5nm 晶片之爭,或許「跑分」已經不再是你該關注的重點

5nm 晶片之爭,或許「跑分」已經不再是你該關注的重點

蘋果、華為、三星還有高通,均先後發佈了自家的行動晶片,在 7nm 製程技術停留了兩年的智慧型手機,也即將在 2021 年翻篇,進入到 5nm 時代。

5nm 晶片之爭,或許「跑分」已經不再是你該關注的重點

新一輪的晶片大戰,就此打響,但談論這些高內建度晶片時,我們能說的,顯然不止是跑分。

性能為何而生

比起大幅拉升 CPU/GPU 性能,功耗優化以及效率平衡,是現在晶片廠商更重視的內容。

這也和智慧型手機的發展趨勢有關。如今一台 5000 元和一台三萬元的手機,在應付網頁瀏覽,即時通訊、社群網站,短片等任務時都綽綽有餘,並不會在使用體驗上有著明顯差別。

即使是有差異的部分,也僅限於跑分軟體裡的數字而已。

手機的性能已經不重要了嗎?當它的平均水準,已經能滿足絕大部分人的使用需求時,晶片廠商繼續死撐著製程技術,追求每年 15-30% 的升幅,意義又在哪裡?

是否有意義,終歸還是要看實際的使用情境。

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我們還是來說一個實際的用例:今年下半年出現的手遊《原神》。截止到目前,想要在手機端以最高畫質、60 FPS暢玩這款遊戲,依舊存在難度,哪怕是搭載了最新 A14 晶片的 iPhone 12 系列,在個別複雜情境下,仍然會有掉格的情況。

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但《原神》也有它的特殊性。更優秀的畫質顯然是一點,但我認為更重要一點原因,在於它橫跨 PC、主機和行動端三大平台的開發背景。

雖說不同平台的硬體不同,但開發商為了確保一致性,不少 3D 圖形技術還有特效都是共通的,這些技術放在 PC、主機上還沒什麼,但交由手機來完成,就會帶來新一輪的性能壓榨。

所以我們能看到,就算是行動端的《原神》採取了降解析度、刪除大量建模、特效的做法,來確保 30 幀的基本流暢度,但最終性能表現依舊很差,而且很容易出現過熱現象。

這既有軟體端本身的優化原因,但另一方面來看,也證明手機晶片的性能,仍有上升空間。5nm 晶片之爭,或許「跑分」已經不再是你該關注的重點

另外,《原神》採取的「一次開發、多端部署」想法,同樣是現在APP開發的一種新趨勢——如今 Apple Arcade 上的所有遊戲,都是這麼做的,假如手機端不想成為「扯後腿」的那一個,自然也需要它能承載一些桌面端的圖形技術。

應用軟體需要更好的體驗,倒逼硬體升級,這其實也是我們樂於看到的結果。在晶片上,今年高通驍龍 888選擇在 GPU 性能上做了較大的提升,相信對於今後手機端的遊戲體驗,也是一種有力的推動。

AI 演算力,新的重心

AI、機器學習、人工智慧網路,是現在晶片廠商非常喜歡提及的領域。蘋果 A14 也好,還是高通驍龍 888,華為麒麟 9000,都已經擁有了獨立的 AI 晶片,而且這部分的性能提升,在過去這兩年裡也極為可觀。

拿蘋果 A14 的神經網路引擎來說,它的核心數從前代的 8 個提升至 16 個,峰值算力加倍至 11 TOPS,而驍龍 888 在 AI 算力上更是達到了 26TOPS,每瓦特性能較前代平台提升高達 3 倍。

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這種倍數等級的提升,和數年前智慧型手機剛誕生時,CPU/GPU 性能大躍進情況十分相似,時過境遷,作為新尖端技術的人工智慧,如今也開始享受到這種突飛猛進的紅利。

但極高的算力代表了什麼,又會讓我們的手機發生怎樣的變化,大部分使用者不瞭解,手機廠商也很難所說一些情境化的東西,這是之前一直存在的困擾。

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今年蘋果在 A14 上其實給了不少通俗的案例。拿 iPhone 來說,圖像合成演算法,相冊自動分類,電源管理系統,很多我們察覺不到的後端處理,其實都會有機器學習技術的參與。

