爲什麼華爲不自研GPU?GPU開發難度比CPU大?

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自從華為發佈了“很嚇人的技術”~GPU Turbo,從軟件層面上去優化圖形處理能力,那麼許多人會問,為什麼華為不從硬件上去解決這個問題,這不是一勞永逸的辦法麼。



講到這個GPU,我們就得講到整個系統級芯片SOC。全稱System on Chip,簡稱Soc,也即片上系統。從狹義角度講,是將系統關鍵部件集成在一塊芯片上;

從廣義角度講, SoC是一個微小型系統,如果說中央處理器(CPU)是大腦,那麼SoC就是包括大家腦、心臟、眼睛和手的系統。



系統級芯片的構成簡單的說有:CPU 模塊、數字信號處理器DSP模塊、嵌入的存儲器模塊、和外部進行通訊的接口模塊、含有ADC /DAC 的模擬前端模塊等模塊。

而GPU就是我們常說的圖形處理器,這只是整個SOC中的一個模塊。由於目前手機芯片的GPU都是集成在SOC上,並不像PC端那樣有單獨的顯卡,所以設計GPU就要牽一髮動全身,在目前看來就等於是在自研SOC。

可以看到想要對GPU進行設計就相當於要改變整個芯片的架構,而目前的移動處理器除了蘋果和高通是自研架構(高通自研Kryo架構也才三代),其他的處理器都是採用的ARM公版架構。包括三星的獵戶座和聯發科。海思980的CPU就是採用ARM的最新A76架構,其GPU為Mali-G76 MP16。



高通正是由於高通驍龍810的發熱問題,在驍龍820開始採用自研kryo架構,到845已經是第三代,由此可見自研架構還是很有優勢,畢竟量身打造。


那麼華為能不能自研架構呢?答案是肯定的,但是這需要投入很大的金錢和技術。在架構上投入是一回事,還有一個是這款GPU要軟件對GPU進行適配,這就需要看軟件廠商願不願意了。等到華為的市場份額足夠,在麒麟OS成熟以後,預計下一步就是自研架構了。這需要一個過程,我們拭目以待吧。

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首先,ARM本身的芯片研發能力就不弱,GPU方案也很成熟,所以華為在自己的自研團隊還不夠強大的時候用成熟方案也沒有什麼問題。

而且實際上所有的芯片廠商中,自主研製GPU這件事情,往前數兩年也就是高通一家真正做到了,三星一樣用的ARM的Mali系列,蘋果這麼大的企業,還是在A11上第一次用上了自主設計的GPU,上一代芯片還集成的Imagination Technologies的GPU。所以這不是個容易的事情。

事實上,華為有自己的GPU研發團隊。

比如說網上曾經有爆料,說的華為已經在做自己的GPU芯片解決方案,比如說下面這張華為內部的PPT的截圖,看起來是一些計劃之類的,裡面就提到了【自研GPU芯片及解決方案】。

但是網傳華為是2013年左右才開始進行GPU自研的工作的,到現在不過是5年時間而已,而高通已經玩兒手機GPU多久了?往前數,在2004年高通就已經開始跟GPU設計公司ATI開始合作做手機GPU了。

而且除了GPU的自研團隊,華為的AI芯片,也就是NPU也傳出了有一個達芬奇計劃來開展NPU自研工作,最近還有消息稱微軟想要跟華為合作,在自家數據中心使用華為自主研製的AI芯片。總之,在手機芯片上採取越來越多的自主設計,是華為海思集團的一個趨勢。

也許已經華為已經有了自研GPU方案,但是因為不成熟、性能不夠優秀不會放在旗艦芯片中。

因為旗艦芯片一年就發佈一次,為了避免翻船,估計華為在完全確定自家GPU有足夠實力的情況下才會真正把自研GPU用到自家旗艦芯片上——畢竟華為已經開始逐漸從手機芯片上的激進走向了穩妥。

比如說這次的麒麟980號稱CPU採用了“麒麟子系統”,這個說法比較模糊,但是很有可能是介於公版架構和自主架構之間的一種折中方案,這也體現了華為在這方面的謹慎。

最後說一下吧,ARM的GPU實力並沒有很落後,華為雖然已經在自研GPU,甚至於已經更有了自研GPU方案的情況下,沒有十足的把握,使用ARM的GPU並沒有什麼不妥。但是,讓手機芯片中的各個部分自主化,肯定是一個趨勢,華為一定會在最近的幾年中堅定不移地努力實現這個目標。


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其實華為目前的狀態還停留在設計芯片的階段,還沒有到達研發架構的層次,CPU和GPU都是用的ARM的公版架構,其實無論是CPU還是GPU自主研發起來難度都是非常大的,一個很簡單的例子就是蘋果,在iPhone8的A11處理器上面才用上了自主研發的GPU,最有錢的科技公司也在去年採用上自主架構的GPU,所以這個難度就可想而知了!



其實高通和蘋果的CPU都是由ARM的公版架構魔改而來的,這兩家只有GPU是自主研發的,大家有一個傳統的刻板偏見就是認為公版的架構就一定比自主研發的要差,其實不是這樣的,比如這一次的華為980就很好的打了一個時間差,A76 CPU架構和Mali-G76 GPU都是麒麟980首發的,這個架構可謂是全球領先了,華為能首發用上其實也就不算差了,在加上7nm製程和自家的GPU Turbo性能方面可以說不用擔心了。



一個很直接的問題就是自主研發的GPU就一定要比公版架構的要好,所以這就更考驗廠商的研發功力的,研發自主架構的芯片不是說有錢就夠了的,還得有研發人員和技術積累,為什麼蘋果在去年就用上了自己的GPU,其實蘋果收購了多少研發公司和挖了多少研發人員是沒跟你們說的,所以這件事就得慢慢來不能著急,要是貿然自己弄出一個自主架構的芯片還不如公版架構的那就尷尬了...



從華為的GPU Turbo的技術來看華為不是沒有往自主研發這方面努力,這次980處理器發佈之前就有傳聞華為要採用自主架構的消息,但是現實還是沒有!其實我們要給國產企業一些時間,畢竟我們的電子行業起步就比別人要晚,人家有技術優勢那是必然的,或許在等個幾年我們就能看到自主架構的GPU出現了?


水哥愛搞機


華為僅僅一二十年的技術積澱註定了他只能走面向市場需求的應用等級創新,沒有義務和能力作過於基礎的新架構研發業務,因為那不具現實商業價值,甚至是投入無產出的預期。基礎研究那是國家科研機構和高校的事情。


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