2021年11月02日
這幾天,蘋果和谷歌公司接連在發(fā)布會上推出各自的新品 MacBook Pro 和 Pixel 6。蘋果帶著 M1 Pro 和M1 MAX 來炸場,谷歌也通過 Tensor 芯片提高了手機的 AI 性能。異曲同工的是,這兩款新產(chǎn)品的性能升級基本都可以歸功于搭載了自家研發(fā)的芯片。
在谷歌 Pixel 6 手機的柔和色調(diào)外殼內(nèi),裝有谷歌新研發(fā)的 SoC(System-on-a-chip,片上系統(tǒng))Tensor 芯片,它的對標是蘋果的 A 系列芯片。與 Apple Silicon(蘋果自研芯片)一樣,Tensor 使用與硬件設備相匹配的定制設計芯片。
Google Pixel 6 & Tensor 芯片,from Google
在 Pixel 6 的 Soc 中,Tensor 包括一個新的安全芯片 Titan M2 和一個移動 TPU(Tensor 處理單元),從使用上來看它是為運行夜視和錄音機語音轉(zhuǎn)錄等 AI 進程而構(gòu)建的。
谷歌的產(chǎn)品經(jīng)理 Monika Gupta 表示:「移動芯片根本無法跟上谷歌在機器學習 AI 方向上的研究步伐,因此我們沒有等他們趕上,而是自己制造了一款?!?/span>像蘋果「拋棄」英特爾 x86 一樣,高通似乎也無法滿足谷歌了。
這次谷歌自研的 Tensor 芯片在性能上基本可以媲美高通的驍龍 888,盡管比起蘋果自研芯片對英特爾的碾壓其突破性還有些差距,但這也是谷歌自制芯片還不賴的開端。
不論是制造商還是消費者,自從供應鏈上的所有人都感受到「芯慌」以來,幾乎隔一個月就有一家大型科技公司對外宣布一個自研芯片項目。
最有代表性的例子出現(xiàn)在 2020 年 11 月,當時蘋果宣布將放棄英特爾的 x86 架構(gòu),轉(zhuǎn)而制造自己的 M1 處理器,如今該處理器早已安裝在其新的 iMac 和 MacBook 中并且銷量成績也很不錯——
根據(jù)蘋果公司 2021 年第一季度的財報,該季度其 Mac 電腦的銷量同比增長了 21%,出貨量增加了約 1 倍。在蘋果 2021 春季發(fā)布會上,CEO Tim Cook 也曾公開表示,搭載蘋果自研芯片 M1 的 Mac 電腦銷量已經(jīng)超過了搭載英特爾處理器的 Mac 電腦。
蘋果 M1 Pro/M1 Max CPU 表現(xiàn),from Apple
幾個月前,特斯拉也對外宣稱正在構(gòu)建「Dojo」芯片,用于在數(shù)據(jù)中心訓練 AI 網(wǎng)絡。關(guān)于特斯拉開始生產(chǎn)配備定制 AI 芯片的汽車可以追溯到 2019 年,這些芯片可幫助車載軟件根據(jù)道路上發(fā)生的情況做出決策。
國內(nèi)來看,百度在 8 月也推出了一款 AI 芯片,旨在幫助設備處理大量數(shù)據(jù)并提高計算能力。百度稱,「昆侖 2」芯片可以用在諸如自動駕駛領(lǐng)域,并且它已進入批量生產(chǎn)。
近日,阿里巴巴集團也發(fā)布了為其云計算業(yè)務推出的芯片倚天 710,同時表示將不對外出售,只在內(nèi)部數(shù)據(jù)中心部署自用。
還有一些科技巨頭的相關(guān)研發(fā)仍在進程中,比如,谷歌計劃從 2023 年左右開始在運行該公司 Chrome 操作系統(tǒng)的 Chromebook 和平板電腦中使用其自研 CPU 。
另一方面,運營全球最大云服務的亞馬遜正在開發(fā)自己的網(wǎng)絡芯片,為在網(wǎng)絡中移動數(shù)據(jù)的硬件交換機提供動力。如果實現(xiàn),這將減少亞馬遜對博通的依賴。
但在現(xiàn)階段,還沒有一家科技巨頭能完全獨立地的開發(fā)芯片。現(xiàn)在來看,他們主要是設計而非制造芯片,這也是為了確保芯片的性能和性價比,因為在制造和代工廠方面,成本太高了。舉例來說,在臺灣建立像臺積電這樣的先進芯片工廠或代工廠,將耗資約 100 億美元,并需要數(shù)年時間才能完成。
蘋果芯片研發(fā)主管 Johny Srouji 去年曾在采訪中表示:「我相信蘋果產(chǎn)品是獨一無二的。我們正在根據(jù) M1 芯片開發(fā)完全互相適應的硬件產(chǎn)品和軟件生態(tài)。
