1052.智能的心

遠方集團涉足智能手機的設計與生產,並且搶先一步拿下安卓系統,如今已然是世界上最大的智能手機供應商,不得不說,光是這一點,就大大的改變了歷史的進程。

然而說實話,這還不夠。

事實上對智能手機稍微瞭解一點的人都知道,智能手機最大的一個拼圖——芯片,在周方遠重生前,我國就一直處於下風。

即便他現在重生了,已經在某種程度上改變歷史了,可在芯片方面的貧弱,還是沒有改變的事實。

手機處理器應該叫SoC,英文全稱爲System on Chip,即系統級芯片,是把CPU、GPU、DSP等模塊整合在一起的系統化解決方案,與電腦處理器單指CPU有很大區別。由於手機體積有限,且裡面的構造寸土寸金,留給處理器的空間顯然不可能太大。爲了能在更小的芯片中塞入更多晶體管,減少製程是最有效的方法。

世界上智能手機爲摩托羅拉於2000年生產的天拓A6188,同時也是全球首款具有觸摸屏的PDA手機。其採用自主研發的龍珠16MHz CPU,儘管處理速度上沒有優勢,但走的低功耗路線特別適合小型PDA使用,具有里程碑般的意義。此手機處理器基本等同於CPU,其他功能基本需要外加芯片實現。

曾經有望發展起來的TI OMAP3610處理器,45nm製程,ARM Cortex-A8 800mhz CPU,PowerVR SGX530 GPU,在手機上看看電影,玩玩遊戲毫無壓力,出門一臺手機就搞定,終於不用再帶PSP了。可惜後續TI經過慎重考慮,退出手機處理器業務,從此優秀的處理器又少了一家……

歐泡大名鼎鼎的Find 7,採用高通驍龍801處理器,Krait 400核心架構,單核主頻可達2.3GHz,組合主頻高達2.5GHz,Adreno 330 GPU,Hexagon DSP,並且集成4G基帶。這都是得益於當時先進的28nm製程,才能將衆多模塊整合成指甲般大小,成爲真正的手機處理器。同時,28nm也是近代最長壽最穩定的製程之一,後來的驍龍615/616/650/652/653,聯發科Helio X10/P10等,都基於此製程。

20nm有點過渡的意味,當時也恰逢手機CPU從32位過渡到64位,不知道是20nm hold不住,還是處理器廠商還不熟悉最新的技術,當時採用這個製程的安卓手機都不太理想,經常被用戶吐槽發熱問題。因此,某些處理器退而求其次又用回28nm,再度爲其續命……

當時採用臺積電20nm的不少處理器翻了車,而三星採用自家14nm的Exynos 7420趁機收割一波好評。後續許多廠商的處理器,包括高通驍龍820/625/626/660,三星自家Exynos 8890等,都基於此製程。

手機處理器製程越來越小,突破的難度也越來越大,像45nm->28nm->14nm那種飛躍短時間內似乎不太現實。然而新制程帶來的優勢無疑是巨大的,採用10nm的高通驍龍835在性能和功耗得極爲均衡,即使長時間遊戲發熱量也不大,同時期的670/710也收割了一波好評。採用第二代10nm的驍龍845全面發力,性能暴增,即使和兩年後的非旗艦處理器相比,也毫不遜色,沒有「廉頗老矣」之態。

採用三星10nm的驍龍835/845表現優異,代工下一代旗艦似乎也順理成章,然而高通在7nm上卻轉投臺積電。得益於新制程,驍龍855 CPU比上代大幅度提升至45%,而GPU則提升20%,功耗還可以更低。加強版的855 Plus提高了GPU頻率,遊戲體驗將有所提高。

後續的驍龍865依然採用7nm製程,得益於新的CPU、GPU、ISP架構,性能比上代更好,功耗卻更低更省電。然而,865也把7nm壓榨得差不多了,下一代估計要向5nm邁進……

在功能機時代,手機也就打電話發信息,偶爾聽聽音樂,順便瀏覽一下圖片,要求不高,沒人關心裡面是什麼芯片。而大數據時代,人們對手機的要求也不僅僅至於上述簡單功能。手機可以是錢包、相機、遊戲機、掃描儀還有AI助手等等,甚至可以替代電腦的部分功能,對手機的性能要求也越來越高。而好的性能離不開性能強大的處理器,而性能強大的處理器要先進的製程才能發揮作用,手機實在太需要一顆好“芯”。

隨着一些外部因素以及對自身發展的考量,前世重生前有些手機廠商也考慮自己做芯片。

比如說歐泡就在某個內部文件中提到了【馬里亞納計劃】,要傾全力研發自己的芯片。然而,自研芯片,本來就是困難重重甚至是九死一生的事情。不少芯片廠家也曾翻過車,有些甚至因此出局。而芯片造出來,也要面臨強大的專利壁壘,儘管曾有廠家能造好芯片,也因專利的問題出局。儘管歐泡的通訊專利一直在國內甚至世界前列,但能否撐起一片【芯】天地,說實話,這還是未知之數。

這不僅僅需要極爲強大的研發能力,和深厚的技術積累,最重要的是,你得有錢!

