高通在逆境中高调举办近年最重大发布会:智能手机将在明年进入AI全面标配化时代? | 独家深度

百家 作者:DeepTech深科技 2017-12-11 06:23:23 阅读:294

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对高通而言,2017 年显然是创立以来最为挑战的一年,商战攻防的严竣险恶,包括与苹果的决裂、来自博通的恶意收购压力,以及专利授权收费模式受到客户与多国监管机构的挑战,让高通不只是腹背受敌,更是内忧外患。如人饮水,冷暖自知,2017 年对于高通而言,将是未来回顾公司发展历史上最为关键的一年。

 

图丨高通骁龙 845


选在 2017 年的最后一个月(12月4日~ 8日),高通在阳光温暖的夏威夷举行年度重量级新品骁龙 845 的发布会,广邀全球各地数百家媒体参与,单单是国内就有五十家媒体受邀参加,高规格的大型媒体发布会活动,一向是高通身为半导体豪门大户的公关风格,但相较于过去的嘉年华式欢庆气氛,这次的发布会或许更添了几分诡谲,毕竟,比起过去任何时候,在这个风尖浪口上,高通迫切的需要一次足以证明实力的成功。


图丨未来高通布局将着重于无线联网能力,并将终端扩及到汽车、无人机等层面


图丨高通规划要在 2019 年将 5G 推向市场


此次,高通 2018 年最重要的高端核心产品骁龙 845 在众人的期盼目光下隆重推出,以其规格来看,大致上仍将维持骁龙 835 的核心配置,但是在核心规格方面将从高度定制化的 Cortex-A73 加 Cortex-A53 的搭配,升级到同样是高度定制化的 Cortex-A75,性能较前代增加了 25%,而四个小核也改为定制化 Cortex-A55,在能耗比方面也远优于前代 Cortex-A53,并且搭配升级后的 Adreno 630 高端 GPU 核心。

 

图丨骁龙 845 的架构,DSP 和 ISP 以及 GPU 针对 AI 计算情境大幅强化


在重点的 AI 处理能力部分,骁龙 845 仍未加入类似麒麟 970 的硬件 AI 处理单元,而是维持 835 的软件加速方式,但通过个别计算单元的统合与强化,配合更加优化的 NPE,整体 AI 计算性能达到骁龙 835 的三倍以上。


图丨高通未来的四大布局

 

图丨采用骁龙 835 方案的笔记本产品也正式在发表会上展示


骁龙 845 通过新一代的 DSP 和 GPU 提供更强大的 AI 异构计算能力


最近几个月苹果 A11 和华为麒麟 970 内建的NPU可说抢尽风头,在一片叫好 AI 的喧哗中,似乎只有这两家的方案才够格被称为 AI 硬件。

  

但事实上,高通早在 2016 年的骁龙 820 就已经加入了 AI 处理单元,也就是 Zeroth 神经处理引擎,其功能特性与苹果和华为的 NPU 可以说是一模一样。


图丨高通已经把 AI 当作未来移动平台的重点发展方向


但可惜的是,高通当初还是没有认识到开放式的开发环境的重要性,没有积极引进第三方开发者,而是只提供给特定客户使用,这导致 820 的 Zeroth 神经处理引擎几乎乏人问津。而在835新引入的 NPE  SDK,结合 CPU、GPU 以及 DSP 等处理单元,在不额外增加成本的前提下,提供与硬件AI单元类似的计算能力。当然,软件再怎么优化还是不如硬件,835 的 AI 整体计算性能仅能达到 A11 或者是麒麟 970 内建 NPU 的几分之一,且能耗表现明显较差。不过性能并不是835的主轴,反而高通在NPE走开放策略才是对其AI布局的真正伏笔。 


但是845利用混合架构,成功把AI效能拉高到硬件层级, DT 君认为,配合高通在835开放NPE给一般开发者的伏笔。因为,相较于苹果、华为这些有钱有势的手机一线大厂可以推出号称 AI 手机的产品,高通骁龙 845 的推出,也给了其他手机厂商一个在性能与生态皆不落人后的机会

 


事实上,除了小米以外,可以预见的是,2018 年将可能是智能手机 AI 全面标配化的开始,包过众多中国厂商在内,没有任何一家厂商想在这一波 AI 手机热潮中缺席,而骁龙 845 在硬件成本架构上的精简化设计考量,再加上软件开发环境的积极开放,将成为众多手机厂商赶上苹果、华为布局 AI 智能手机的机会。


