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用苹果打败苹果:高通这一次行了吗?

2023/12/01
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作者:何律衡,编辑:李墨天

古希腊哲学家赫拉克利特说过:人不能两次踏入同一条河流。他如果见过高通,很可能会改口。

2017年的高通骁龙技术峰会上,除了旗舰手机处理器骁龙845,高通还联合华硕推出了一款笔记本产品Nova Go,亮点是搭载了高通的骁龙835处理器,而非笔记本里常见的英特尔。

随后,高通又和PC开发商推出了多款搭载骁龙850处理器的Windows笔记本,比如联想Yoga C630、三星Galaxy Book2、华为MateBook E等等。

这是高通对英特尔发动的第一次进攻,但这两款处理器都是基于手机芯片“魔改”而来,考虑到性能、兼容性以及不低的终端产品定价,起到的效果只有逗乐英特尔。

紧接着,不死心的高通又携定制化程度更高的8cx系列芯片卷土重来,代表Arm架构阵营再次挑战英特尔,依然铩羽而归。由于x86架构授权牢牢掌握在英特尔和AMD手里,相对开放的Arm阵营一直试图打破x86的垄断,但大多折戟沉沙。

直到2020年苹果M1芯片横空出世,为Arm阵营注入了一阵强心剂,自然让一众Arm芯片公司产生了“我也行”的想法,其中就包括头铁的高通。

今年10月的高通骁龙技术峰会,高通发布了面向PC市场的新款芯片骁龙X Elite,不仅英特尔全系产品沦为对照组,苹果当时的最强战力M2 Max也成为背景板。

骁龙X Elite确实云集了众多天时地利人和:英特尔被芯片制造能力拖了多年后腿,苹果因为优势太大挤牙膏上瘾,美国政府帮高通解决了海思这个劲敌。更重要的是,X Elite不仅凝聚了高通十多年的移动芯片开发经验,还有死对头苹果自研芯片的无数秘密。

那么这一次,高通行了吗?

站在苹果的肩膀上

2019年圣诞前夕,苹果一纸诉讼,将一家成立不到一年的初创公司告上法院。

公司名为Nuvia,创始人是在苹果工作了近十年的芯片架构师威廉姆斯三世(Gerard Williams III),在苹果领导了从A7到A13处理器的开发,传言还参与了苹果即将发布的首款自研PC芯片M1的设计,公司内部威望很高。

另外两位创始人分别是谷歌前首席芯片架构师Manu Gulati,也在苹果干过8年;谷歌前系统架构师John Bruno,也是从苹果跳槽过去的。

根据研究机构Semianalysis的说法,自从威廉姆斯离职,A系列芯片就显示出进步不足,提升全靠台积电的刀法,足见威廉姆斯的重要性。

大概是为了规避与苹果的竞争,Nuvia的业务虽然也是研发Arm架构芯片,但产品主要是服务器CPU。而且Nuvia自成立后就一直保持低调,结果还是被苹果告了,理由是科技公司打官司常见的“窃取商业秘密”。

让苹果多少没想到的是,自己发起的诉讼迅速提高了Nuvia的知名度,并吸引了英特尔、谷歌、英伟达等一系列潜在买家,其中就包括苹果的死对头高通。

按照苹果的说法,Nuvia“利用”了苹果技术,并且挖走了一批芯片团队骨干。但在苹果的同行看来,这份起诉书毫无疑问是在暗示:Nuvia拥有和苹果相当的Arm架构芯片设计能力。

官司还没打完,Nuvia的人才、技术和专利被手速最快的高通以14亿美元打包带走,这显然戳了苹果的肺管子。

当时,高通在手机芯片市场份额大幅下滑,与千年老二联发科差距锐减至8.8%,旗舰产品骁龙865被苹果A13强势碾压。为PC市场开发的Arm架构CPU也因为性能和兼容性等原因,市场表现惨淡。反而是苹果的M1芯片在2020年底一炮打响。如果不是海思因为制裁无法代工,高通的情况会更加危急。

