構(gòu)的芯片。

除了上述64位和多核外，移動芯片集成度也在不斷提高，目前居全球手機芯片市場份額第二的聯(lián)發(fā)科正是通過提供高集成度芯片以獲得與高通的差異化競爭力，而將藍牙、Wi-Fi、基帶等集成在芯片中，除了可以有效降低成本和功耗，還可以提高移動產(chǎn)品的穩(wěn)定性。目前主流芯片企業(yè)正在將更多的功能集成在芯片中，以增強芯片的競爭力。

市場競爭激烈 力促芯片創(chuàng)新

眾所周知，在聯(lián)發(fā)科進入手機芯片市場時，全球手機芯片市場基本由歐美的高通、飛思卡爾、德州儀器等把持。而聯(lián)發(fā)科通過價格低廉的Turnkey芯片解決方案服務(wù)于中國的山寨手機廠商，一度在2G時代的功能手機芯片市場崛起。

進入到3G時代，中國山寨手機企業(yè)逐步被國產(chǎn)手機品牌擊敗，而聯(lián)發(fā)科通過推出雙卡雙待的WCDMA手機芯片服務(wù)于主流品牌手機廠商從而再次實現(xiàn)了飛速增長。其后推出的TDSCDMA智能手機芯片更是推動中國TD-SCDMA手機的銷量增長超過一倍。通過這兩次競爭，聯(lián)發(fā)科奠定了在智能手機市場的地位。

當(dāng)聯(lián)發(fā)科在移動芯片市場開疆拓土之時，原有的手機芯片企業(yè)如飛思卡爾、德州儀器和博通等先后宣布退出手機芯片市場，愛立信與意法半導(dǎo)體合資的手機芯片企業(yè)ST-E則也宣布倒閉，隨著而來的是中國大陸芯片企業(yè)的崛起。

目前華為海思、展訊、聯(lián)芯等手機芯片企業(yè)均在手機市場占有自己的一席之地。其中華為海思憑借去年推出的麒麟920贏得“跑分王”稱號，并開始在高端市場發(fā)力；展訊則在低端市場擁有較強競爭力并已經(jīng)被三星手機采用；聯(lián)芯則有望借助與小米的合作在今年取得更大突破。

此外，韓國三星開發(fā)的手機芯片除了用在自己的手機上，還被中國的魅族采用，而今年其推出的手機Galaxy S6除了采用應(yīng)用處理器外，還采用自己的基帶芯片，這意味著三星已經(jīng)成為手機芯片市場不可忽視的力量。

至此，當(dāng)下的芯片市場已經(jīng)形成了高通、聯(lián)發(fā)科正面對決，中國大陸芯片企業(yè)崛起，三星后發(fā)制人的競爭格局，且未來的競爭會愈演愈烈。而正是這種競爭，推動著相關(guān)企業(yè)積極采用64位、多核等創(chuàng)新技術(shù)，并努力集成更多的元件和功能，以降低成本，增強自身的市場競爭力。

芯片創(chuàng)新需系統(tǒng)和軟件支持

盡管移動芯片發(fā)展快速，然而不爭的事實是，系統(tǒng)和軟件應(yīng)用目前仍落后于硬件的發(fā)展，并導(dǎo)致未能充分發(fā)揮硬件的性能，進而影響到手機用戶最終的體驗。

業(yè)內(nèi)人士知道，早在2010年高通就推出了雙核芯片，然而當(dāng)時谷歌的Android 2.3卻不支持多核，所以未能充分發(fā)揮雙核芯片的性能，直到一年后推出的Android 4.0才支持雙核芯片。

同樣，早在2011年ARM就發(fā)布了64位的處理器架構(gòu)，2013年蘋果推出了首款A(yù)RM 64位架構(gòu)的A7芯片，高通也在2014年初推出了64位芯片，但谷歌仍然未能及時推出支持64位的Android系統(tǒng)，而這正是手機企業(yè)不愿意采用64位芯片的部分原因。直到去年10月谷歌發(fā)布了正式支持64位的Android 5.0系統(tǒng)，64位芯片的普及才開始提速。

分析未來芯片的發(fā)展趨勢，聯(lián)發(fā)科和高通勢必推出與此前ARM big.LITTLE有區(qū)別的三層架構(gòu)，這無疑要求軟件企業(yè)要做好適配這種架構(gòu)的軟件設(shè)計和應(yīng)用，以更好發(fā)揮芯片的性能。需要說明的是，目前在服務(wù)器市場已經(jīng)開始利用GPU的浮點運算性能，所以可以預(yù)期的是，未來手機芯片也將會利用GPU的運算性能，而這些不斷發(fā)展的硬件創(chuàng)新勢必要求軟件的快速跟進，才能讓用戶體驗到創(chuàng)新所帶來的性能提升。