前段時(shí)間，一直有消息稱(chēng)韓國(guó)電子巨頭三星即將自主設(shè)計(jì) GPU 圖形處理單元，為此不僅有招聘信息側(cè)面證明，更有不少熟知內(nèi)情的人士爆料了諸多項(xiàng)目的細(xì)節(jié)。如果這是事實(shí)，說(shuō)明未來(lái)三星將有望推出一款性能芯片完全自主操刀的智能手機(jī)，就像蘋(píng)果 iPhone 目前所采用的 A 系列芯片一樣。

　　目前三星的自主 GPU 是什么情況呢？

　　有的分析認(rèn)為，多年之前三星可能就一直醞釀 GPU 開(kāi)發(fā)項(xiàng)目了，并且可能已經(jīng)開(kāi)發(fā)到一定的程度，只差一個(gè)嚴(yán)肅而莊重的亮相時(shí)刻而已。不過(guò)，根據(jù)最近一份來(lái)自 EE Times 的報(bào)道判斷，三星開(kāi)發(fā)自主 GPU 目前還處于規(guī)劃階段，也就是繪制藍(lán)圖階段，還未有非常實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

　　當(dāng)時(shí)這篇報(bào)道稱(chēng)，三星自主開(kāi)發(fā)的 GPU 將采用全新的架構(gòu)，而且將會(huì)是 10 年以來(lái)顛覆行業(yè)級(jí)別的新架構(gòu)。負(fù)責(zé)新架構(gòu)設(shè)計(jì)的領(lǐng)導(dǎo)者是前 Nvidia 的工程師 Chien-Ping Lu，曾開(kāi)發(fā)過(guò) nForce IGP，也在聯(lián)發(fā)科呆過(guò)。關(guān)鍵是，新架構(gòu)將讓三星 GPU 可以與蘋(píng)果抗衡，并且由于架構(gòu)提供超出色的能效比，每瓦性能最高，對(duì)高通而言又非常具有超強(qiáng)破壞性。

　　不僅如此，三星的 GPU 架構(gòu)適用范圍廣泛，手機(jī)、汽車(chē)、超級(jí)計(jì)算機(jī)都可以用。很明顯，這些看起來(lái)夸張的宣傳，一般都基于未親自驗(yàn)證過(guò)成品初步分析，所以說(shuō)這些可能只是三星目標(biāo)而已。而且報(bào)道還表示，明年年中這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，三星就能發(fā)布自主 GPU 了，這點(diǎn)更讓人懷疑。

　　不管怎樣，三星肯定有自己的目標(biāo)和時(shí)間表，而在看到成品之前，現(xiàn)在我們更關(guān)心的問(wèn)題是，三星自主設(shè)計(jì)和研發(fā) GPU 是為什么?

　　立下與ARM的談判籌碼 在花錢(qián)多與少之間權(quán)衡

　　三星自主設(shè)計(jì) GPU 的念頭可能早在 2015 年就萌芽了，當(dāng)時(shí) 3 月底有消息稱(chēng)三星正考慮收購(gòu)傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)廠(chǎng)商 AMD，而且興趣濃厚，目的是拿下 GPU IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))，增加機(jī)遇自研 GPU 讓自己處于更有利的位置。畢竟自從 AMD 陷入困境之后的那些年，各大巨頭包括蘋(píng)果、高通等都開(kāi)始從 AMD 挖走人才。

　　不過(guò)，到了 2015 年 6 月，三星收購(gòu) AMD 研發(fā) GPU 的傳聞不攻自破，因?yàn)槿桥c ARM 簽署了一項(xiàng)有關(guān) GPU 的長(zhǎng)期技術(shù)合作協(xié)議，明確所有三星自家的 Exynos 芯片長(zhǎng)期都會(huì)采用來(lái)自 ARM 的 Mali GPU 產(chǎn)品，包括從 Midgard 到最新的 Bifrost 架構(gòu)和 Mali-G 系列 GPU。

　　當(dāng)然了，所謂“長(zhǎng)期”協(xié)議，外界并不知道多少年，也許 5 年的期限是一個(gè)合理的期限。如果這個(gè)期限不假，這意味著該協(xié)議可能將在 2020 年年中到期?；诖?，如果三星選擇續(xù)期，那么在與 ARM 進(jìn)行新一輪授權(quán)談判之前，三星可能只是在故作姿態(tài)。但是也不排除三星不簽了，畢竟有一個(gè)后備計(jì)劃相當(dāng)重要，任何協(xié)議在之前雙方都不清楚是不是自己想要的協(xié)議。

