《國產晶片的那些事兒》之三：華為麒麟晶片到底算不算自主研發？

華為最近發布了新一代旗艦晶片麒麟980，作為中國大陸地區目前唯一能夠大規模量產的手機晶片，華為海思麒麟處理器始終深受國人的支持和喜愛，特別是在經歷了「中興事件」之後，華為麒麟晶片讓很多國人找到了信仰支撐。

但與此同時，另外一些人則質疑華為麒麟採用的是ARM的「公版架構」，不能算真正意義上的自主研發。

這到底是怎麼一回事？我們今天就來聊一聊這個話題。

我們通常所說的「手機晶片」，其實是由許多塊晶片所組成的「晶片系統」，又被稱為SoC（System on Chip）。

SoC中包含了CPU（中央處理器）、GPU（圖像處理器）、DSP（數位訊號處理器）、Modem（數據機）、ISP、基帶、藍牙、WIFI等各種晶片和模塊。

可能在大多數普通人的眼中，自主研發的意思就是整個晶片的每一個部分，每一個元器件，甚至每一個邏輯單元都是具有自主智慧財產權的。

這其實是一個很大的誤區，晶片行業是一個高度分工的全球產業鏈，尤其是在移動處理器上，試圖掌控所有環節，完全不和其他人合作本身就是一個不切實際的想法。

以SoC中的CPU（中央處理器）為例，它占據了整個SoC大概1/3的面積，承擔了許多諸如任務處理在內的重要功能。

從最底層來講，目前移動處理器的採用的都是ARM的指令集，所以如果要追根刨底的話，沒有哪一款CPU是真正意義上的自主研發。

華為麒麟晶片中前幾代的CPU採用了「ARM公版架構」，也就是說用了ARM提供的CPU核心；而到了麒麟980這一代，雖然用的還是ARM的核心，但華為海思做了進一步的改進，設計了一套全新的Kirin CPU子系統：它使用了2超大核、2大核、4小核的三檔能效架構，三種CPU核心採用了三種不同的頻率，並且推出了Flex-Scheduling智能調度機制，讓CPU在重載、中載、輕載場景下靈活適配，使用戶在獲得更高性能體驗的同時獲取更長的續航體驗。

相比起華為在公版架構的基礎上進行優化而言，高通和三星則是更進了一步，使用了自主設計的架構。

這有點像造汽車，如果說華為麒麟以前用的是別人的發動機的話，那麼這次麒麟980對發動機進行了更多的調教和優化，而高通和三星則是有能力自己設計發動機。

但無論是高通、三星還是華為，他們各自的發動機底層技術都離不開ARM，只是相比起來，自主架構的CPU在單核性能和功耗上都會更有優勢。

講到這裡要引出另外一個問題，是不是使用自主架構就一定比用ARM公版架構要好？

其實這並不是絕對的，自主架構優於公版架構的一個重要前提條件就是採用自主架構的廠商在技術上要有足夠的積累。

而之前無論是高通驍龍還是三星獵戶座在進行自主架構研發的時候都曾經在穩定性、功耗，發熱等細節問題上出過問題，這兩家廠商也是在不斷地磕磕碰碰中逐漸走向成熟。

其次，即使採用了成熟的自主架構，也不一定代表晶片SoC的綜合性能就更好。

就像發動機雖然是汽車裡的一個重要部件，但汽車的整體性能並不只取決於發動機，它和變速箱、底盤、轉向控制機構等部件也緊密相關。

我們一般提到的「公版架構」指的是SoC中的CPU和GPU部分，但除此之外SoC的整體性能還取決於其它的因素，例如：

1. 總線。

麒麟晶片採用了ARM提供的核（例如：A76和A55），但一共用幾個核，核心之間採用什麼樣的總線互聯，緩存的大小，如何分配都是廠商在設計SoC的時候會影響到性能的關鍵因素。

2. 基帶。

基帶和上網速度有關，這應該算是華為的驕傲了，華為在通訊領域的成就有目共睹，海思麒麟晶片用的也是自家的通訊基帶晶片。

麒麟980使用了Cat.21的4.5G基帶，下載速度高達1.4Gbps，優於高通同級產品。

3. ISP（圖像感應處理器）。

現在的手機都強調拍照效果，圖像處理不能靠CPU和GPU，需要用到專門的處理器，ISP晶片的好壞決定了手機拍照的效果以及是否可以支持4K高清攝像。

4. NPU（人工智慧晶片）。

這也是麒麟晶片SoC的優勢所在，980系列使用了首款雙核NPU，AI算力是上一代產品的4倍，支持更豐富的AI場景；每分鐘圖像識別4500張，識別速度相比上一代提升120%，而高通驍龍目前還沒有內置AI晶片。

5. 除此之外，還有音頻解碼器、Flash通信模塊、電源管理晶片以及各種傳輸接口等等。

手機的整體性能和差異化，離不開這些特定的模塊去發揮作用。

所以看到這裡的時候就會明白，單純討論CPU/GPU是否是自主研發的其實意義不大，而從晶片SoC的角度來說，麒麟晶片一定是華為自主研發的，在這點上毫無疑問。

即使是使用了ARM公版的CPU和GPU，這本身也不是什麼丟人的事情。

能夠把基於公版CPU/GPU 的SoC設計好了也需要兩把刷子，把各個細節都設計得合理需要有很強的技術功底和大量投入，一旦研發控制不好，晶片在功耗、發熱方面就會出現各種問題，所以就晶片的研發需要非常強大的人力、物力和高超的技術能力。

華為目前在晶片設計的能力上可以說已經進入了世界第一梯隊，距離高通的差距已經很小很小，這已經是巨大的進步，而未來基於完全自主架構的CPU/GPU設計的晶片SoC也只是一個時間問題。