主营业务连连败退,新兴业务出师不利,Nuvia恰如其分的出现,于高通而言可谓瞌睡遇到了枕头。

Nuvia强悍实力在于,其基于Arm架构的服务器CPU,在保持低功耗特性的基础上,还拥有和x86架构不相上下、甚至超越后者的性能表现。

就在M1发布的3个月前,Nuvia发布自研服务器CPU——Phoenix内测跑分结果,每瓦性能远远高于x86的同代产品。

2021年年初,Nuvia被正式纳入高通麾下,这个带着Apple Silicon无数秘密的芯片设计团队就此进入一段蛰伏期。直到今年10月底,高通才拿出了14亿美元买来的成果:

面向手机市场的骁龙8 Gen3,以及全新的骁龙X Elite Oryon。

骁龙8 Gen3是骁龙8平台的常规迭代,但有了挤牙膏的A17 Pro作为陪衬,性能提升依旧炸裂,让苹果在芯片上维持了多年的优势就此作古。小米的卢伟冰也前来捧场,掏出还没开卖的小米14真机迫不及待的展示。

但发布会真正的主角其实是骁龙X Elite Oryon,这款处理器面向PC平台,在单线程性能方面,X Elite超过了苹果的M2 Max(当时M3尚未发布)和英特尔的i9-13980HX。同时,峰值性能的功耗上,X Elite比M2 Max少30%,比i9-13980HX低70%。

抛弃原有命名的字母“X”背后,高通想要改写PC生态格局的心,已经摁不住了。

从苹果的失败开始

2006年,苹果在Mac产品线进入英特尔代替IBM,x86架构彻底称霸了PC与服务器市场。Arm架构发动了多次反攻,直到2020年M1芯片的问世,才取得了实质意义的成果。

x86架构是一种复杂指令集,优点是可以在一条指令周期内完成多项子任务,缺点是指令过于冗长,处理简单任务时,就像杀鸡用牛刀,造成不必要的功耗。

Arm架构是一种精简指令集,x86用一条指令就可以完成的任务,Arm需要拆成几条指令分别完成,处理复杂任务时比较费劲,但处理简单任务时却灵活省电。

因此,产业界对于这两套架构的适用界限也一直泾渭分明:

强调便携性、注重功耗控制的产品,如智能手机,以Arm架构为主;

需要处理复杂工作的终端,注重性能释放,如台式机或者传统PC,就用x86架构。

但“超级本”这个概念的出现,给Arm架构创造了一个历史性机遇。

这类产品主打轻薄便携,但又要胜任一些高性能场景。因此既需要低功耗长续航,性能又不能太差。简单来说就是既要又要。然而,x86一次次证明了自己难堪大用。

2015年,苹果推出史上最轻薄的12寸MacBook,问世时相当惊艳,却再未迭代,最终惨遭产品线除名。

为了将机身缩小到和iPad一样的大小,苹果激进的采用了无风扇散热方案,纯靠内部结构和金属机身被动散热,这就要求英特尔把芯片功耗做到足够低。

坦率地说,英特尔确实做到了低功耗,但代价是大刀阔斧阉割性能。这款专门定制的酷睿M3芯片的性能,比2014年发布的MacBook Air用的i5-4260U还差。

和12寸MacBook同病相怜的,是Windows阵营中以Surface为代表的“既要又要”类产品,其困境也和苹果如出一辙:在x86天然缺陷下,无法在预期的功耗控制水准下提供足够高的性能。

12寸MacBook的问题最终被苹果自研M系列芯片解决,更加广阔的Windows市场,就是高通盯上的地盘。

作为M系列“同父异母”的兄弟,X Elite没理由不强悍:

担任芯片“司令部”的CPU,基于Nuvia Oryon CPU,4nm工艺,单线程性能比核心数相同的苹果M2 Max、英特尔i7-1355U更强,且在达到峰值性能时功耗仅为后两者的1/3。

负责图形处理的GPU,仍由高通旗下Adreno打造,性能比i7-13800H中的Intel Xe集显快2倍,功耗为后者的1/4,对比AMD R9 7940HS中的780M,每瓦性能同样高出一大截。