以高通目前在手机 AI 方案的布局来看,除了芯片解决方案本身,另一个不容忽视的重点就在于,高通 NPE 开发环境已经不再封闭,而是提供给广大的第三方 AI 应用开发者,NPE 也理所当然的支持主流深度学习框架,包含 TensorFlow、Caffe 等,而最近才发表的 TensorFlow Lite 及 Facebook 与微软合作推出的 ONNX 也同样在支持之列。高通也期待借此能在 AI 的路上后发先至,甚至凭借更完备的开放式开发环境反超苹果和华为。

 

而在骁龙 845 上,高通依旧维持前代的软件 AI 计算结构,也就是结合 CPU、GPU 以及 DSP 三者计算能力的异构组合,针对不同应用情境来解决,不过在架构性能上已经经过大幅优化,配合新版的 Hexagon 685 DSP 以及 Adreno 630 GPU,针对训练和推理所需的向量计算能力大幅强化后,整体 AI 计算效率可达前代骁龙 835 的三倍以上,几乎已经可和麒麟 970 或苹果 A11 内建的 NPU 相提并论。

 

Hexagon 685 DSP 过去都是针对影像或音频处理做加速使用的单元,但是到骁龙 845,通过额外增加的向量处理单元,配合原本可程序设计的特性,已经可以很好的应对现在 AI 计算环境中的各种框架执行需要,当然,DSP 的计算能效虽不如 NPU 之类的 ASIC 方案,但其可弹性配置的优点,以及高通针对开发环境的优化,仍能达到相当不错的表现。

 

不过,与华为、苹果不同,高通认为考虑到手机系统功耗限制,训练还是在云端为佳,因此整套 NPE 方案还是以推理为主,并且集中在图像处理以及语音识别等功能上。

 

骁龙 845 将确立高通 AI 生态优势,力抗华为与苹果

 

AI 已经成为手机最热门的话题应用,为了确保高端手机的使用体验能更贴近用户,在不论照相功能、语音服务,以及其他智能服务上,具备高性能 AI 加速功能已经是基本要求,但是在开发环境上,如果对开发者不够友善,那么就很难建立生态。

 

高通过去手机方案的开发工具包都只针对其客户发放,并没有考虑到第三方软件开发者的需求,虽然高通平台同样能支持一般标准开发平台,比如说 Android 开发平台,但这么一来就无法完全发挥高通平台在硬件设计上的独到之处,而 NPE 针对第三方开发者的友善设计算是高通相当明智的策略转变,而 NPE 在应用开发上的优势,以及高通平台的基础渗透率极为庞大的状况下,未来成为手机 AI 的主导平台也不会令人意外。


图丨 NPE 作为高通主推的开发工具包,已经面向第三方开发者发放

 

当然,华为的寒武纪同样也有不错的开发环境,但是在手机平台的规模相差过大。对比麒麟 970 相关方案产品一年估计约 3000 万部的出货量,基于高通高端骁龙 800 方案的终端年出货量却接近两亿部,若加计同样支持 NPE 的骁龙 600 系列中端芯片,那么总量估计约可达 4 亿部,基于两者之间的巨大差距,应用开发商会怎么选择,其实不言自明。

 

至于与苹果的竞争,现在高通和苹果势如水火,二者在通讯专利授权部分的歧见冲突短期内还仍难消弭,但若高通能在手机方案方面提供 Android 平台足够的方案,避免苹果在硬件设计甚至 AI 等应用占优势,那么以 Android 生态的丰富性,以及相关硬件的成本差距来看,仍可望压制苹果气焰。

 

骁龙 835 将以全时联网能力打入中低端 PC 方案,欲与英特尔正面竞争

 

骁龙 835 是高通在 2017 年推出的高端移动平台,其内建的 8 个高性能 ARM 核心以及可与 PS3 性能一较高下,并超越任天堂主流游戏机 Switch 的 GPU 绘图能力,使其成为 2017 年高端手机主流方案选择之一。


图丨基于骁龙 835 的 Windows PC 将具备全时联网且全天工作能力

 

