聊聊高通的芯片實力

​近期,關於高通的新聞頗多。

高通不是一個小衆的芯片公司,提到高通難免想到"手機芯片之王"、"蘋果無法打敗的公司"、"芯片行業裡最懂專利的公司".......這些標籤伴隨着高通公司發展,直至它成爲全球芯片巨頭。

儘管如此,當業界傳出高通可能收購英特爾的消息時,很多人的第一反應還是"怎麼可能"。一週以來,這條消息無疑成爲芯片行業的熱搜話題,在大家都在思考英特爾怎麼了的時候,本文想聊聊高通的芯片實力。

01高通的早期發展

高通的創始人艾文·雅各布斯博士(Dr. Irwin Jacobs)1933年出生於美國馬薩諸塞州新貝德福德。本科時他從康奈爾大學的酒店管理學院轉到電氣工程專業,1959年獲得麻省理工學院(MIT)電氣工程博士。

1959年博士畢業後,雅各布斯在麻省理工學院中擔任助手和電子工程系助理教授直到1966年。在麻省理工學院工作中,雅各布斯與Jack Wozencraft合作寫了一本關於數字通信原理的教科書。這本書在1965年出版,到今天還在使用。

從1966年開始,到1972年結束。雅各布斯在加利福尼亞大學聖迭戈分校(UCSD)擔任計算機科學和工程(computer science and engineering)教授。

1968年,雅各布斯與他人創立Linkabit公司,這個公司業務是開發衛星加密裝置。這個公司在1980年與M/A-COM公司合併。

1985年7月老雅各布和大學教授維多比等7個創始人成立了高通公司,老雅各布和維多比兩個人都是教授,都有自己的發明,尤其是維多比當時的一種編碼方法在通訊業界很知名,他們最初在聖地亞哥的一個墳場旁租了一間小房子,此時高通還是一個很小的公司。

成立初期的高通,做的是衛星系統移動通信的解決方案。在一次拜訪客戶開車回家的途中,艾文·雅各布博士還在思考解決問題的方法,深厚的通信技術背景把他導向了最好的選擇——CDMA。

1993年,高通向業界證明了CDMA能夠提供TCP/IP協議服務,這讓他成爲手機移動網絡的早期推動者。

02高通的崛起:驍龍系列

高通始於通訊技術,但它能被大衆熟知與驍龍系列不可分割。

2007年,高通推出了驍龍S1,S1 採用 65nm 工藝製程,是全球首款達到 1GHz 主頻的單核移動產品,開啓了智能手機 GHz 的大門。例如搭載 Android 系統同時也搭載高通驍龍 Snapdragon QSD8250 的 HTC Desire 問世,極大地促進了 Android 手機和智能手機的普及和發展。S1最早採用ARM v6架構,後發展到Scorpion核心(ARM v7架構)用於S2。

一年後,高通推出驍龍S2,主頻提升至 1.4GHz,生產工藝提升至 45nm,芯片體積進一步縮小,功耗降低。GPU 爲 Adreno 205,相較 Adreno 200 性能翻倍,手機圖形處理更加出色,手機遊戲體驗得到提升。索尼愛立信 LT18i、華爲U8800 等產品就搭載了該系列芯片。

2010年,高通推出驍龍S3,S3是當時全球首款移動異步雙核架構,45nm 工藝,主頻 1.5GHz,內置 Adreno 220 GPU,支持 1080P 視頻播放等。小米手機1、索尼LT26i搭載了本系列產品。

2012年,高通推出驍龍S4,S4採用新 CPU 微架構 Krait,28nm 工藝製程,將 CPU、GPU、調制解調器等集成一體,包含四核、雙核及單核產品線,涵蓋高中低三檔價位,內置 Adreno 225 GPU,當時的小米2使用了這款芯片。

轟轟烈烈的"世界末日"過去後,世界繼續運轉,但高通決定結束S系列。2013年,高通引入全新命名方式和層級:驍龍 800 系列、600 系列、400 系列和 200 系列。