此外,为了顺应AI大势,X Elite也配备了负责高性能计算的NPU,算力达到45 TOPS。

继承了苹果的家产,高通终于补齐了低功耗Arm架构的性能短板。

X Elite单核、多核性能跑分均超过同代产品

同时,X Elite以台积电的4nm工艺制造,相比于英特尔还掣肘于x86架构和自身挤牙膏的制造工艺,高通优势尽显。

然而,Arm架构面对的铁板,不只有芯片这一块。

高通还差什么

高通征战PC市场,面前还有三座大山:软件生态、成本控制、OEM厂商的配合度。

首先是软件生态。

苹果M1芯片发布时,硬件工程副总裁John Ternus介绍芯片架构只用了8分钟,反而用了9分钟来讲述专门为M1优化的操作系统macOS Big Sur。

这个操作系统最重要的作用是:确保搭载M1芯片的Mac,能够继续使用基于x86硬件开发的软件。

过去的PC操作系统,由于硬件端x86架构的统治地位,大部分软件也是根据x86架构CPU设计的,一旦CPU从x86架构转换到Arm架构,就要面对软件不适配的问题。

这同样也是微软头疼的问题。2012年,微软推出基于Arm架构的Surface RT,但Windows上的软件,几乎全部是基于x86架构的CPU开发的。

微软的解决方法是,开发一套专门的操作系统Windows RT,但需要软件开发商配合新操作系统,重新设计软件。但以Surface RT惨淡的销量,软件开发商自然性质寡然。最终,Surface RT上,一度只能顺畅使用微软自家的软件,用户接受度可想而知。

重建软件生态的方案行不通,那直接将x86架构下的软件生态移植到Arm架构呢?

2016年,微软授权高通独家开发能够“无缝切换”的Arm架构芯片,但效果不佳,强行移植会带来性能损失,并且没能完全解决兼容性问题。直到现在,微软官网上还挂着类似的操作指南(原文如此,不是英文机翻):

微软官网标注

苹果是怎么解决这个问题的?

首先,重新设计的操作系统macOS Big Sur内置了一种名为Rosetta 2的技术,能将基于x86架构CPU的编程语言“翻译”成基于Arm架构CPU的编程语言,使得使用者可以无缝继续采用原来的软件。

其次,基于Rosetta 2技术的软件生态移植只是过渡阶段,苹果仍然鼓励软件开发者,专门为基于Arm芯片的操作系统,重新开发软件,为此提供了足够多的开发工具。

但苹果的底气在于,MacBook已经有了足够高的销量,足以“倒逼”软件开发商花成本重新设计。这些优势,过去的微软没有,现在的高通也没有。

在X Elite的发布会上,高通在抛出众多遥遥领先的数据后,面对软件生态问题,却只能含糊其辞:将与微软合作解决——诺基亚当年也是这么想的。

另一个问题是成本的控制。

X Elite性能炸裂遥遥领先的代价,是更先进的芯片制程,更大的芯片规模和更好的封装技术,这都意味着非常高的成本。

而“类Surface”产品的目标用户大部分依然注重性价比,一旦成本压不住,很容易导致搭载X Elite的产品卖不动,反而凸显了MacBook的性价比。

英特尔自己有芯片代工厂,芯片制造的成本掌控在自己手里;苹果有自己的终端产品,面对供应链公司有极高的议价权。但高通只是一家芯片设计公司,很难拥有和苹果匹敌的供应链话语权。

这也就牵扯出了最后一个问题:苹果既设计芯片,也开发终端产品,可以顶住压力强行上马;但高通想卖自己的芯片,还要看惠普、戴尔这些PC生产商的意愿。

PC生产商早早把灵魂交给了微软和英特尔,本就利润微薄,如果X Elite对比x86平台没有一些绝对的优势,想要让PC生产商跟着高通赌一把,恐怕并没有那么容易。

要知道英特尔多年来一直通过打折、补贴和市场开发基金等方式,笼络PC生产商签署排他性协议。考虑到X Elite的终端产品最早也要到2024年中才上市,英特尔和AMD虎躯一震挤爆牙膏也有可能。

因此,在X Elite反攻x86这件事上,反而是高通的急切的多。

2023年第一财季至今,高通营收与净利润连续四个季度同比两位数下跌,这是在过去十年里从未发生过的事。

手机市场已经衰退多年,汽车和PC业务投入不少,但大部分还在竞争“跳水冠军”的阶段。虽然X Elite勉强回应了市场对高通多年的期待,但距离成为手机芯片之外的第二条大腿依然遥远。

最后还想劝劝高通:咱都做PC芯片了,能不能别惦记着捆绑基带芯片卖了?

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