手机芯片创新不断系统和软件应用是挑战

作者 | 彭丰运

手机芯片创新不断系统和软件应用是挑战

作者 | 彭丰运

芯片作为智能手机核心硬件之一始终是创新和相关企业争夺的焦点，但从用户体验的角度，芯片的创新和发展惟有和系统及应用紧密结合才能真正发挥作用。

近年来，移动芯片发展迅速，64位、多核等日益普及，但随之而来的是，系统和软件应用的相对滞后。所以未来智能手机用户能否不断获得体验上的提升，除了芯片等硬件上的创新外，系统和软件的跟进也至关重要。

功耗与性能需平衡64位、多核大势所趋

目前移动芯片处理的数据越来越复杂，从过去的功能手机到智能手机，从键盘输入到触屏输入，直到今天的语音输入、3D游戏、高分辨率屏幕的支持等都对移动芯片性能提出了更高的要求，而未来物联网、穿戴设备发展引发的大数据处理，则更需要芯片提供越来越强的性能。

众所周知，在过去可以通过提升处理器速度获得足够的性能，但是由于功耗和芯片物理极限的限制，单纯提升芯片速度所获得的性能提升日渐有限，移动芯片开始从32位向64位发展。为此，2011年ARM推出了支持64位的ARMv8架构，2013年苹果推出了首款基于ARM 64位架构的手机芯片。

在向64位发展的同时，芯片也开始向多核发展，因为通过多核心、多线程的方式可以让芯片在不提高速度和功耗的同时，提供更强的性能。为此，2010年高通首先推出双核手机芯片，而去年业界已经推出了八核芯片，然而核心数量的提升终究是有限，在达到八核以后，增加核心数量的难度开始增加。

所以，为了平衡性能和功耗，2013年ARM推出了big.LITTLE架构，即是多核心芯片中有大、小核之分，在需要高性能应用的时候开启高性能的核心，但功耗较高；而在一般应用下则只使用低性能的核心，以降低功耗、延长智能手机的使用时间。而今年联发科更是提出了三层架构，即高性能的A72核心+高频低功耗的A53+低频低功耗的A53架构，目前这个架构获得了高通的认同，其下一代芯片中有一款骁龙818也将使类似架构的芯片。

除了上述64位和多核外，移动芯片集成度也在不断提高，目前居全球手机芯片市场份额第二的联发科正是通过提供高集成度芯片以获得与高通的差异化竞争力，而将蓝牙、Wi-Fi、基带等集成在芯片中，除了可以有效降低成本和功耗，还可以提高移动产品的稳定性。目前主流芯片企业正在将更多的功能集成在芯片中，以增强芯片的竞争力。

市场竞争激烈 力促芯片创新

众所周知，在联发科进入手机芯片市场时，全球手机芯片市场基本由欧美的高通、飞思卡尔、德州仪器等把持。而联发科通过价格低廉的Turnkey芯片解决方案服务于中国的山寨手机厂商，一度在2G时代的功能手机芯片市场崛起。

进入到3G时代，中国山寨手机企业逐步被国产手机品牌击败，而联发科通过推出双卡双待的WCDMA手机芯片服务于主流品牌手机厂商从而再次实现了飞速增长。其后推出的TDSCDMA智能手机芯片更是推动中国TD-SCDMA手机的销量增长超过一倍。通过这两次竞争，联发科奠定了在智能手机市场的地位。

当联发科在移动芯片市场开疆拓土之时，原有的手机芯片企业如飞思卡尔、德州仪器和博通等先后宣布退出手机芯片市场，爱立信与意法半导体合资的手机芯片企业ST-E则也宣布倒闭，随着而来的是中国大陆芯片企业的崛起。

目前华为海思、展讯、联芯等手机芯片企业均在手机市场占有自己的一席之地。其中华为海思凭借去年推出的麒麟920赢得“跑分王”称号，并开始在高端市场发力；展讯则在低端市场拥有较强竞争力并已经被三星手机采用；联芯则有望借助与小米的合作在今年取得更大突破。

此外，韩国三星开发的手机芯片除了用在自己的手机上，还被中国的魅族采用，而今年其推出的手机Galaxy S6除了采用应用处理器外，还采用自己的基带芯片，这意味着三星已经成为手机芯片市场不可忽视的力量。

至此，当下的芯片市场已经形成了高通、联发科正面对决，中国大陆芯片企业崛起，三星后发制人的竞争格局，且未来的竞争会愈演愈烈。而正是这种竞争，推动着相关企业积极采用64位、多核等创新技术，并努力集成更多的元件和功能，以降低成本，增强自身的市场竞争力。

芯片创新需系统和软件支持

尽管移动芯片发展快速，然而不争的事实是，系统和软件应用目前仍落后于硬件的发展，并导致未能充分发挥硬件的性能，进而影响到手机用户最终的体验。

业内人士知道，早在2010年高通就推出了双核芯片，然而当时谷歌的Android 2.3却不支持多核，所以未能充分发挥双核芯片的性能，直到一年后推出的Android 4.0才支持双核芯片。

同样，早在2011年ARM就发布了64位的处理器架构，2013年苹果推出了首款ARM 64位架构的A7芯片，高通也在2014年初推出了64位芯片，但谷歌仍然未能及时推出支持64位的Android系统，而这正是手机企业不愿意采用64位芯片的部分原因。直到去年10月谷歌发布了正式支持64位的Android 5.0系统，64位芯片的普及才开始提速。

分析未来芯片的发展趋势，联发科和高通势必推出与此前ARM big.LITTLE有区别的三层架构，这无疑要求软件企业要做好适配这种架构的软件设计和应用，以更好发挥芯片的性能。需要说明的是，目前在服务器市场已经开始利用GPU的浮点运算性能，所以可以预期的是，未来手机芯片也将会利用GPU的运算性能，而这些不断发展的硬件创新势必要求软件的快速跟进，才能让用户体验到创新所带来的性能提升。