　　除了爭(zhēng)取與 ARM 談判授權(quán)協(xié)議更有利之外，省成本應(yīng)該是另一大因素。三星半導(dǎo)體業(yè)務(wù)已成為整個(gè)集團(tuán)盈利的重要組成部分。因此，隨著智能手機(jī)出貨量逐漸放緩以及利潤(rùn)率的不斷下滑，如果三星能夠自主生產(chǎn)包括顯示屏幕、內(nèi)存、閃存和性能芯片在內(nèi)的所有組件，那么三星的智能手機(jī)業(yè)務(wù)仍有望保持非常高的利潤(rùn)率。

　　不過(guò)，由于任何一家大企業(yè)對(duì)公司內(nèi)部的支出都會(huì)有嚴(yán)格的審核，三星對(duì)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的支出也不例外。所以，三星必然會(huì)在自主研發(fā)、授權(quán)許可和專(zhuān)利費(fèi)用這些方面進(jìn)行權(quán)衡，因?yàn)椴簧偈謾C(jī)內(nèi)部組件研發(fā)設(shè)計(jì)并不便宜，尤其是從頭開(kāi)始。如果三星內(nèi)部認(rèn)為自主研發(fā) GPU 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看效益更高，那么三星必然會(huì)在 ARM 協(xié)議到期后堅(jiān)持這條路。

　　或許性能是王道

　　正如前述，由于智能手機(jī)市場(chǎng)的利潤(rùn)率不斷下降，能否自主研發(fā)關(guān)鍵組件越來(lái)越關(guān)鍵。對(duì)于三星而言，Exynos 芯片必然在公司盈利能力中扮演越來(lái)越重要的角色。不僅如此，有了自主研發(fā)的芯片，三星同樣會(huì)獲得更高的聲譽(yù)，至少可以證明三星也是十分出色的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)者，有能力與高通和蘋(píng)果等公司形成直接競(jìng)爭(zhēng)。

　　因此，拿出一款能夠與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手一較高下的高端產(chǎn)品至關(guān)重要，畢竟如今移動(dòng)設(shè)備對(duì)性能的需求越來(lái)越高了，不只是手機(jī)游戲，還包括行業(yè)普遍看好的移動(dòng) VR 虛擬現(xiàn)實(shí)和 AR 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。但目前三星旗艦的 GPU 性能還不夠強(qiáng)大，至少?gòu)?GFXBench 記錄的跑分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)看，ARM 的 Mali GPU 表現(xiàn)平平。

　　蘋(píng)果的 A11 在自主研發(fā) GPU 的情況下，2K 分辨率的 Manhattan 場(chǎng)景可以跑出 38.5fps，1080p 為 67.4fps。而三星 Exynos 版 Galaxy S9 的 Mali-G72 在同一場(chǎng)景下，2K 僅為 26.3fps，1080p 也只有 46.8fps。其實(shí)這與上一代 Galaxy S8 相比差距不大，因?yàn)?S8 集成的 Mali-G71 GPU 在 2K 下也跑出了 25.7fps，1080p 甚至為更高的 48.7fps。

　　很顯然，三星所采用的 ARM GPU 在性能上還很難與蘋(píng)果 A 系芯片的 GPU 較量，更不如高通的 Adreno GPU。要知道，驍龍 845 集成的 Adreno 630 GPU 提升顯著，并且在很多方面比蘋(píng)果為針對(duì) iPhone 設(shè)計(jì)的 GPU 更強(qiáng)。另外，由于三星旗艦通常有高通和 Exynos 兩個(gè)版本，因此不同的 GPU 也造成了旗艦性能不一致的情況。

　　ARM 在公布新一代 Mali-G76 GPU 時(shí)承諾，將會(huì)帶來(lái) 30% 的能效提升，但在能能效提升的情況下，性能卻只會(huì)帶來(lái)大約 1.5 倍的提升而已。但即便如此，等到三星下一代旗艦用上 Mali-G76，那也只能與 iPhone X 的 GPU 性能縮小差距而已，真正全面超越還談不上。但如果三星拿出自主 GPU，并能在高端市場(chǎng)更上一層樓，相信誰(shuí)都會(huì)對(duì)其刮目相看。

　　三星不是沒(méi)有嘗到自主設(shè)計(jì)芯片的好處，目前三星最重要的 Exynos 芯片中就有自主定制的 Mongoose CPU 核心，該 CPU 內(nèi)核性能的提升顯著，領(lǐng)先于各路采用 ARM 公版架構(gòu)的芯片，雖然實(shí)際領(lǐng)先不多，但跑分卻高不少。但是，GPU 方面三星仍只能依賴(lài)于 ARM 的產(chǎn)品線(xiàn)，所以在 ARM 落后的情況下，三星也沒(méi)有其他選擇。所以，要想 GPU 性能達(dá)到想要的水平，自主設(shè)計(jì) GPU 必然是最佳選擇。

