谷歌放弃试用6年的超级宽带计划：谷歌光纤面临出售
06-17
除了iPhone配备自研A系列芯片外，Android厂商的SoC大多来自高通、联发科和三星。
▲ 图片来自：wccftech 高通、联发科和三星对于 SoC 的 CPU 和 GPU 架构的独立设计参与度并不深，更喜欢 Arm 的公版架构。
这就带来了一个问题。
当Arm的公版架构设计不好时，很容易引起连锁反应。
旗舰芯片性能不佳，最终Android旗舰产品也会产生大量热量并消耗电量。
▲ 图片来自：《权力的游戏》 如果再加上芯片代工厂的制程良率不高，简直是雪上加霜。
近年来，高端Android SoC也陷入了这样的恶性循环。
近年来，各厂商的Android旗舰也受到拖累。
原本比较小众的SoC知识，已经逐渐成为普通消费者的购买意识。
不过，与更难追赶的制程技术相比，Arm公版架构敲定后，仍然可以通过优化逐步扭转劣势。
▲ 第一代 Armv9 CPU 核心 图片来自：Arm 去年，Arm 在公版架构中推出了 Armv9 指令集，带来了 Cortex-X2、Cortex-A 和 Cortex-A 三个新的公版 CPU 核心。
最后，在Snapdragon 8 Gen1和Dimensity中，这种新架构相对于上一代有所改进，但仍然有很大的优化空间。
在日前的全面计算解决方案大会上，Arm宣布了最新一代的公共架构，包括三个新的Cortex-A CPU内核和一个新的GPU系列。
新一代CPU架构的核心几乎是以优化和增强为中心，而GPU则真正以创新为核心。
CPU注重提高能效比。
Arm芯片的优势在于能效比。
不过，近年来，超大核心Cortex-X的出现也开始让移动Arm芯片的绝对性能得到长足的提升。
新一代Cortex-X3的出现，依然是为了巅峰性能。
在与 Cortex-X2 相同的 3.3GHz 时钟频率下，X3 的性能提升了 25%。
如果X3运行在3.6GHz的话，相比一些主流笔记本处理器有34%的提升。
显然，Cortex-X3超大核心的超频潜力和更高的性能（以及能耗）是为Arm的PC准备的，而不是为下一代手机旗舰SoC准备的。
从命名上来看，大核Cortex-A更像是对前身A的改进，注重效率。
优化核心结构后，Cortex-A带来了5%的性能提升和20%的能耗降低。
从曲线来看，A无论处于什么状态，都比A有更好的能效比。
对此，Arm还表示，在相同频率和缓存下，A已经具备了与X1相当的性能。
另外，在大核上，Arm已经彻底取消了对32位应用程序的支持。
因此，A 的指令解码器比其前身小 4 倍，从而使 A 内核在面积、功耗和执行方面更加高效。
核心依然命名为Cortex-A，不过Arm还是对其进行了优化，称之为新的A。
（感觉更像是重新制作了A，毕竟之前的游戏问题不少。
）新的A核心有所提升时序和优化效率，从而降低 5% 的功耗。
最关键的是，A重新添加了对32位应用程序的支持。
为此，这个新A还将应用到物联网等其他领域，同样，不仅仅适用于智能手机。
除了自家的三个 Cortex 核心的优化迭代之外，Arm 的 DSU（DynamIQ Shared Unit）也进行了更新，支持 12 个核心和 16MB 的 L3 缓存。
因此，未来的Arm处理器可能会有更丰富的核心组合。
除了常见的三簇架构1之外，还可以是1、2等的组合，甚至在一些追求更高性能的芯片上还可以采用8。
这是最终的组合。
总的来说，Arm新一代Cortex核心大多是在优化上一代的结构，试图提供更好的能效比，纠正上一代的一些不合理的设计。
此外，Arm的核心设计不仅仅局限于智能手机，而是已经开始扩大各个核心的覆盖范围。
超大核X3重点发展PC领域，中核A则针对物联网等领域有更强的兼容性。
GPU 光线追踪将成为标准。
过去，Arm公版的GPU比CPU核心弱，更像是基础配置。
Arm的Mali GPU公开版本持续迭代。
在上一代旗舰芯片中，公版Mali的性能已经接近高通自研的Adreno。
