手機芯片創新不斷系統和軟件應用是挑戰

作者 | 彭豐運

手機芯片創新不斷系統和軟件應用是挑戰

作者 | 彭豐運

芯片作為智能手機核心硬件之一始終是創新和相關企業爭奪的焦點，但從用戶體驗的角度，芯片的創新和發展惟有和系統及應用緊密結合才能真正發揮作用。

近年來，移動芯片發展迅速，64位、多核等日益普及，但隨之而來的是，系統和軟件應用的相對滯后。所以未來智能手機用戶能否不斷獲得體驗上的提升，除了芯片等硬件上的創新外，系統和軟件的跟進也至關重要。

功耗與性能需平衡64位、多核大勢所趨

目前移動芯片處理的數據越來越復雜，從過去的功能手機到智能手機，從鍵盤輸入到觸屏輸入，直到今天的語音輸入、3D游戲、高分辨率屏幕的支持等都對移動芯片性能提出了更高的要求，而未來物聯網、穿戴設備發展引發的大數據處理，則更需要芯片提供越來越強的性能。

眾所周知，在過去可以通過提升處理器速度獲得足夠的性能，但是由于功耗和芯片物理極限的限制，單純提升芯片速度所獲得的性能提升日漸有限，移動芯片開始從32位向64位發展。為此，2011年ARM推出了支持64位的ARMv8架構，2013年蘋果推出了首款基于ARM 64位架構的手機芯片。

在向64位發展的同時，芯片也開始向多核發展，因為通過多核心、多線程的方式可以讓芯片在不提高速度和功耗的同時，提供更強的性能。為此，2010年高通首先推出雙核手機芯片，而去年業界已經推出了八核芯片，然而核心數量的提升終究是有限，在達到八核以后，增加核心數量的難度開始增加。

所以，為了平衡性能和功耗，2013年ARM推出了big.LITTLE架構，即是多核心芯片中有大、小核之分，在需要高性能應用的時候開啟高性能的核心，但功耗較高；而在一般應用下則只使用低性能的核心，以降低功耗、延長智能手機的使用時間。而今年聯發科更是提出了三層架構，即高性能的A72核心+高頻低功耗的A53+低頻低功耗的A53架構，目前這個架構獲得了高通的認同，其下一代芯片中有一款驍龍818也將使類似架構的芯片。

除了上述64位和多核外，移動芯片集成度也在不斷提高，目前居全球手機芯片市場份額第二的聯發科正是通過提供高集成度芯片以獲得與高通的差異化競爭力，而將藍牙、Wi-Fi、基帶等集成在芯片中，除了可以有效降低成本和功耗，還可以提高移動產品的穩定性。目前主流芯片企業正在將更多的功能集成在芯片中，以增強芯片的競爭力。

市場競爭激烈 力促芯片創新

眾所周知，在聯發科進入手機芯片市場時，全球手機芯片市場基本由歐美的高通、飛思卡爾、德州儀器等把持。而聯發科通過價格低廉的Turnkey芯片解決方案服務于中國的山寨手機廠商，一度在2G時代的功能手機芯片市場崛起。

進入到3G時代，中國山寨手機企業逐步被國產手機品牌擊敗，而聯發科通過推出雙卡雙待的WCDMA手機芯片服務于主流品牌手機廠商從而再次實現了飛速增長。其后推出的TDSCDMA智能手機芯片更是推動中國TD-SCDMA手機的銷量增長超過一倍。通過這兩次競爭，聯發科奠定了在智能手機市場的地位。

當聯發科在移動芯片市場開疆拓土之時，原有的手機芯片企業如飛思卡爾、德州儀器和博通等先后宣布退出手機芯片市場，愛立信與意法半導體合資的手機芯片企業ST-E則也宣布倒閉，隨著而來的是中國大陸芯片企業的崛起。

目前華為海思、展訊、聯芯等手機芯片企業均在手機市場占有自己的一席之地。其中華為海思憑借去年推出的麒麟920贏得“跑分王”稱號，并開始在高端市場發力；展訊則在低端市場擁有較強競爭力并已經被三星手機采用；聯芯則有望借助與小米的合作在今年取得更大突破。

此外，韓國三星開發的手機芯片除了用在自己的手機上，還被中國的魅族采用，而今年其推出的手機Galaxy S6除了采用應用處理器外，還采用自己的基帶芯片，這意味著三星已經成為手機芯片市場不可忽視的力量。

至此，當下的芯片市場已經形成了高通、聯發科正面對決，中國大陸芯片企業崛起，三星后發制人的競爭格局，且未來的競爭會愈演愈烈。而正是這種競爭，推動著相關企業積極采用64位、多核等創新技術，并努力集成更多的元件和功能，以降低成本，增強自身的市場競爭力。

芯片創新需系統和軟件支持

盡管移動芯片發展快速，然而不爭的事實是，系統和軟件應用目前仍落后于硬件的發展，并導致未能充分發揮硬件的性能，進而影響到手機用戶最終的體驗。

業內人士知道，早在2010年高通就推出了雙核芯片，然而當時谷歌的Android 2.3卻不支持多核，所以未能充分發揮雙核芯片的性能，直到一年后推出的Android 4.0才支持雙核芯片。

同樣，早在2011年ARM就發布了64位的處理器架構，2013年蘋果推出了首款ARM 64位架構的A7芯片，高通也在2014年初推出了64位芯片，但谷歌仍然未能及時推出支持64位的Android系統，而這正是手機企業不愿意采用64位芯片的部分原因。直到去年10月谷歌發布了正式支持64位的Android 5.0系統，64位芯片的普及才開始提速。

分析未來芯片的發展趨勢，聯發科和高通勢必推出與此前ARM big.LITTLE有區別的三層架構，這無疑要求軟件企業要做好適配這種架構的軟件設計和應用，以更好發揮芯片的性能。需要說明的是，目前在服務器市場已經開始利用GPU的浮點運算性能，所以可以預期的是，未來手機芯片也將會利用GPU的運算性能，而這些不斷發展的硬件創新勢必要求軟件的快速跟進，才能讓用戶體驗到創新所帶來的性能提升。