　　不只手機(jī)需要GPU

　　智能手機(jī)市場(chǎng)會(huì)是三星自主 GPU 最合理的切入點(diǎn)，但這并不意味著手機(jī)是三星唯一考慮的市場(chǎng)，開(kāi)頭爆料也提到了，三星這枚 GPU 適用于多平臺(tái)?？紤]到三星是一個(gè)大集團(tuán)，旗下消費(fèi)電子產(chǎn)品數(shù)不勝數(shù)，包括智能冰箱、智能洗衣機(jī)還有頂級(jí)的 OLED 電視機(jī)等等。這些產(chǎn)品只要對(duì)圖形處理有需求，就一定有自主 GPU 可以發(fā)揮的地方。

　　很多傳聞?wù)J為，三星自主 GPU 可能會(huì)從低端產(chǎn)品開(kāi)市場(chǎng)始，如果這點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)的話(huà)，三星首先瞄準(zhǔn)的應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)和智能家居領(lǐng)域，將 GPU 與這些市場(chǎng)的產(chǎn)品緊密結(jié)合到一起。同時(shí)，三星也有智能手表產(chǎn)品線(xiàn)，自主研發(fā)的 GPU 肯定也會(huì)對(duì)該產(chǎn)品線(xiàn)起到重要作用。

　　此外，在對(duì)象檢測(cè)和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興領(lǐng)域， GPU 的處理性能已變得越來(lái)越重要，因?yàn)?GPU 能夠比 CPU 以更快地速度并行處理數(shù)據(jù)，這對(duì)于三星而言也可以是一個(gè)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)。而在汽車(chē)和家庭安全領(lǐng)域，目前也有越來(lái)越多的細(xì)分市場(chǎng)，自主定制 GPU 同樣可以讓三星從中獲利。

　　再回到對(duì)智能手機(jī)的方向上來(lái)，我們都知道，迄今為止三星的旗艦智能手機(jī)都未集成專(zhuān)用機(jī)器學(xué)習(xí)處理單元，而是依靠 GPU 和視覺(jué)處理單元來(lái)處理這項(xiàng)任務(wù)。所以，自主定制的 GPU 除了可以提升圖形性能外，還能夠幫助三星更有效地在手機(jī)的機(jī)器學(xué)習(xí)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括加速特定的應(yīng)用程序和指令。

　　平常心看待三星自主設(shè)計(jì)GPU這件事

　　總之，三星設(shè)計(jì)自主 GPU 可以有很多理由，并且大多利大于弊，有助于三星保證利潤(rùn)率，削減授權(quán)許可費(fèi)用的支出，大大縮減成本，甚至有助于三星開(kāi)拓新領(lǐng)域的市場(chǎng)等等。同時(shí)，當(dāng)有越來(lái)越多的自主 GPU 出現(xiàn)在市場(chǎng)上相互競(jìng)爭(zhēng)，也有利于整個(gè)行業(yè)的更快的成長(zhǎng)。

　　然而，自主 GPU 設(shè)計(jì)并非一朝一夕就能完成的事情，通常需要多年技術(shù)積累和大量的研發(fā)投入，特別是打造高端自主 GPU，自主 GPU 不是說(shuō)做就能做成，包括蘋(píng)果亦是如此。所以，三星自主定制 GPU 這件事情尚無(wú)任何定論，可能三星早就已經(jīng)開(kāi)始做了，開(kāi)花結(jié)果仍言之尚早，但也可能三星仍在規(guī)劃藍(lán)圖，甚至不排除最終認(rèn)為這是個(gè)虧本投資而放棄。

　　話(huà)說(shuō)回來(lái)，三星如何像蘋(píng)果那樣避開(kāi)侵犯專(zhuān)利而自研 GPU 也是個(gè)問(wèn)題?；叵?2015 年時(shí)三星之所以與 ARM 簽署的長(zhǎng)期技術(shù)協(xié)議，當(dāng)時(shí)的背景就是三星和 Nvidia 正在打官司，其中涉及很多圖形技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利，這場(chǎng)官司直到 2016 年才達(dá)成了和解。如果協(xié)議到期三星不繼續(xù)與 ARM 簽約，而是推出自主 GPU，ARM 會(huì)不會(huì)反過(guò)來(lái)與三星打?qū)＠麘?zhàn)呢?

　　無(wú)論如何，商場(chǎng)如戰(zhàn)場(chǎng)，企業(yè)的生存幾乎以利益為先，在三星官方未證實(shí)自研 GPU 之前，我們只要以平常心來(lái)看待即可。

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