但是这样的性能表现搬到 PC 平台上是否足够?这是众人疑问的一点。当然即便是最高端的 ARM 处理器,在实际计算性能方面还是不如平价 PC 平台处理器,这是在先天基础架构就已经决定的。不过在应用方面,其实大多数人并不需要那么高的性能表现,如果只是上网,或者是进行日常办公应用及一般游戏,那么 ARM 架构处理器可以说已经绰绰有余了。


图丨高通在 Keynote 中展示的 PC 使用情境

 

另外,高通进军 PC 市场,其实微软应该是最大推手。从 2012 年的 Window RT 开始,ARM 就积极想要把 ARM 架构引进 Windows 平台中,不过初次尝试失败了。首先,当初的半导体工艺还不够进步,基于 ARM 架构的处理器性能太逊色;另外,微软在 Windows RT 使用的 Windows 8 UI 只是个半吊子的外壳,使用体验不佳,且缺乏原生软件支持,Windows RT 从推出到宣布死亡,只有少数几个像 Office 的大型软件支持,其他都是小型的 APP,在使用体验不佳,且缺乏应用支持的情况下,不受市场欢迎也是合理。

 

但微软这次摆在高通平台上的 Windows 系统就是全功能的系统,不只是 Metro 接口应用,连原生的 X86 应用也可执行,虽然目前只能执行 32 位的软件,但主流大型办公应用几乎都支持 32 位运行环境,所以高通也不用担心不支持 X86 的 64 位环境会有负面影响。

 

为了要让基于 ARM 的高通平台支持 X86 运行,微软在操作系统底层增加了 ARM 与 X86 指令集的互换层,可以在 ARM 架构平台上高效模拟 X86 运行环境。

 

事实上,微软原先的的打算也不是只有把 Windows for ARM 摆在高通平台上,而是要扩及大部分的 ARM 平台,之前就曾和瑞芯微以及联发科讨论过合作,但是二者在芯片规格和定位方面没有办法配合微软的需求,因此最终只有选择了高通。

 


采用 ARM 架构处理器最大的好处就是成本可以大幅降低,我们都知道 X86 处理器的价格有多昂贵,基本的平价款动辄都要上百美元,而周边的连接能力还要自己找方案搭配,非常麻烦,而 ARM 架构平台一颗就把所有的计算功能和周边连接能力都包在一起,且即便是最高端方案,价格也不过 X86 处理器的几分之一,还附赠了完整的联网能力!

 

也因此,为了避免在操作系统随着移动平台的普及而被边缘化,增加对 ARM 平台的支持可以说是不得不做的选择。

 

当然,这么一来英特尔就不高兴了,毕竟英特尔也配合微软推出平价款的低端 X86 处理器,且微软在针对 ARM 平台在操作系统增加的 X86 与 ARM 指令集转译接口可以说踩到了英特尔的底线,毕竟指令集的使用还是需要专利持有者的同意,为了确保独门生意,英特尔肯定不会轻易让步,事实上,之前也曾以法律诉讼威胁微软相关的产品规划。

 

不过 X86 专利其实不是只有英特尔独有,微软倒也不是无计可施。而随着高通正式宣告骁龙 835 正式进入 PC 市场,想必这方面的争议已经获得解决。

 

当然,在 PC 引进 ARM 架构只是微软的初期规划,DT 君认为后期可能就会把完整 Windows 功能,或者是必要功能反向搬回手机平台,毕竟在纯粹的移动平台上,微软已经吃了败仗,接近全面撤退,但如果能够反其向把微软最重要的特色和应用生态搬到手机平台上,或许还能有机会和 Android 及 iOS 一较高下。

 

若骁龙 835 取得成功,未来骁龙 845 也肯定会走进 PC 市场,作为与微软合作的战略项目,Windows 平台会是高通另一个重点方向,骁龙 845 在手机平台上的 AI 应用未来肯定也会逐渐转移到 Windows 系统上,这对于确保高通未来在消费性终端计算核心的地位,会有相当大的帮助。

 

高通手机与 PC 产品市场布局观察

 

目前,在手机客户方面,骁龙 845 先发阵营目前包括了三星、小米以及 LG,作为代工伙伴,三星向来就是以大量采用高通的方案作为互惠的条件,而高通也都把三星做为首批供货重点客户,毕竟三星的手机出货量还是最为庞大,且对高端方案的需求最大。

 

