華為麒麟950爆發(fā)背后：無自主架構(gòu)難當(dāng)大任

日前，業(yè)內(nèi)期待的中國華為海思麒麟950手機(jī)芯片終于發(fā)布，由于具備多項(xiàng)所謂自主創(chuàng)新技術(shù)而在業(yè)內(nèi)受到了廣泛好評，甚至有媒體用“逆天”二字作為文章的標(biāo)題來形容麒麟950的性能已經(jīng)超越當(dāng)下，甚至是未來主流移動(dòng)芯片廠商相應(yīng)的產(chǎn)品，例如三星Exynos7420、高通驍龍810（有的稱超越了最新的820），事實(shí)真的如表面看起來這般簡單嗎？

眾所周知，芯片（包括移動(dòng)芯片）產(chǎn)業(yè)，盡管影響其效能的因素很多，但簡單來說起決定作用的就是架構(gòu)和制程的創(chuàng)新。這點(diǎn)已經(jīng)在傳統(tǒng)PC芯片產(chǎn)業(yè)的競爭中得到了證明，最典型的表現(xiàn)就是此產(chǎn)業(yè)中英特爾與AMD的博弈。同樣是基于x86架構(gòu)，由于英特爾在架構(gòu)上的創(chuàng)新要遠(yuǎn)超AMD，并輔以制程的領(lǐng)先（業(yè)內(nèi)知名的Tick-Tock模式），最終讓AMD在PC芯片的競爭中敗下陣來，只能以所謂的性價(jià)比作為PC芯片產(chǎn)業(yè)中的一種象征性的存在。如今這種競爭模式正在移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)中呈現(xiàn)重演之勢。

與PC芯片產(chǎn)業(yè)中英特爾和AMD類似，在移動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)中，幾乎所有主流芯片廠商都是基于ARM架構(gòu)，即無論是MTK、三星、華為，還是高通，都采用了ARM官方的標(biāo)準(zhǔn)微架構(gòu)“Cortex-A”，也就是所謂ARM的公版設(shè)計(jì)。盡管ARM的公版設(shè)計(jì)經(jīng)過了ARM相關(guān)的測試，對于移動(dòng)終端（例如智能手機(jī)）廠商可以做到時(shí)間與成本的節(jié)約，加速產(chǎn)品的上市時(shí)間，但其帶來的負(fù)面影響也顯而易見，就是芯片的同質(zhì)化，并最終反映到智能手機(jī)的體驗(yàn)上。

值得一提的是，隨著市場、用戶和應(yīng)用對于智能手機(jī)性能和體驗(yàn)要求的不斷提升，ARM架構(gòu)也面臨著性能與功耗的平衡，這也是為何在進(jìn)入64位移動(dòng)芯片時(shí)代，ARM在公版設(shè)計(jì)中引入“big.little”架構(gòu)的原因。以目前流行的ARM Cortex-A53和Cortex-A57為例，使用同樣的20nm半導(dǎo)體工藝打造，都運(yùn)行在1.5GHz，單個(gè)A53核心TDP（設(shè)計(jì)熱功耗）約300mW左右，而工作單個(gè)A57核心TDP高達(dá)3W，兩者之間功耗相差近10倍。從實(shí)用角度而言，功耗如此之大的Cortex-A57其實(shí)并不適合搭載在手機(jī)上，但Cortex-A53對于高端手機(jī)而言性能又不足。ARM給出的解決手段是A53和A57混著用，組成所謂的“big.little”大小核結(jié)構(gòu)，簡單任務(wù)時(shí)A57核心休眠只啟用A53核心，復(fù)雜任務(wù)時(shí)A53、A57一起上，不幸的是，A53和A57的指令吞吐和緩存是互相獨(dú)立的，如果某個(gè)應(yīng)用需要在A53和A57之間切換運(yùn)行， A53和A57核心之間切換延遲最多可達(dá)毫秒級(jí)，別看是毫秒級(jí)，反映智能手機(jī)上最直接的體現(xiàn)要么就是應(yīng)用的卡頓，要么就是功耗過高，惟一折中的方法就是利用制程來緩解。這也是為何同是使用ARM公版設(shè)計(jì)，采用14納米FinFET 制程的三星Exynos7420整體表現(xiàn)（能耗比）優(yōu)于同樣使用ARM公版設(shè)計(jì)，但采用20納米制程高通810的主要原因，而高通810備受詬病的所謂“發(fā)熱”背后則是ARM公版設(shè)計(jì)和制程落后兩方面因素疊加的結(jié)果，反映到市場競爭中，則是高通痛失三星Galaxy S6旗艦機(jī)芯片訂單。

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