水果有錢吧,所以他們就能自己研發芯片。

iPhone從初代開始,一代代發佈下來,外觀上的變化無疑是巨大的,同樣,內部硬件也是。周方遠重生前,水果自第一代起,已經過去了11年,令水果自豪的除了iOS系統之外,還有他們自研的芯片A系列處理器。

從iPhone 4首發A4處理器開始,水果正式走上了自研芯片的道路。

A4,作爲水果的處女作,該芯片採用一顆45nm製程800MHz ARM Cortex-A8的單核心處理器,GPU爲PowerVR SGX 535,L2的緩存爲640KB,在同等頻率下性能表現好於三星S5PC110,但是其核心的結構和此前使用的三星處理器十分相似,僅僅是主頻升高,核心的CPU架構方面沒有什麼變化,所以嚴格來說這顆芯片並不能算水果真正自主研發的成果。

A5,發佈於喬幫主遺作iPhone 4S,它是第一款水果設計的雙核處理器芯片,當然A5的變化遠不止是增加了一顆核心那麼簡單,它的處理器架構也由之前來自於Cortex-A8架構升級到了更爲強勁的Cortex-A9,這一脫胎於上一代的Cortex-A8平臺的新架構,擁有更高的計算能力和更低的功耗。而GPU部分則搭載了PowerVRSGX543+,圖形性能提升明顯。號稱 CPU 性能是初代 iPad 的兩倍,GPU 是初代的 9 倍,A5X是其性能的加強版,圖形處理器採用的是四核心,用於第三代iPad,圖形處理能力爲iPad 2上的兩倍

A6,由水果旗下的子公司Intrinsity設計、三星代工製造,採用了獨特架構設計,性能介於Cortex-A9和Cortex-A5之間,基於32nm工藝製程,,能夠動態調整CPU電壓/頻率特性,GPU集成的是一顆三核心的PowerVR SGX 543MP3圖形處理單元,性能是A5的兩倍多。和A5一樣,A6X是專爲iPad推出,在CPU主頻上提高,GPU更換成SGX554MP4,擁有四核心。

A6橫空出世的時候,水果開始走向高處不勝寒的境地,由於當時搭載A6的iPhone 5在跑分榜上將不少採用四核處理器的安卓機皇踩在腳下,水果也向世人證明一款處理器性能怎樣,不能光看單純的核心數量。

A7對於水果而言是一個新的高度,也爲手機處理器打開了64位時代的大門,無疑,這款芯片有着巨大的劃時代意義。

A7採用的是全新的64位設計,使用Arm-v8 64位指令集,自家的Cyclone架構,採用28nm工藝,主頻爲1.3GHz。A7處理器的性能比iPhone 5上的A6快2倍,是初代iPhone上使用的處理器的40倍,圖形能力是初代的56倍。此外,從A7開始水果爲旗下處理器配備低功耗協處理器M系列,專門負責計算手機的各項傳感器數據,並且可以保持極低的功耗。

作爲歷史上第一個移動端64位處理器,在當時引起了不小的爭議,當其他安卓廠商拼命堆CPU核心數時,水果卻給未來CPU發展指出了新的方向,這讓A7在推出初期遭到了不少非議,不少人認爲這是一個噱頭。然而,事實證明,64位的確是水果一個非常有前瞻性的思想。當時已經有人在手機上開始剪視頻,P圖了,32位處理器的性能眼看就要觸及天花板,水果當機立斷提前入局,也靠着這一點,水果始終都在領先安卓廠商。以至於在今天8核成千元機標配的同時,水果仍舊還用着6核設計。

此後A8,A9,A10進一步提升核心數和製程工藝,處理器及GPU性能節節攀升,值得注意的是當時爲iPad Air 2配備的A8X處理器,它是移動行業第一個三核處理器,其性能也是無比強悍。A8X集成了大約30億個晶體管,比A8多了一半,更是上代A7的三倍,主頻也提升至1.5GHz,其單線程性能比A8高出接近12%,多線程性能整整提高了55%,第三個核心性能得到完美釋放,且水果首次在iPad Air2上將內存上了2GB。不得不說,這一代iPhone和iPad之間性能差距非常顯著。

