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一文看懂芯片廠商的2019:5G、物聯網與架構之爭愈發激烈

2019-12-27 11:06:58

來源:飛象網

發布者:智家網

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  2019年,芯片開始被越來越多人所關注,5G調制解調器被手機消費者所關注,物聯網被產業鏈所關注,甚至架構都開始變得被所有人關注。  

圍繞調制解調器的合縱連橫與內外置

  關于2019年的芯片,可能最被普通消費者所熟知的便是蘋果宣布與高通和解、英特爾宣布放棄5G手機基帶業務、隨后蘋果收購英特爾5G手機基帶業務、再到近期英特爾宣布攜手聯發科打造5G PC這一部幾乎貫穿整年的系列劇了。

  2019年4月17日凌晨,高通和蘋果在各自官網同時宣布,雙方同意放棄全球范圍內所有訴訟。和解協議包括蘋果向高通支付一筆未披露金額的款項以及一份芯片組供應協議,這可能會為iPhone重新采用其調制解調器芯片鋪平道路。就在當日晚些時候,作為此前一直為蘋果iPhone提供4G基調制解調器,同時還準備為蘋果繼續提供5G調制解調器的英特爾發布聲明稱,公司將退出5G智能手機調制解調器業務,并完成了對PC、物聯網和其它以數據為中心設備使用的4G和5G調制解調器的評估工作。英特爾將繼續專注投資發展5G網絡基礎設施業務。

  然而,這部圍繞5G調制解調器的系列劇還并沒有徹底完結,隨后便傳出英特爾將會出售5G智能手機調制解調器業務的消息。2019年7月25日,蘋果官網發布消息稱,蘋果和英特爾已經簽署協議,讓蘋果收購英特爾大部分智能手機調制解調器業務。將有大約2200名英特爾員工將加入蘋果公司,還有知識產權、設備和租約的轉移。該交易價值10億美元,預計將于2019年第四季度內支付。

  而就當人們以為英特爾對于5G調制解調器徹底沒了想法的時候,2019年11月25日,英特爾宣布將與聯發科緊密合作,共同開發、驗證和支持5G調制解調器解決方案,為消費者帶來出色的下一代PC體驗。作為合作的一部分,英特爾將制定5G解決方案規格,包括由聯發科開發和交付的5G調制解調器。英特爾還將進行跨平臺優化與驗證,并為OEM合作伙伴提供系統集成和聯合設計支持。至此,關于5G調制解調器的系列故事在2019年才算告一段落。

  然而,關于5G調制解調器內置還是外置的問題卻從年初一直討論到了年底。這一問題也影響到了用戶對于5G手機功耗能力的猜測,然后一直到年底的時候大家才發現原來不管是內置還是外置,對于5G手機的網絡性能與功耗都不是決定性的因素。

  在2019年上半年上市的全部5G機型中,由于采用的在2018年發布的解決方案,像面向2019年旗艦機型的驍龍855、Exynos 9820、麒麟980均沒有內置5G基帶,所以SoC及5G調制解調器產品就均采用了分離的方式,均外掛配套的驍龍X50、Exynos 5100、巴龍5000。

  似乎是由于消費者在認知上認為內置5G調制解調器才能保證功耗更低,所以市場上一直在期待內置5G調制解調器的移動平臺出現。2019年7月,高通官方宣布驍龍7系5G移動平臺將會是集成5G功能的SoC系統級芯片。

  2019年9月6日,在2019德國柏林消費電子展上,三星發布了下一代智能手機處理器Exynos 980,這款處理器將直接把5G調制解調器進行集成,不過并不支持毫米波。隨后華為推出首個內置全制式5G基帶的系統芯片SoC麒麟990 5G,但同樣不支持毫米波。

  直到今年年底的驍龍技術峰會上,高通發布的集成式5G移動平臺驍龍765/765G中集成的X52調制解調器實現支持Sub-6GHz及毫米波頻段。

  但令不少人頗感意外的是,旗艦級的驍龍865卻并沒有內置X55調制解調器,高通高管對此設計在接受采訪時則表示使用外掛式基帶并沒有什么劣勢,外掛X55并不會在功耗方面造成任何影響。與此同時,驍龍865+ X55在各方面性能上表現出了相較其它競爭對手而言驚人的優勢,在5G網絡性能上,在支持全球Sub-6GHz及毫米波頻段的同時,下行峰值達到7.5Gbps,上行峰值達到3Gbps,其中的下行數值明顯領先其他競爭對手,甚至是絕大多數對手的2-3倍。

