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从IC行业的产业分工看三星停止自研 CPU 架构

2019-11-10 12:10:04 来源: 萌哈科技 作者: 萌哈科技
摘要:据 Wccftech 消息,三星解散自研 CPU 团队,未来将会使用 ARM 架构。报道中称,三星提交给德州劳动力委员会的一份文件显示,三星将于 12 月 31 日正式解散奥斯汀半导体工厂研发部门

据 Wccftech 消息,三星解散自研 CPU 团队,未来将会使用 ARM 架构。报道中称,三星提交给德州劳动力委员会的一份文件显示,三星将于 12 月 31 日正式解散奥斯汀半导体工厂研发部门,并解聘该部门的 290 名员工,此项决定被视为永久性决定。

从IC行业的产业分工看三星停止自研 CPU 架构

三星为什么要解散三星解散自研CPU架构核心团队呢?我们不妨从半导体产业的发展和分工来一探究竟,在这之前我们先说清楚两个核心的概念:

  • 架构(Architecture),通常可以片面的理解成是指令集ISA(instruction set architecture,指令集架构),指令集简单说就是一堆指令的集合,比如X86架构,arm架构等。
  • 微架构(Microkernel Architecture),是对于架构的一种实现,比如我们常说的Cortex-A76,在实际的使用中经常与架构混淆在一起用。

指令集架构又有复杂指令集(Complex Instruction Set Computing,CISC)与精简指令集(Reduced Instruction Set Computing,RISC)之争,但是这早已不是难点和重点。指令集的设计不难但是让更多的人使用这个这个指令集架构是非常非常难的一件事儿,也就是平时所说的生态。微架构的设计与性能功耗等的提升一直是这些年的重点,直接决定着芯片的水平。

arm的成功实际上是一种商业模式的成功,IP(Intellectual Property)核授权是核心,所谓的IP核授权其实就是微架构的授权。早期的半导体公司门槛非常高,首先要有自己的指令集架构或者指令集架构的授权,然后设计,制造、到封装测试甚至推广都是自己做,典型的例子就是Intel,这种模式被称作IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式。后来以台积电为代表的Foundry公司崛起,使得半导体领域的商业模式发生了变化,将IC设计与制造进行了分离。

从IC行业的产业分工看三星停止自研 CPU 架构

但是IC设计的门槛依然很高,arm的出现大大降低了这个门槛,arm召集了一帮牛人专门做微架构的设计,Cortex-A9/A15/A57/A77 等都是arm推出的CPU微架构,这样一代代的迭代更新,各方面表现都越来越好。其它IC设计公司(比如海思)直接购买arm的微架构授权(一般有RTL源码)根据自己的需要再设计出相应的芯片然后委托台积电这样的厂家代工生产。

从IC行业的产业分工看三星停止自研 CPU 架构

有些厂家不满足于arm设计的微架构,就从arm获得指令集架构的授权自己设计微架构,比如:苹果、高通、三星、华为都有。这四家里面,苹果始终坚持自己设计微架构而已做的很好,备受推崇,高通和三星先后放弃自研微架构开始采用公版的arm微架构魔改,华为的CPU自研微架构根本没有在手机芯片中出现过,这里面各有个的原因。

  • 苹果:任何芯片设计都逃不过PPA(功耗、性能和面积),苹果的高性能是用大面积换来的,这会提升成本,财大气粗的苹果可以这么干,别的厂家未必敢这么干,而且不一定能做好。因为操作系统和处理器都控制在自己手中,还有自己的开发语言与深度参与的编译器,苹果有着独特的优势,比如率先支持64位打的Android和高通阵营措手不及。
  • 高通/三星:先后放弃CPU的自研微架构根本原因就是自己做的微架构没有arm的公版架构好,无法形成产品竞争力,这种差距可能会越来越大。放弃自研架构算是比较明智的选择,他们都推出过很多比较差的芯片,其实关键是投入和产出实在不成比例,自研微架构你还要组建一个arm那种级别的团队,你看苹果就请过Raja Koduri这样的大神,投入要大很多,出来的效果一旦不理想就得不偿失。
  • 华为:华为的自研微架构并没有用在手机上,手机上不仅看重性能,功耗同样重要,其实研发能力还是差一些,很多人可能不服气,事实上整个中国大陆的IC设计都是要落后的,人才也不多,另外华为的手机还真经不起这样的翻车。

对于三星放弃自研CPU架构我们可以举一个简单的例子:我们把arm当成一个画图纸出方案的设计院,三星去arm买图纸自己盖楼,然而三星以为自己也建个设计院画图纸出方案比arm的好,事实上并没有比arm的更专业,这个设计院还很花钱最后想想还是从arm设计院买图纸比较划算。

产业的分工本质上是专业的人做专业的事儿,引领半导体产业分工的台积电就专注于芯片的生产制造,目前台积电的生产制造工艺已经超过了Intel。arm专注于IP核的设计,CPU是其中的重要组成部分,在竞争中自然更有优势,苹果的成功有其特殊性,这种特殊性是其它厂家所不具备的。苹果在开发语言、编译器、操作系统、芯片设计这些领域苹果都不是完全从头设计的但是又到深入的参与甚至掌控,这是计算机体系的垂直深度整合,这是其它厂家所不具备的,目前华为正朝着苹果的模式发展。

标签: 中央处理器
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