随着新一代CPU核心的发布，Arm也更新了新一代公共GPU。
与以往的例行升级不同，此次Arm带来了全新的Immortalis旗舰系列。
▲ Immortan Joe 图片来自：《疯狂麦克斯 4》Immortalis 系列与 Mali 最大的功能区别在于对光线追踪的支持。
在核心上，Immortalis-G至少有10个核心，而Mali-G可以承载7~9个核心。
核心数量的差距以及光线追踪的硬件支持使得Immortalis-G的应用更加广泛。
和Cortex-X3一样，它更像是为Arm桌面芯片提前铺平道路。
Arm产品管理总监Andy Craigen声称，Immortalis-G仅使用4%的着色器核心面积，并通过硬件加速带来3倍的性能提升。
事实上，Arm 的上一代 Mali-GGPU 提供了基于软件的光线追踪。
此外，三星的Exynos也与AMD合作推出了光线追踪的硬件支持。
Arm和芯片厂商都在提前布局移动端的光线追踪，但目前外界的演示大多只是几个demo，游戏开发商还没有采取任何明确的行动。
▲ 新增GPU光线追踪演示Demo（动画经过压缩），注意光影的变化。
图片来自：手臂。
对于移动端的3D游戏来说，广泛的硬件光追支持有点像黎明前的黑暗。
不过，Arm 的 Paul Williamson 在接受 TheVerge 采访时暗示，明年配备 Immortalis-GGPU 的终端推出时，将会有相应的产品提供有趣的体验。
▲ 图片来自：Android Authority 定期更新的 Mali-G 与 Cortex-A 一样，专注于提高能源效率。
与G相比，有15%的能效优化。
另外，Arm还更新了一款定位比Mali-G稍低的GPU，Mali-G。
不同之处在于它的核心较少（少于 6 个），并且针对中端 Arm 处理器。
如果说Mali-G和G是常规迭代，那么在硬件上支持光线追踪的Immortalis-G才是真正的升级，对于3D图像具有更好的计算性能。
Immortalis系列的GPU与Cortex-X超大核心类似，更像是Arm为桌面处理器做的准备。
他们似乎已经准备好开始在 Arm PC 上发挥自己的力量。
芯片厂商开始瞄准Arm PC领域。
除了高通之外，三星Exynos和联发科将直接采用Arm的公版CPU和GPU架构，但核心频率和制造工艺有所不同。
▲ AMD 的加入未能拯救 Exynos。
由于三星上一代Exynos开始与AMD合作推出Xclipse GPU，目前主流SoC市场中只有联发科在开发基于Arm公版架构的天玑系列。
与三星Exynos与AMD合作类似，高通直接收购了自己设计Arm芯片架构的公司NUVIA，以开始研发自己的Arm架构芯片。
高通内部还准备了一款代号为“Hamoa”的芯片，其最初的目标就是苹果的M芯片。
其CPU将引入自主设计的IP架构核心，而不是Arm公版架构。
不少分析师还表示，高通还计划将自主设计的IP CPU核心引入到Snapdragon芯片中，当然前提是性能足够好。
▲ 苹果芯片已经领先于高通、联发科、三星。
他们之所以不直接改用Apple A芯片，其实是因为Snapdragon芯片的市场份额太大，风险太高。
如今，Arm的公版架构更像是一个基础，越来越接近给厂商提供参考。
▲ 苹果芯片是“差异化”的代名词。
有能力的芯片厂商逐渐开始设计自己的核心架构，以便像苹果的A、M芯片那样拥有更强的差异化，从而获得更多的订单。
Arm公版架构也开始专注于Arm生态系统的打造。
超大核Cortex-X和Immortalis系列GPU的峰值性能因Arm PC处理器的布局和Cortex-A的重新设计而得到提升，具有更好的向后兼容性。
智能手机市场已经转变为股票市场。
对于高通这样的芯片厂商和Arm这样的核心IP提供商来说，潜力巨大的Arm PC领域可能是他们的下一个增长点。
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