  無獨有偶,2019年10月24日亮相的三星Exynos 990作為旗艦級產品,同樣采用了分離式設計,與其配合外掛的是Exynox Modem 5123,也同樣在下行峰值速率上表現亮眼,Sub-6GHz下行速率達5.1Gbps,毫米波頻段下行速率達7.35Gbps。

  實際上,內置5G調制解調器最大的好處在于可以降低成本、節省機身內部空間,顯然解決方案廠商也均已把中端產品選擇采用內置5G調制解調器來進行設計。但對于需要更快的峰值速率、需要Sub-6GHz與毫米波頻段的全面支持的話,外掛5G調制解調器還是現有最佳的解決方案。所謂內置或外置的好與不好可能多數情況下還是廠商間的口水仗而已,最終還要數據說話。

兩大陣營會戰物聯網

  各大派系解決方案廠商在這一年還延續2018年態勢,琢磨著不斷擴大自家芯片的應用領域,于是傳統SoC廠商便紛紛看上了IoT的這塊正在不斷快速增長的大蛋糕。

  2019年4月18日聯發科技發布AIoT平臺,包含擁有高集成度和高端APU性能的i300和i500系列處理器芯片,為業界提供面向智能家居、智慧城市和智能工廠三大領域的解決方案,助力人工智能技術和物聯網技術的落地融合。這兩款產品目前除了大量應用在智能音箱產品上外,還在智能冰箱、智能掃地機器人、智能門禁、家庭機器人等大量多品牌智能家居產品中被采用。7月,聯發科技還正式推出具有高速邊緣AI運算能力的i700,聯發科技資深副總經理暨智能設備事業群總經理游人杰,將上述i300、i500、i700三個系列的產品用途分別定義為帶屏聯網、基礎AI識別、實時AI識別。

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  更有意思的是,在當時聯發科技的發布會現場還引用了Gartner對于AP將會在全球物聯網領域迅速成長超越MCU的預測,認為AI需求將會讓AP在物聯網領域快速成長,至2021年物聯網處理器市場將成長到266億美元,其中AP-based處理占63%,MCU-based處理器占37%。當時展示區的工作人員也表示相比于傳統MCU,AP能夠讓智能家居產品具備更強的AI能力,以及多媒體運行能力,例如在智能廚房中,就能幫助家中成員選擇菜單、指導料理菜肴,而這樣的能力是傳統MCU暫難以帶來的。

  高通也同樣對物聯網展現出了巨大的野心,2019年9月17日,中國聯通與高通物聯網聯合創新中心在南京正式揭牌并投入使用。作為雙方在物聯網領域戰略合作的重要組成部分,創新中心旨在加深雙方在物聯網相關設備和技術方面的合作,共同探索新的物聯網產品和應用場景。初期將專注于新零售和5G物聯網應用,未來有望拓展至智慧能源、智能制造和機器人等廣泛領域。以聯合創新中心為載體,雙方還計劃對基于4G和5G的物聯網應用實例進行展示和演示。

  實際上,近年來大量的物聯網設備也開始使用高通的相關解決方案,例如在目前北京地鐵、機場內隨處可見友寶自動售貨機中就采用了高通4G全網通物聯網調制解調器MDM9x07,這款產品目前在全球也已經累計發貨超過1億片。同樣多與售貨機一同擺放的由巨昂科技生產的自助橙汁機則采用高通SD625,采用的通信模組移遠SC60中也基于高通處理器的多網絡制式Smart LTE Cat 6模塊。此外,高通的MDM9x07,以及SoC產品也同樣應用于新型的可掃碼的POS機、共享充電寶、自助收銀機、自助美甲機等設備,可以為這些設備提供“全網絡、全制式”的通信能力,還能讓Android系統可以在終端設備中流暢的運行。

  然而,MCU廠商也不是吃素的,對于AP超越MCU、MPU的優勢在于渠道的言論,MCU廠商回應稱傳統AP廠商存在著局限性在于如果客戶的應用發生變化,或者客戶的應用場景和針對的目標客戶發生變化的時候,做更改時的周期和成本會相應上升。MCU還具備更好的通用性,能夠面向不同的應用,但一顆SoC卻很難解決這一問題。