當我們在三四年前決定設計 M1 芯片時,我和 Federighi (蘋果公司軟件工程高級副總裁) 坐在同一個房間里,確定我們要交付的產(chǎn)品,然后我們攜手并進。而 Intel、AMD 或任何其他公司都很難做到這一點(指軟件和硬件協(xié)同開發(fā))。」
定制芯片的優(yōu)勢顯而易見。只需將蘋果搭載了 M1 Max / Pro 或者甚至是更早前推出的 M1 芯片的 MacBook 與之前的英特爾版本進行比較。從外觀上看,Intel 和 M1 MacBooks Air 是一樣的,但搭載蘋果自研芯片的電腦的速度要快得多,電池續(xù)航也顯著提升,而且運行非常輕松,一般都用不太到風扇。
部分原因在于 Apple 的 M1 芯片設計,其本質(zhì)上是 A 系列 iPhone 芯片的延續(xù)。也就是說,這些自研芯片是在極端的效率至上的環(huán)境中發(fā)展起來的。另一重要層面是,蘋果的芯片和軟件是共同設計的,可以相互補充,自適應能力更強。
英特爾的 x86 芯片必須是通用的,就像家庭轎車一樣,而蘋果的芯片,以及谷歌的 Tensor SoC,都與它們運行的軟件相匹配,它們就像經(jīng)過精細調(diào)整的跑車。
The Linley Group 首席分析師 Linley Gwennap 表示:「設計尖端芯片是一項昂貴的游戲,但谷歌是世界上最大的半導體客戶之一,所以它有能力玩。這種方法使這些公司能夠定制具有特殊功能的芯片。例如,谷歌構(gòu)建了自己的 AI 芯片,其中包括一個用于 Pixel 6 手機的小芯片,這些芯片針對谷歌自己開發(fā)的 AI 模型進行了優(yōu)化。」
在通用、現(xiàn)成的硬件(英特爾、AMD、高通)上運行現(xiàn)成的操作系統(tǒng)(Android 或 Windows)時,這種協(xié)同工作是不可能的。但這也并不意味著這些通用芯片的終結(jié),在靈活性方面,它們?nèi)匀淮蠓女惒省Mㄓ眯酒瑢⒗^續(xù)有用,特別是在部分 PC、筆記本電腦和服務器應用程序中。但在物聯(lián)網(wǎng)、移動設備和其他設備中,自研芯片會更加流行。
蘋果公司全球營銷高級副總裁 Joswiak 此前接受采訪時提到了已故創(chuàng)始人喬布斯(Steve Jobs)過去如何推動蘋果介入「所有部件」的想法:
「史蒂夫曾經(jīng)說過我們應該制造所有部件,我們一直在為自己的所有產(chǎn)品(從 iPhone,iPad,到手表)制作所有部件。M1 是在 Mac 上的最后一個關(guān)鍵部件?!?/span>
類似于蘋果所做的一切,喬布斯顯然想讓蘋果完全實現(xiàn)從軟件到硬件的設計語言統(tǒng)一。通過此次蘋果炸場級別「芯」品發(fā)布,其軟硬協(xié)同的優(yōu)勢已經(jīng)愈發(fā)明顯。
就像很多媒體把谷歌對自研芯片的創(chuàng)新歸功于蘋果的啟發(fā)一樣,為了和蘋果競爭,也許谷歌可以像授權(quán) Android 一樣授權(quán) Tensor。雖然這會讓基于 Tensor 的 Pixel 6 手機所享有的優(yōu)勢卷入到競爭中,但重要的是可以縮小 iPhone 與所有非谷歌 Android 手機之間的差距??紤]到蘋果此前因推出的隱私政策,谷歌的核心廣告業(yè)務運轉(zhuǎn)也受到了影響。長遠來看,強大 Android 市場是非常有意義的。
這一次是各種公司,包括科技巨頭蘋果、亞馬遜、Facebook、微軟和特斯拉,這些以前不從事芯片開發(fā)業(yè)務的公司,在擴大和演變半導體行業(yè)的構(gòu)成,以及煽動這種變化。
他們有的還正在招聘經(jīng)驗豐富的工程師,為從網(wǎng)絡和云到自動駕駛的各種應用設計性能更好、能效更高的計算機芯片。在這個過程中,他們正在撕毀傳統(tǒng)半導體劇本的頁面,并制定自己的半導體芯片設計指南。
以上對你我來說,應該都算是好消息。這些自研芯片不僅使我們的計算機或其他硬件設備運行更快、散熱性更好、電池壽命更長,而且還支持以前無法實現(xiàn)的功能,例如谷歌的 AI 攝影增強和蘋果的實時文本功能等。
總之,軟硬件協(xié)同設計、形成自成一體的研發(fā)設計閉環(huán)已經(jīng)成為各大科技巨頭追逐的未來,屆時像是英特爾等強大的通用芯片供應商又將是怎樣的一番業(yè)務狀況呢?