2013 年高通推出驍龍 800,該產品採用28nm 工藝製程異步四核 Krait 400 CPU,主頻最高 2.3GHz,集成 Adreno 330 GPU,支持多種先進圖形和計算接口,配備第三代 4G LTE 調制解調器等。搭載該芯片的手機包括小米3、諾基亞Lumia 930/1520/ICON、三星Galaxy S4 LTE-A、三星Galaxy Round、LG G2、索尼L39h/XL39h、聯想K910、Nexus 5,奠定其高端旗艦手機芯片地位。

之後高通幾乎以一年一次的頻率開始更新驍龍800系列。這樣的更新頻率除了讓驍龍系列佔據手機芯片的半壁江山,也開始出現續航、散熱方面的問題,驍龍系列的部分產品開始有了"火龍"的外號。

率先採用20nm 製程工藝的驍龍 810,具有四核 Cortex - A57 + 四核 Cortex - A53 的八核心架構,Adreno 430 GPU,支持多種先進功能,但存在續航差、發熱大等問題,自此驍龍系列開始被稱爲 "火龍"。發熱問題除了是芯片設計的原因,也有製程工藝、手機軟硬件結合等問題。

驍龍800系列的最後一代爲驍龍888/888+,其採用了三星的5nm 工藝製程打造,採用 1 + 3 + 4 的三叢式 CPU 架構,超大核基於 Cortex - X1 架構,GPU 升級爲 Adreno 660,圖像渲染速度和能效比提升,加入 VRS,搭載第六代 AI Engine,算力提升,影像方面首發 3 ISP 設計的 Spectra 580。

2021年,高通推出了全新旗艦芯片組驍龍8 Gen 1,同樣採用三星的5nm工藝,配備Armv9架構8核處理器、最新Adreno圖像芯片,以及X65 5G Modem。

2022年5月20日,高通公佈驍龍8/8+ Gen 1,基於4nm工藝,但改用臺積電工藝生產。

2023年,驍龍8 Gen3 CPU核心採用1+5+2配置,Adreno GPU則支持帶全局照明的硬件加速光線追蹤和Unreal Engine 5.2 引擎,爲首款具備 5G Advanced 連接系統的 Snapdragon X75 5G 調制解調器。

近期,業內人士表示高通可能會在今年十月推出全新的旗艦芯片系列——驍龍8 Elite,有望在小米15系列上首發。

03高通的現在:探路PC

高通在手機芯片上10多年的積累讓公司在CPU、GPU技術上都有了積累。自然而然,高通將目光看向了另一片市場——移動 PC。

高通在 PC 芯片領域的探索可謂歷經波折。

2012 年,微軟發佈基於 ARM 架構的操作系統 Windows RT 時,高通就宣佈大力支持,雖後續 Surface RT 未搭載高通 PC 芯片,但已顯露出其 PC 圖謀。2016 年,高通與微軟達成合作,驍龍處理器全面兼容 Windows 10。2017 年,驍龍 835 移動 PC 平臺面世,與聯想、惠普、華碩等 PC 大廠合作試水。2018 年,高通發佈驍龍 850,並與聯想推出搭載該芯片的 Yoga C630;年底又推出 7nm 筆記本電腦芯片驍龍 8cx 系列。此後,高通不斷完善 PC 芯片產品線,如發佈面向主流平臺的驍龍 8c 以及面向入門級平臺的驍龍 7c,搭配驍龍 8cx 構成完整的 PC 平臺產品線。

2024年高通發佈推出了驍龍X Elite,以及全新層級的驍龍 X Plus 芯片。

驍龍X Elite採用臺積電4nm工藝。CPU搭載高通自研的Oryon架構,12個高性能核心,最高主頻可達3.8GHz。搭載高通自研Oryon架構,12個高性能核心,最高主頻可達3.8GHz(測試機型爲3.4GHz低頻版)。低頻版在Geekbench6測試中取得單核2418,多核13631的成績,單核表現接近蘋果M2,多核表現領先蘋果M4三大核版本及蘋果M3 Pro(多線程表現相當)。在CineBench 2024 CPU渲染測試中,單線程107,多線程1014,綜合表現與Ultra 9版本的YOGA接近。電池供電時性能與插電時幾乎無差別,沒有出現拔電後性能損失明顯的情況。