當然還有A10X,當年A10 Fusion上到四核心時,A10X就不講道理的直接上到了6核,採用3+3設計,另外還有個12核GPU,水果當時表示能夠輕鬆剪輯4K視頻,還能渲染精細3D模型,創建,標記複雜的文檔文稿,再看看A10X是首發哪臺設備——iPad Pro,就能明白爲何擁有如此強大的性能,當年被冠以史上最強移動CPU可不是金玉其外。哪怕到現在,A10X的GPU性能依舊霸榜,其CPU性能也不比A11,A12弱後多少。

時間來到2017年,這一年對水果來說,無論是A系列處理器還是iPhone都進入下一個時代。iPhone8爲之前的iPhone設計語言畫上完美的句號,而iPhone X則開啓了全面屏及face ID的新時代。

而那一年的A11 Bionic堪稱性能怪獸。

A11採用臺積電當時最先進的10nm工藝製程,擁有43億個晶體管,採用六核心的設計,大核性能相比A10提升25%,4顆小核相較A10提升70%,多性能處理提升75%;搭載的GPU是水果自研的三核心 GPU ,性能較 A10 性能提升 30%,而功耗則降低了 50%,此外,A11首次搭載神經網絡引擎,採用雙核設計,每秒運算次數高達6000億次,主要勝任機器學習任務,能夠識別人物,地點和物體,最典型的應用便是其首次推出的face ID及其衍生功能動畫表情。

A11之於水果更深層次的意義在於其是水果當時自主程度最高的一代A系列處理器,當中包括自研CPU,自研GPU,自研ISP,自研解碼器等等,當然還包括神經網絡引擎,從那一年開始,幾乎所有手機廠商都把AI運算能力當做宣發PPT的主打頁面,AI時代就此開啓。

這是水果的牛嗶之處,是資本和科技的完美融合。

而另一個此方代表,不是別人,就是大名鼎鼎的高通。

高通的第一份合同是和米國軍方簽訂的CDMA技術研究項目。但這並非唯一的側重。在1988年,高通發佈了基於OminiTRACS衛星的數據通訊系統,來確保卡車公司能夠追蹤和監控自己的車隊。但是,真正確立了高通發展方向的是他們在1989年向50家無線產業領導者所進行的CDMA展示。

在1993年,高通得以通過CDMA來展示自己的數據服務,這也爲更好的移動網絡連接掃清了道路。米國電信工業協會採納了CDMA這種蜂窩網絡標準,高通也很快開始向合作伙伴們供應網絡基礎設施和芯片,並對自己的技術進行授權。到了1999年,國際電信聯盟把CDMA選作是3G背後的技術。

1998年,世界首款CDMA智能手機降生,那就是高通和Palm聯合開發的pdQ。這款設備基本上就是將Palm Pilot和手機整合在了一起,它不僅塊頭很大,同時價格不菲。但具備互聯網功能的手機就此開始崛起。高通非常善於設計、製作和銷售集成芯片,他們同時也會爲手機和無線網絡提供軟件服務。廣博的研究讓高通積累了大量的專利,他們也從其他公司那裡獲取到了更多——最近,高通又從惠普那裡購買了一個專利組合。創新硬件和軟件的銷售,再加上專利授權的收益,這些都維持了高通非常健康的狀態。

在2000年,高通在自己的多媒體CDMA芯片和系統軟件當中集成了GPS,這也就把GPS和互聯網、MP3和藍牙功能結合在了一起。在隨後的幾年裡,高通的芯片又獲得了更多的能力,包括大幅增長的處理性能和改良的電源管理。這也確保了他們在2007年成爲世界領先的移動芯片提供商。

高通並沒有就此滿足,他們在2007年年末推出了驍龍芯片平臺。該系列芯片也把手機的功能、性能和節能性帶到了新的水平。

高通還和HTC合作,爲世界首款Android智能手機——2008年10月問世的T-Mobile G1——製作了處理芯片。雖然驍龍系列還兼顧了黑莓、Windows Mobile和Windows Phone設備,但它們真正的成功來自於Android平臺。幾乎所有的智能手機大廠都採用了驍龍芯片,包括三星、索尼、LG、摩托羅拉等等。

高通想做的還不止於此。他們還想要提供智能手機當中的所有通訊部件。他們的RF360解決方案打算以較小的身材來支持儘可能多的LTE頻段,同時把功耗維持在較低的水平。這在未來將會造就真正的世界手機。

高通、水果,這兩者,就是周方遠的遠方科技下一步的目標。

電池方面,遠方科技不準備入行,畢竟國內有個比亞迪,遠方集團就不和它搶飯碗了。但除了電池,系統方面和屏幕方面,現在遠方科技都是一家獨大,下一步就是芯片了,作爲智能手機真正的心臟,周方遠不可能看着水果和高通專美於前,雖然國內也有做芯片的,但速度慢,成果也不算大,他不確定自己能不能成功,但總要試一試吧?

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