[苹果冲击波](21)连苹果都曾在这类芯片设计上失败,谷歌也难以攻克
谷歌效仿苹果自研手机芯片受挫
掌握芯片与系统的“苹果模式”遭追赶
有报道称谷歌计划将代工从三星转向台积电
苹果也曾在芯片设计上碰壁:上世纪80年代推进四核CPU失败
为CPU设计引进的超级计算机最终沦为PC机箱设计工具
Apple Silicon是信息技术领域的“鲶鱼”。由苹果自主设计并掌握的半导体,如今已经成为所有苹果产品的核心部件。凭借优质的半导体,苹果推出性能更强的产品,扩大了市场份额和销售额,成长为市值3万亿美元的企业。
苹果的竞争对手们也正如ARM创始人Hermann Hauser的预言一样,开始尝试自行设计半导体。其中最具代表性的就是Google。Google与苹果之间是互相缠绕的关系。苹果在iPhone上使用Google地图和Google搜索。Google则推出了与iPhone竞争的安卓智能手机操作系统,并销售名为“Pixel”的智能手机。
Google在过去几年间,一直尝试在Pixel中使用其自主开发的应用处理器(Application Processor,AP)。虽然会得到ARM的协助,但计划是在Google内部完成最终设计。这一点具有重大意义,因为它是在借鉴苹果的成功模式。
目前,Google Pixel使用的是与三星电子共同开发的“Tensor”芯片。Tensor是在三星Exynos芯片基础上设计的,可以视为Google与三星的合资作品。芯片制造也由三星代工事业部负责。
然而,搭载Tensor芯片的Pixel手机始终无法追上苹果iPhone的性能。在评估芯片性能的各类基准测试中,Tensor根本不是苹果“A系列芯片”的对手。发热问题也成为一大烦恼。
三星已经在战略旗舰机型Galaxy S23上采用了高通第二代骁龙8芯片。即便高通将生产线从三星转移到台积电,三星仍为了确保手机性能而选择与高通合作,这意味着为了在智能手机性能上实现差异化,作为核心芯片的AP性能至关重要。
Google同样意识到,要在提升芯片性能的同时,为移动设备获得合适的能效,就必须拥有可以与安卓操作系统深度整合的、百分之百自研芯片。
Google的目标是明年之前拿到完全自主设计的Tensor芯片。拥有安卓操作系统的Google若连芯片都实现自研,就意味着其可以对智能手机实现完全掌控。在三星Exynos放缓之际,高通虽然凭借骁龙芯片主导着安卓阵营的芯片格局,但如果Google推出能够与苹果A系列芯片竞争的产品,安卓阵营的走势也可能随之改变。
而现在,这一局面似乎出现了变量。信息技术专业媒体《The Information》报道称,Google将Pixel用芯片的落地时间推迟了1年。这意味着至少在2025年前,Google都无法推出完全自主设计的智能手机芯片。
一位前Google高管解释称,美国与印度两地的芯片设计人员之间协作并不容易,加之人员流失频繁,导致整体芯片开发进度被拖慢。
据悉,Google最终未能实现原定于去年之前将自主设计的Tensor方案交付给台积电的计划。Google的芯片设计直到今年年初才交给台积电,因此今年内已无法实现量产。这也预示着Google将把芯片制造方从三星转向台积电。
Google自研Tensor芯片的亮相推迟,也可以与台积电的情况联系起来考量。据传,新款Tensor也将采用台积电3纳米工艺。今年台积电3纳米产能的大部分已被苹果锁定。在苹果挤压之下,英伟达、AMD等企业也在争夺台积电3纳米晶圆产能时处于劣势,更何况产量微乎其微的Google芯片,台积电要为其火速排产并不容易。
还有分析指出,由于与iPhone相比,Pixel销量极其有限,Google难以像苹果那样投入巨额半导体研发费用。
SemiAnalysis分析师Dylan Patel表示:“Google在智能手机领域很难实现盈利,但考虑到VR设备等未来将推出的产品,Google认为有必要掌握自主研发半导体。”
舆论认为,Google不会坐视苹果一家独大,而是将通过掌握自有半导体来发起正面较量。为了持续开发既能与Pixel智能手机、又能与Vision Pro等苹果未来导向型产品竞争的新品,Google很可能认为,没有半导体这一基础就根本无从谈起。
在自研芯片设计上遭遇困难的,Meta也是同样境遇。Facebook母公司Meta也曾尝试自研半导体,但最终选择放弃。Meta原本计划在VR头显“Quest”中使用自研芯片,但最终还是采用了高通骁龙XR芯片。
连苹果也曾在半导体设计上碰壁:1980年代的大挫折
Apple Silicon一路走来就一直顺风顺水吗?并非如此。Apple Silicon也经历过失败,而这些失败反而成为其发展的养分。
Apple Silicon的历史出乎意料地悠久。第一次尝试可以追溯到20世纪80年代。
Apple Silicon的首个项目是1980年启动的“Aquaris”项目。由Steve Jobs主导开发的第一代Mac电脑依靠摩托罗拉68000芯片运行。但这枚芯片的性能不足以支撑Jobs所打造的图形用户界面(GUI)。
当时的首席执行官John Sculley以及在驱逐Jobs过程中立下大功的Jean-Louis Gassée,都认同“苹果必须在内部掌握芯片设计能力”的主张。
苹果为Apple Silicon设计组建了专门团队,目标是开发四核芯片。这是一项雄心勃勃的计划,旨在打造一款性能远超采用英特尔和摩托罗拉芯片的电脑的Mac个人电脑。英特尔推出首款四核中央处理器(CPU)是在2007年,苹果当时启动的计划,实际上要到约20年后才有条件实现。
为进行半导体设计,苹果引进了Cray公司的超级计算机X-MP/48,投入资金1500万美元。据说当时的首席执行官Sculley还亲自给Cray的销售人员打电话下单。
苹果在6周内完成了超级计算机的引进,共有50余名员工专职负责Aquaris项目。
苹果必须对外隐瞒这台大型超级计算机用于CPU设计的事实,对外宣称是用于Mac电脑电路设计这一看似合理的理由。Cray创始人Seymour Cray也不知道苹果究竟将其超级计算机用在了何处。不过,Cray对苹果采购其超级计算机一事颇为欣喜,这一点从Cray公司刊物上刊登的苹果采购案例报道中可见一斑。
虽然“四核CPU”这一目标宏大,但实现难度极高。与单核CPU不同,四核在设计上更为复杂,发热也在所难免。业绩不振的苹果也无力像英特尔或摩托罗拉那样投入巨额资金。
最终,Aquaris项目被迫中止。为设计Apple Silicon而引进的Cray超级计算机,据说后来被转交给Macintosh电脑机身外壳设计团队使用。
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