谷歌聯(lián)合三星開發(fā)5nm芯片對標(biāo)蘋果？

張心怡

有消息稱，谷歌與三星合作研發(fā)的處理器已經(jīng)收到第一批工程樣本。該處理器代號“Whitechaple"，采用三星5nm制程，將搭載在Pixel手機(jī)及Chromebook筆記本上。在自研了云端、邊緣端處理器之后，谷歌自研手機(jī)處理器意欲何為？將對谷歌的生態(tài)、產(chǎn)品產(chǎn)生哪些影響？

面向終端的主處理器

據(jù)悉，谷歌與三星聯(lián)合設(shè)計的5nm芯片是一枚“起到關(guān)鍵作用的”主處理器，對設(shè)備的運(yùn)行速度、電池續(xù)航能力和性能起到?jīng)Q定性作用。該處理器采用Arm8核CPU，硬件針對谷歌機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行優(yōu)化，并支持谷歌助手和“始終在線”功能。

近期，谷歌收到了第一批工程樣本。該處理器明年有望搭載在Pixel手機(jī)上，后續(xù)版本將搭載在Chromebook筆記本上。

谷歌一直在強(qiáng)化半導(dǎo)體業(yè)務(wù)能力。此前發(fā)布的Pixel手機(jī)上已經(jīng)搭載了谷歌定制設(shè)計的機(jī)器學(xué)習(xí)和圖像處理芯片，谷歌還從蘋果、英特爾等競爭對手“挖角”了芯片工程師。但是，手機(jī)處理器需要CPU、GPU、通信基帶等多個芯片，任何一個短板都將使谷歌無法完全擺脫對高通等芯片巨頭的依賴。

補(bǔ)齊云邊端芯片版圖

無論是海外五大科技巨頭“FAANG”（臉書、蘋果、亞馬遜、奈飛、谷歌），還是國內(nèi)的“BAT”，都在進(jìn)軍芯片設(shè)計業(yè)務(wù)。早在2006年，谷歌就開始研究如何在數(shù)據(jù)中心中使用GPU、FPGA和定制ASIC。在科技巨頭跨界“造芯”的道路上，谷歌是一支不可忽視的力量。

從2015年起，谷歌基于自主研發(fā)的定制化芯片TPU，完成了云一邊、端一端的計算架構(gòu)協(xié)同。2016年的I/O開發(fā)者大會上，谷歌公布了自主研發(fā)的定制化芯片Tensor ProceSsing Units（TPU），以強(qiáng)化數(shù)據(jù)中心的機(jī)器學(xué)習(xí)能力。

2017年，谷歌將第二代TPU引入谷歌云平臺，后續(xù)推出的第三代云rPU利用谷歌云平臺的AI服務(wù)運(yùn)行及其學(xué)習(xí)模型，可實(shí)現(xiàn)單個Pod中每秒超過100千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算性能。在云rPU的基礎(chǔ)上，谷歌又推出了針對邊緣側(cè)的EdgeTPU。這款A(yù)SIC芯片是對Cloud TPU和谷歌云服務(wù)的補(bǔ)充，能實(shí)現(xiàn)端到端、云端到邊緣的基礎(chǔ)架構(gòu)。

在云計算、AI、5G的催化下，云邊端一體化趨勢增強(qiáng)。華為、阿里、英特爾等廠商都在踐行“云一邊一端”的計算架構(gòu)協(xié)同。華為董事徐文偉表示，華為的價值主張是打造一個平臺，把眾多的傳感器連接起來，實(shí)現(xiàn)連接+平臺+AI+生態(tài)。為此，華為在端、邊、云都推出并部署了AI芯片。在手機(jī)端，華為從麒麟970開始嵌入AI芯片，在邊緣端，華為推出了應(yīng)用于汽車的人工智能計算芯片Ascend 310，在云端則部署了鯤鵬920等芯片。阿里云推出IoT邊緣計算產(chǎn)品Link Edge時宣布將打造云、邊、端一體化的協(xié)同計算體系，并陸續(xù)推出用于設(shè)計制造高性能端上芯片的IP核玄鐵910、SoC芯片設(shè)計平臺“無劍”、云端芯片含光800，端云一體已初步成型。

