自研CPU成絕響,三星犯了哪些錯?
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對於三星的晶片部門來講,十一月是個悲欣交集的時間。
一方面,11月7日,VIVO在北京召開媒體會,正式公布與三星聯合研發的5G雙模SoC ——獵戶座Exynos 980處理器,搭載該款處理器的5G手機將在12月上市。
一直使用高通和聯發科的VIVO首次與三星在處理器上合作,對於在華手機市場萎縮的三星來講顯然是極大的利好。
但是另一方面,根據11月3日報導,三星將解散德州的奧斯汀半導體工廠研發部門,並且解聘該部門的290名員工,這個決定意味著三星的自研CPU「貓鼬」團隊的分崩離析,10月24日發布的M5將會是三星最後一款手機CPU。
與電腦一樣,CPU是手機上的重要晶片,屬於SoC上的核心組成部分,為什麼三星會解散自己的CPU研發團隊?未來我們還能看到三星的下一代「獵戶座」嗎?
在回答這個問題之前,我們首先解釋一下手機中SoC與CPU的關係,SoC雖然平常被我們稱之為手機晶片,但其全稱應該是System on Chip,也就是「晶片級系統」,也有稱片上系統,意指它是一個產品,是一個有專用目標的集成電路,其中包含完整系統並有嵌入軟體的全部內容。
如果用電腦作為對比,那麼手機的SoC便相當於電腦的CPU、主板、內存、顯卡的集合,說是手機最重要的組成部分也不為過,目前高端手機SoC有高通的「驍龍」系列,三星的「獵戶座」系列,以及華為的「麒麟」系列,當然,也不能忘記蘋果的A系列。
作為一個晶片系統,SoC一般由CPU、GPU、NPU和存儲等部分組成,CPU是SoC的重要組成部分,值得一提的是,大部分CPU都不是SoC廠商自主研發,蘋果、華為與聯發科用的是英國廠商ARM的「公版」CPU,前段時間ARM因為美國壓力,還差一點中斷對華為的CPU技術授權。
三星曾經是少有的自研CPU陣營一員,擁有代號為「貓鼬」的自研CPU,在晶片研發費用日漸高昂的今天,三星顯然是在「貓鼬」上投入了巨量資源。
但是隨著研發團隊的解散,貓鼬系列CPU的型號將永遠停留在第五代。
雖然三星「獵戶座」還可以採購ARM公版CPU,實際上目前已經有消息稱,三星會和ARM高性能CPU團隊深入合作,可能會定製未來的A77,A78架構,但是所謂的「定製」終究不如自行研發更為直接,為何三星在已經投入極大沉沒成本的前提下放棄了「貓鼬」呢?
最早一代獵戶座處理器發布於2011年2月,其正式名稱Exynos由兩個希臘語單詞組合而成:Exypnos和Prasinos,意思分別是「智能」和「環保」。
Exynos的發布比蘋果的A系列器要晚一年,比華為的麒麟要早三年,這與三星三十年的手機生產史相比,顯然不是一個很長的時間。
而自研CPU貓鼬則要更晚,在使用了五年公版CPU之後的2016年初,搭載「貓鼬」CPU的Exynos 7420才帶著三星的勃勃野心正式問世。
此時的三星已經是如日中天的世界第一大手機廠商,其保持競爭優勢的秘訣在於「貫通全產業鏈」,無論是手機的內存還是螢幕全都自行生產,所以三星尋求自主研發CPU也是題中應有之義。
為了自研CPU,三星投入不菲。
從正式立項到2019年的5年里,總計研發費用花費170億美元,而且為了能夠得到相關人才,不惜將將研發中心設在AMD總部所在的奧斯汀,從AMD高新挖角。
但是研發的成果卻不如人意:幾乎每一代的Exynos處理器都在功耗和體驗上弱於高通驍龍處理器。
雖然紙面性能很高,但是前幾代的獵戶座CPU一直重複著「高分低能」的表現,有一旦持續高負載就會發熱失控乃至嚴重降頻的傳統硬傷,如果放在日常應用里,就是9810基本無法控制控制功耗和溫度,導致跑分時能滿血以外,日常使用中只能降頻運行。
在數據上,與之前使用的ARM公版晶片相比,以Exyons 9810為例,在相同工藝下,性能與晶片面積之比,連同時代的ARM A76一半都沒有,作為六發CPU的三代貓鼬,IPC只和ARM A76這種4發CPU一樣高。
ARM公版CPU不僅性能強於三星的貓鼬,而且進步速度也非常快,基本能能保持每年20-25%的IPC增長及優秀的能效比和性能/面積比,A77下一代(暫且叫A78)IPC接近A11,再下一代(暫且叫A79)IPC差不多持平A12,這樣的速度,顯然是三星追之不及的。
與華為相比,三星採用ARM的公版CPU最多只會導致成本略有提升(如果算上研發費用,公版晶片甚至比自研更加便宜),基本沒有供應鏈安全的壓力,所以既然在經濟角度划不來,也沒有追上先進廠商的希望,三星自然選擇了停止自研CPU。
三星不只是CPU的研發受挫,即使是獵戶座SoC,也始終處於一種不溫不火的狀態,同為擁有自研SoC的三大廠商,華為的高端麒麟系列晶片出貨量已經達到千萬級別,甚至已經高於專門的晶片廠商高通,蘋果的A系列晶片也同樣有巨大的出貨量,而與之相比,三星雖然手機銷量世界第一,但是自研晶片的占比卻只有15%左右。
在自研CPU上,蘋果和華為都比較保守,一直在手機上使用ARM的公版CPU,華為研發的TSV110(代號「泰山」)首先應用於餘量更大的伺服器上。
但是在自研SoC上,華為和蘋果都毫不猶豫的All
in。
目前為止,華為和蘋果全部的手機全部都是自研晶片,也因此走過了一段相對艱難的路程,有一些年紀的老用戶應該還記得被華為K3V2支配的恐懼。
而與之相比,三星則在戰略上有所過失,在自研SoC的推廣上,沒有下定決定,在自己手機上全面推廣,而在自研CPU上又過於激進,急於挑戰擁有豐富經驗與強大研發實力的ARM。
不過,三星也有自己的難言之隱,三星在自研SoC的時候,已經是世界第一的手機廠商,以安卓老大的身份迎接著中國HOVM的強力挑戰,所以不能像當時的華為一樣無所畏懼,又不想蘋果那樣有獨特的競爭力,即使處理器性能有缺陷,用戶也會欣然接受。
另外值得注意的是,蘋果的A系列和驍龍系列晶片,很大一部分是由三星代工,所以,三星也不可能完全拋開高通。
三星的CPU自研之路已經結束,但是,手機的產業鏈戰爭依然波濤洶湧。
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