GPU集成Adreno GPU,測試機型算力爲3.8 TFLOPS(滿血版預計更強)。在3D Mark Wild Life Extreme測試中成績爲39.05fps,對比AMD銳龍7840S和英特爾酷睿Ultra7 155H優勢明顯,接近蘋果M2。擁有AI算力高達45TOPS的Hexagon NPU。

此外,在高通的強勢項目上,驍龍X Elite的連接功能豐富,支持5G、Wi-Fi7和藍牙5.4等,方便聯網和設備連接。

在生態上,高通與軟硬件公司都有了合作。2024年5月,微軟和全球OEM廠商宣佈Copilot+功能的開始在搭載驍龍X Elite和驍龍X Plus的PC上可以體驗。合作的OEM廠商包括:宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯想、微軟、三星等。

在蟄伏多年後,高通的PC生態似乎"一夜梨花開"。AIPC時代到來,讓PC行業的版圖有了變化。

04高通的下一站:RISC-V

無論是手機芯片還是PC芯片,高通的產品都在圍繞Arm架構打造自己的芯片產品矩陣。

2023年,高通和谷歌宣佈,雙方已同意擴大合作,開發基於 RISC-V 指令集架構 (ISA) 的驍龍 Wear 平臺,該平臺專爲下一代 Wear OS 產品而設計。這一聲明宣告高通將基於 RISC-V 發佈定製解決方案,雖然目前合作聚焦於智能手錶,但未來可能會用於更先進的設備。就像曾經高通的產品聚焦於手機產品,現在發展到PC產品。

可穿戴設備的主處理器通常都基於 Arm 開發的具有 ISA 的內核,包括用於計算的 Cortex A 系列內核以及用於微控制器的 Cortex M 系列內核。所有這些內核都需要花錢,用 RISC-V 內核替換它們將減少甚至消除 Arm 的許可費用。

同年,高通和其他四家重要的半導體公司已正式聯手成立 Quintauris,該公司專注於開發基於 RISC-V 開放標準架構的"下一代硬件",Quintauris 的自稱使命是提供支持 RISC-V 設備的單一來源,並推動 RISC-V 行業的標準。Quintauris的另外四個合作伙伴是博世、英飛凌、Nordic Semiconductor 和 NXP Semiconductors。Quintauris 表示其產品最初將專注於汽車行業,隨後將面向移動和物聯網 (IoT) 應用。

在這裡也介紹一下高通在汽車領域的佈局。

2014 年 1 月,高通涉足車用芯片市場,推出了第一代汽車數字座艙平臺驍龍 620A。620A 基於驍龍 600 平臺,搭載 Adreno 320GPU,支持 2048*1536 的高分辨率,滿足 4G 通信、車載 WiFi、駕駛艙手勢識別等應用需求。

2019 年,高通推出 SA8155P 系列,基礎設計源於驍龍 855,採用 7 nm工藝製造,具有八個核心,算力爲 8TOPS。搭載驍龍 SA8155P 的車型包括廣汽 Aion LX、威馬 W6、理想 L9、蔚來 ET5、蔚來 ET7、小鵬 P5。

2023年,高通第四代驍龍8295成爲新一代的旗艦產品,極越01、全新奔馳E級、理想L7/L8/L9/MEGA、小鵬X9、極氪007/全新極氪001、小米SU7以及零跑C16等,全都搭載了高通8295。

高通在2020年推出驍龍Ride智駕平臺。到2024年,Ride智駕平臺形成了從前視一體機(RV1 Lite)到支持城市NOA(SA8650P)的完整譜系。蓋世汽車統計,2023年高通在中國市場的智能座艙域控芯片出貨量超過226萬套,滲透率達到59.2%。

05寫在最後

總結高通的經營策略,更像是水一樣浸潤萬物。顯然,高通的芯片實力並不止於PC,野心也不僅是ARM架構。正如高通首席執行官克里斯蒂亞諾·阿蒙所說:"很少有公司像高通一樣,有能力參與如此多行業的轉型。"

最後再分享一組數字:2023財年,高通營收358億美元,淨利潤爲72億美元;作爲對比,英特爾2023年營收爲542億美元,淨利爲17億美元。看了這組數字,再結合高通的芯片佈局,各位對於高通收購英特爾的傳聞是否有了不一樣的想法?