  對于智能家電設備上所衍生出來的智能需求,MCU廠商則開始通過跨界處理器、加入Arm Cortex-A7+ Cortex-M4的雙核產品來予以滿足,同時表示提供持續供貨、支援的時間也更長。例如目前恩智浦的“跨界處理器”在應用上已經實現了遍地開花的局面,尤其是在中國市場,通過恩智浦的“跨界處理器”已經孕育出了很多成功案例。恩智浦同包括科大訊飛在內的語音識別、人臉識別等方面的頂級算法公司,開展廣泛合作。恩智浦還首次進入了消費品領域,如條形音箱等。在跟汽車廠商合作方面,基于i.MX RT平臺打造疲勞識別、語音識別解決方案,完成車內語音消噪系統,實現車內語音指令的精準識別。6月份還推出了擁有兩個獨立的內核Cortex-A7與Cortex-M4的i.MX 7ULP,這種兩個完全獨立域的內核設計,讓i.MX 7ULP可以很好的滿足如智能手表、智能門鎖、智能家居網關、智能騎行碼表等產品的需求。

  2019年2月意法半導體推出首款多核MPU產品系列,采用Arm Cortex-A7與Cortex-M4架構,繼承STM32系列10年生命周期的承諾,作為應用處理器的STM32MP1擁有相對更復雜的系統,其中擁有兩顆主頻為650MHz的Arm Cortex-A7內核與一顆主頻為209MHz的Cortex-M4內核,其中Cortex-A4內核配備專用448kB RAM存儲器,三核心間通信擁有加密機制,展現出了其在工業智能制造領域的雄心。

  實際上,MCU、MPU、SoC可能最終誰也無法取代誰,但卻反映出了進入5G時代后物聯網的快速爆發。同樣被芯片廠商們所看重另一塊市場是AI,無論是GPU、CPU,還是專用芯片也同樣開始在AI市場中發力,甚至也不惜在發布會上相互鄙視一番,同樣上演著“別人碗里就是香”的主題。

Arm、X86、RISC-V,架構對決愈發激烈

  鑒于2019年的一些原因,對于芯片的架構也越發被外界所關注,其中最被關注的莫過于還處在萌芽階段的RISC-V架構,中國工程院院士倪光南就表示未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一,從而在CPU領域形成英特爾、Arm、RISC-V三分天下的格局。

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  實際上,RISC-V也吸引了眾多廠商的關注,例如近期就有消息稱三星2017年推出的首款RISC-V射頻測試芯片經過三年多的測試,已經越來越成熟,并計劃在2020年在其旗艦手機5G上上市。另在6月份,RISC-V指令集和開源硬件的領導者SiFive宣布,公司完成了6540萬美元(約合人民幣4.5億)的融資。其中,移動芯片市場的巨頭高通也參與了SiFive的融資。

  已經在移動時代大獲全勝的Arm陣營也開始在2019年繼續向各種領域進軍,就像曾經英特爾希望x86架構能夠殺入智能手機市場一樣,Arm陣營開始繼續著殺入PC領域的努力。驍龍技術峰會上新發布的驍龍7c產品,意在改變500美元以下PC的使用體驗,與競品相比其系統性能提升25%,電池續航時間能達到競品的兩倍,以及驍龍X15 LTE調制解調器提供的高速連接。而在高端領域Surface Pro X更是堪稱驚艷亮相,基于驍龍8cx定制的Microsoft SQ1處理器,也多少表現出了微軟對于擺脫x86架構的倔強。

  而X86架構下的生態也顯然希望在原有具備良好應用兼容性的情況下補足自身的短板。5月,英特爾公布了將在臺北、上海和加利福尼亞Folsom建立雅典娜計劃(Project Athena)開放實驗室的計劃,該計劃將支持廠商對筆記本電腦組件進行性能和低功耗優化,打造符合2020年雅典娜計劃(Project Athena)設計規范和目標體驗的高級筆記本電腦。根據公布的目標規范1.0顯示,未來幾年雅典娜計劃預期包含的六大關鍵創新領域為:即時工作、性能和相應能力、智能性能、電池續航時間、連接、外觀規格。

  顯然,未來的筆記本無論是Arm,還是X86都擁有著同一個夢想。與此同時,Arm與X86在AI、邊緣計算、SDN等領域上的對決也開始變得越發明顯。而RISC-V也開始在一些領域逐漸冒出嫩芽,芯片架構的對決在2020年可能依舊難分伯仲。

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