小米虽怀异心,开始发展属于自己的处理器平台,但是其技术来源是最低端的联芯方案,要转为高端方案谈何容易,且软件和生态的调整也需要时间,DT 君认为小米自有方案短时间内还很难大量普及,尤其在高端方案上,未来几年仍必须仰赖高通。

 

小米近来强调其 2018 年手机将会走 AI 路线,而雷军现身在高通发表会场,也等同宣告其 2018 年 AI 平台果然还是与高通脱不了关系。


图丨雷军现身高通现场,宣示二者未来合作关系紧密

 

小米之所以仍紧紧抓牢高通不放,考虑到的是自有平台的开发毕竟需要时间,且 AI 生态需要长久经营,且需要和开发环境搭配,苹果有 CoreML 框架供开发者使用,华为则是引进寒武纪的开发环境,二者都有相当坚实的基础,而目前唯一能和前二者相提并论的,就是高通的 NPE 开发环境了。

 

即使麒麟 970 主打内建来自寒武纪的硬件 AI 处理单元 NPU,但相关应用仍相对匮乏,目前只导入于照相功能以及部分语音操作功能上,未来虽有第三方将加入 AI 应用开发行列,但就体量来看,仍无法与高通相提并论。

 

尽管高通的 NPE(Snapdragon Neural Processing Engine,NPE)人工智能开发环境,在 AI 执行性能上略逊麒麟 970,但是在应用弹性,以及开发友善度方面更胜一筹,因此,开发者优先选择高通平台开发 AI 应用,却也是显而易见的结果。

 

NPE 能很好的使用骁龙芯片上所有的计算能力,而加入硬件 AI 单元之后,对于能耗表现也能起很大的改善作用,基本上要达到苹果或华为 NPU 的程度没有太大问题,且依靠 NPE 可协调芯片内的不同处理单元,对整体性能表现也能有很大的帮助。

 

至于同样在此次发布会上表态支持采用高通骁龙 845 的三星,则是另有一把算盘。三星其实已经开始走自己的路,包含软件环境、AI 生态以及相关服务,最终硬件也会自行解决。过去和高通维持合作关系,主要是因为二者的芯片代工关系的互惠条件,以及三星自己芯片的基带技术还不到位的缘故,但随着三星在自有芯片方案的成熟,及软件生态的完备,持续采用高通方案的理由其实已经逐渐减弱。

 

当然,骁龙 845 还是在三星代工厂制造,二者在这款方案仍有一定的合作,但高通下一代的方案将会转移到台积电制造,届时二者的合作是否会生变,比如说三星手机大部分转为自有方案,却也不是不可能的事。

 

至于高通在 PC 市场客户方面,目前首批合作对象是联想、惠普以及华硕,至于其他 PC 厂商则还是抱持观望态度。

 

联想在手机市场的状况每下愈况,产品布局不佳,出货状况也不好,而 PC 方面也同样面临艰困处境,为了寻求突破,自然也会更积极找寻新的市场机会。至于惠普和华硕,前者在商务笔记本一直以来都是市占名列前茅的厂商,若可借助 ARM 平台的引入,有效降低成本,并且增加更完善的联网能力,那对于改善产品竞争力而言将有明显的帮助。

  

图丨惠普的高通方案笔记本将在 2018 年春季上市

 

而华硕近来积极发展高端笔记本,尤其是电竞平台,但是在商务笔电方面,高性价比的方案就比较缺乏。而以华硕在高通会场展示的两款方案配置,可连续使用 22 小时,具备全天使用能力,且达到 30 天的超长待机能力,可说是超越手机的续航力。

 

图丨华硕的高通方案笔记本将具备超长使用时间以及待机时间

 

以其价格定位来看,一般而言笔记本的物料成本要低于手机,所以这个价格对华硕而言可说相当有利可图。

 

不过要让 ARM 处理器可以执行 X86 软件,中间必须经过指令集转换层,把 X86 指令集转换为 ARM 可执行的指令,这个步骤会对性能产生明显的影响,以 835 的 Geekbench 性能约略为英特尔 i3 等级的表现,若通过转换层来执行 X86 应用,性能则会倒退到相当于 Atom 芯片的等级,当然,这对一般的网页浏览或轻量软件不会造成什么影响,但是对大型应用,比如说办公软件或者是图像处理软件,那么性能上的落差就很明显了。

 