在終端側(cè)，谷歌曾為手機(jī)主處理器設(shè)計輔助芯片，包括提升手機(jī)圖像處理能力的Pixel Visual Core，提升聲音識別和轉(zhuǎn)錄能力的Pixel Neural Core等，以負(fù)載手機(jī)端的機(jī)器學(xué)習(xí)類任務(wù)。但是，隨著云算力下沉、終端算力上升、邊緣算力融合的趨勢不斷加強(qiáng)，擁有一顆針對自家生態(tài)進(jìn)行優(yōu)化的端處理器，才能更好地發(fā)揮谷歌在機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)勢和沉淀，讓手機(jī)、筆記本等終端與谷歌的AI算力體系緊密貼合。

提升產(chǎn)品體驗(yàn)

2010年，蘋果發(fā)布了采用自研處理器A4和自家操作系統(tǒng)iOS4的里程碑式產(chǎn)品iPhone4，自此擺脫了對三星處理器的依賴。

長期以來，谷歌安卓與蘋果iOS是兩大手機(jī)操作系統(tǒng)。蘋果通過自研A系列處理器，讓硬件更好地貼合軟件系統(tǒng)需要，實(shí)現(xiàn)軟硬件一體化。谷歌自研移動終端處理器，也有利于更好地發(fā)揮軟件系統(tǒng)能力，通過軟硬件協(xié)同優(yōu)化終端體驗(yàn)。

“谷歌與蘋果珠途同歸，谷歌一直在建立半導(dǎo)體能力，在掌握軟件的同時掌握硬件，這種軟硬件一體化的方式無疑是推動服務(wù)深度整合的最好方法。自研處理囂是谷歌打造閉環(huán)生態(tài)的初步嘗試，也是第一步?！辟惖项檰柤呻娐樊a(chǎn)業(yè)研究中心分析師陳躍楠向記者指出。

集邦咨詢分析師姚嘉洋向記者表示，由于智能型手機(jī)大多是以Android陣營為主，谷歌累積了龐大的數(shù)據(jù)庫與AI運(yùn)算資源，打造自有處理器有利于優(yōu)化智能手機(jī)的AI應(yīng)用。例如，讓用戶與手機(jī)語音助理之間的對話更為智慧，讓語音助理更好地理解用戶需求、語言翻譯更為精確，省電與性能提升表現(xiàn)更為優(yōu)異等，以Google現(xiàn)今的布局態(tài)勢來看，確實(shí)會有這樣的戰(zhàn)略思考。

但是，手機(jī)處理器研發(fā)門檻高，屬于資金、技術(shù)密集型業(yè)務(wù)，是塊難啃的硬骨頭。姚嘉洋表示，蘋果之所以能在處理器領(lǐng)域如魚得水，得益于先前的收購策略和早期投入，累積了相對豐富的處理器開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。加上蘋果近年來在業(yè)務(wù)上的轉(zhuǎn)型，服務(wù)相關(guān)收入日益攀升，推動整體獲利提升，這成為處理器研發(fā)的堅實(shí)后盾，使得蘋果在處理器開發(fā)上處于一定的領(lǐng)先地位。

與蘋果類似，谷歌在移動芯片領(lǐng)域也有著早期收購和人才積累。在2010年A4處理器發(fā)布之前，蘋果傳出收購被用于手機(jī)和移動終端的芯片企業(yè)Intrinsity。同時，谷歌也傳出收購芯片設(shè)計創(chuàng)業(yè)公司Agnilux。2017年，有消息稱谷歌挖角了蘋果的芯片設(shè)計師Manu Gulati擔(dān)任SoC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師。

此前Gulati曾參與iPhone、iPad以及Apple TV等產(chǎn)品定制芯片的研發(fā)。同一年，谷歌斥資11億美元收購HTC手機(jī)研發(fā)團(tuán)隊，進(jìn)一步增強(qiáng)手機(jī)硬件的設(shè)計能力。去年，谷歌在印度班加羅爾成立了新的芯片團(tuán)隊，成員包括從英特爾、英偉達(dá)、高通聘用的工程師，目標(biāo)是設(shè)計手機(jī)及數(shù)據(jù)中心芯片。

但是，谷歌自研手機(jī)處理器并非毫無風(fēng)險。受限于Pixel手機(jī)的市場份額，谷歌需要把控處理器研發(fā)投入和產(chǎn)品收益的平衡。

“由于Pixel手機(jī)在市場仍屬于少數(shù)，開發(fā)一顆5nm的主處理器置于智能手機(jī)中，單是開發(fā)費(fèi)用動輒需要數(shù)百萬甚至千萬美元。盡管谷歌近年的營收表現(xiàn)十分優(yōu)異，但若無法一戰(zhàn)成名，恐怕不利于長期的處理器開發(fā)計劃?！币窝笳f。