更具體去說的話,手機攝影算是目前對 AI 依賴較高,我們也感知較強的部分。比如 Google 經常說的「運算攝影」,蘋果的「Deep Fusion」合成技術,以及華為用 NPU 晶片來做影片算繪等,都是由 AI 晶片和 ISP 圖像感應器協同工作達成的,也都已經是很成熟的應用。

而從人機互動的角度來看,一些應用會使用手勢追蹤、語義辨識等,也都會倚重 AI 晶片提供的算力。尤其是在執行特定 AI 演算法的效率上,一顆專用的 AI  晶片,確實會比直接調用 CPU、GPU 來得有效得多。

5G 的續航,是時候該解決了

我們追求製程技術的進步,某種程度上也是在達成新的功耗平衡。5G、高更新率的螢幕,這兩個特性在過去一年裡成為了 Android 旗艦機的「標配」,提升了我們的手機體驗,但別忘了,它們也是兩個耗電大戶。

之前我們在評測 iPhone 12 系列時就發現,在電池容量略微縮水,以及 X55 基頻外掛的狀態下,就算 A14 採用了更先進的技術,這部分製程帶來的優勢仍然會被 5G 網路的高耗電給抵消掉,最終,蘋果也不得不放棄使用高更新率螢幕。

那若是又想要高更新率螢幕,又要 5G 呢?一眾 Android 手機廠商的做法也沒有什麼特別:做大電池,這仍然是改善續航最簡單直接的手段,4000 毫安並不嫌多,4500 毫安才夠。

5nm 晶片之爭,或許「跑分」已經不再是你該關注的重點

今年的高通驍龍 888 晶片讓我們看到了一些好的轉變。歷經了兩代驍龍晶片後,高通終於選擇將最新的 X60 基頻封裝到整個 Soc 中,而不再像之前的 865、855 一樣,以外掛的方式存在。

這對於手機內部空間利用率的提升是很明顯的。相對來說,外掛基頻確實會遇到成本更高、功耗更高的情況,但最尷尬的還是佔據了一塊本可以省去的手機空間。以目前智慧型手機寸土寸金的情況來看,過去這兩年高通晶片的外掛基頻,也一直是很多手機廠商的痛點。

此外,X60 基頻本身技術的進步,也能降低續航、發熱,對進而讓智慧型手機獲得更好的持續性能釋放時間。

代工廠的角力

現在的晶片業,蘋果、高通、華為和三星都只是負責設計,要想把它們規模化地造出來,台積電和三星依然是背後的支柱。

據多方報導得知,本次高通將驍龍 888 晶片交給了三星生產,而不再是前兩代的台積電。原因之一是產能,據悉目前台積電絕大部分 5nm 產線都被蘋果的 A14 和 M1 兩顆晶片包圓,高通為保穩定量產,所以投奔了三星。

5nm 晶片之爭,或許「跑分」已經不再是你該關注的重點

不過,三星自家的 Exynos 晶片最近也有不少動作。11 月,三星就高調公布了最新的 Exynos 1080 晶片,同樣是基於 5nm 製程設計,到明年,應該也會有不少搭載 Exynos 晶片的中國手機出現,並與其它高通、聯發科晶片的裝置展開競爭。

當然,高通的新選擇或許也有技術層面的考慮,畢竟即便是同等製程下,不同代工方下的電晶體密度和技術仍有不同。交由三星代工的驍龍 888,能否讓明年的高通旗艦,在性能上和 iPhone 12 硬碰硬,相比華為麒麟 9000 等其它 5nm 晶片,又會有哪些新的競爭力,這些都是之後需要解答的。

總得來說,即便手機晶片是隱藏在內部的產物,但它依舊是驅動一切的核心,至於性能,未來也不再是唯一重要的衡量指標,越來越多的新技術,注定會讓手機晶片本身變得更為多元化。

  • 本文授權轉載自:ifanr

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