谷歌聯合三星開發5nm芯片,對標蘋果?

發布時間:2020-04-22 瀏覽次數:3462 次

有消息稱,谷歌與三星合作研發的處理器已經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,谷歌自研手機處理器意欲何為?將對谷歌的生態、產品產生哪些影響?

面向終端設備的主處理器

據悉,谷歌與三星聯合設計的5nm芯片是一枚“起到關鍵作用的”主處理器,對設備的運行速度、電池續航能力和性能起到決定性作用。該處理器采用Arm 8核CPU,硬件針對谷歌機器學習進行優化,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手機上,后續版本將搭載在Chromebook筆記本上。

谷歌一直在強化半導體業務能力。此前發布的Pixel手機上已經搭載了谷歌定制設計的機器學習和圖像處理芯片,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),還是國內的“BAT”,都在進軍芯片設計業務。早在2006年,谷歌就開始研究如何在數據中心中使用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,谷歌基于自主研發的定制化芯片TPU,完成了云-邊、端-端的計算架構協同。2016年的I/O 開發者大會上,谷歌公布了自主研發的定制化芯片Tensor Processing Units (TPU),以強化數據中心的機器學習能力。

2017年,谷歌將第二代TPU引入谷歌云平臺,后續推出的第三代云TPU利用谷歌云平臺的AI服務運行及其學習模型,可實現單個Pod中每秒超過100千萬億次浮點運算性能。在云TPU的基礎上,谷歌又推出了針對邊緣側的Edge TPU。這款ASIC芯片是對Cloud TPU和谷歌云服務的補充,能實現端到端、云端到邊緣的基礎架構。

在云計算、AI、5G的催化下,云邊端一體化趨勢增強。華為、阿里、英特爾等廠商都在踐行“云-邊-端”的計算架構協同。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,實現連接+平臺+AI+生態。為此,華為在端、邊、云都推出并部署了AI芯片。在手機端,華為從麒麟 970 開始嵌入AI 芯片,在邊緣端,華為推出了應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邊緣計算產品Link Edge時宣布將打造云、邊、端一體化的協同計算體系,并陸續推出用于設計制造高性能端上芯片的IP核玄鐵910、SoC芯片設計平臺“無劍”、云端芯片含光800,端云一體初步成型。

在終端側,谷歌曾為手機主處理器設計輔助芯片,包括提升手機圖像處理能力的Pixel Visual Core,提升聲音識別和轉錄能力的Pixel Neural Core等,以負載手機端的機器學習類任務。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,擁有一顆針對自家生態進行優化的端處理器,才能更好地發揮谷歌在機器學習的優勢和沉淀,讓手機、筆記本等終端與谷歌的AI算力體系緊密貼合。

提升產品體驗

2010年,蘋果發布了采用自研處理器A4和自家操作系統iOS4的里程碑式產品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是兩大手機操作系統。蘋果通過自研A系列處理器,讓硬件更好地貼合軟件系統需要,實現軟硬件一體化。谷歌自研移動終端處理器,也有利于更好地發揮軟件系統能力,通過軟硬件協同優化終端體驗。

“谷歌與蘋果殊途同歸,谷歌一直在建立半導體能力,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深度整合的最好方法。自研處理器是谷歌打造閉環生態的初步嘗試,也是第一步?!?賽迪顧問集成電路產業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,由于智能型手機大多是以Android陣營為主,谷歌累積了龐大的數據庫與AI運算資源,打造自有處理器有利于優化智能手機的AI應用。例如,讓用戶與手機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更為優異等,以Google現今的布局態勢來看,確實會有這樣的戰略思考。

但是,手機處理器研發門檻高,屬于資金、技術密集型業務,是塊難啃的硬骨頭。姚嘉洋表示,蘋果之所以能在處理器領域如魚得水,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經驗。加上蘋果近年來在業務上的轉型,服務相關收入日益攀升,推動整體獲利提升,這成為處理器研發的堅實后盾,使得蘋果在處理器開發上處于一定的領先地位。

與蘋果類似,谷歌在移動芯片領域也有著早期收購和人才積累。在2010年A4處理器發布之前,蘋果傳出收購被用于手機和移動終端的芯片企業Intrinsity。同時,谷歌也傳出收購芯片設計創業公司Agnilux。2017年,有消息稱谷歌挖角了蘋果的芯片設計師Manu Gulati擔任SoC系統架構設計師。

此前Gulati 曾參與iPhone、iPad 以及 Apple TV 等產品定制芯片的研發。同一年,谷歌斥資11億美元收購HTC手機研發團隊,進一步增強手機硬件的設計能力。去年,谷歌在印度班加羅爾成立了新的芯片團隊,成員包括從英特爾、英偉達、高通聘用的工程師,目標是設計手機及數據中心芯片。

但是,谷歌自研手機處理器并非毫無風險。受限于Pixel手機的市場份額,谷歌需要把控處理器研發投入和產品收益的平衡。

“由于Pixel手機在市場仍屬于少數,開發一顆5nm的主處理器置于智能手機中,單是開發費用動輒需要數百萬甚至千萬美元。盡管谷歌近年的營收表現十分優異,但若無法一戰成名,恐怕不利于長期的處理器開發計劃?!?姚嘉洋說。

信息來源:中國電子報、電子信息產業網

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