理论上转换层也能通过程序设计手法来改善指令集转换效率,或者是在芯片中增加硬件转译能力来进行加速,但 835 目前还不具备后者的能力,所以暂时只能依靠软件优化来改善执行效率了。

 

除了骁龙芯片的 PC 平台规划外,另外,高通也宣布与 AMD 合作,将为 AMD 的笔记本平台提供基带技术,作为其全时联网架构的基础,提供 AMD 笔记本平台更好的联网应用体验。而这也是未来在丧失苹果这个最大的基带芯片客户之后,寻找替代出海口的另一个积极作为。


图丨高通将与 AMD 合作,提供基带方案给基于 AMD 平台的笔记本系统

 

中国客户重要性逐渐压倒三星是转换代工伙伴最大原因

 

前面谈到高通在手机与 PC 市场的布局,但是最关键的供货能力上,过去因为与三星合作,首批量产芯片一直以来都只能少量供应,无法满足所有客户的需求。虽然骁龙 845 还是在三星投产,但业界传言下一代骁龙 855 将会改由台积电生产,这肯定会影响到未来骁龙方案的市场布局,尤其是其最大客户三星这方面。

 

未来代工转到台积电后,三星可能会再加大自用方案比例,借以弥补高通退出的产能,那么乍看之下,为了求得稳定的产能供应,却牺牲了大客户,似乎不大划算?

 

但事实上,中国手机高端出货比重已经逐渐攀升,因此要从中国客户弥补三星失去的部分可说是绰绰有余,且中国厂商短时间内也都必须依靠高通方案打进高端市场,甚至要顾及国外市场,除了极少数像华为这样的厂商有能力自己建构方案,其他手机大厂基本上都摆脱不了高通。相较之下,三星高端手机的市场地位已经备受威胁,而其相关终端的出货占比也已经不断下滑。

 

而这也是高通之所以能够铁了心换代工伙伴的主要原因,那就是中国客户的重要性其实越来越高,甚至就总量而言,要取代三星也已经不是问题。

 

当然,高通和三星的合作其实有其历史渊源,由于当初骁龙 810 的失败,高通急于降低成本,并且确保先期客户,而提出优惠代工报价,且另一手还拿着手机方案大单的三星自然就成为优先选择。后来合作的持续一方面算是还欠三星的人情,一方面也是通过三星价格较低廉的代工降低成本,然而在三星代工就会苦于首批供货良率极不稳定,导致无法满足更多客户。

 

因此,高通为了要在首批量产就可大量出货,借此满足中国客户的庞大需求,转换代工合作伙伴也就成为合理的选择。当然,三星也不会坐以待毙,市场也传言三星已经拉到华为这个大客户,未来海思有可能将芯片代工转单到三星。

 

未来高通高端手机芯片出海口将集中在中国,并针对 PC 与服务器市场寻求突破

 

高通最大客户三星一季大约会使用出货基于骁龙 800 终端约 1000 万部,然而以小米、OPPO、VIVO、联想等中国客户的骁龙 800 系列使用量,季度出货已经可达 3000 万颗左右,这个出货数字在 2017 年可说是暴涨,较 2016 年增加了超过一倍以上,拉抬高通高端方案出货最大的功臣该属小米,其小米 6 出货量非常亮眼。

 

以此趋势来看,中国手机客户的重要性已经要明显大于三星,展望 2018 年,因为 AI 趋势的带动,高端手机在中国市场的占比还会再往上提升,而联发科已经正式放弃高端方案,这也代表未来中国手机厂商如果想要使用高端手机芯片方案,将只剩下高通这个选择,也因此,骁龙 845 的发布拉了小米雷军站台,而不是三星,背后也有这个意涵在。

 

当然,三星自身也有产能限制,未来高通转单之后会不会继续使用高通方案,其实现在也还很难判断,但比重上肯定会下调,但如果代工有拉到新客户,那可能就会因为产能限制,减少下调采用高通方案的比重。但不论如何,由于中国手机客户量能的成长,加上三星自研方案比重的增加,未来三星从高通最大高端客户变成第二或第三大已经是不可避免的趋势。

 

前面还没有计入骁龙 600 系列的中端方案,若加计此方案,2017 年高通在中国的出货成长会更可观。

 


另外,PC 和服务器市场虽然暂时还看不出前景,但是高通在相关方案上的努力已经逐渐获得市场认可,PC 设备有大客户投入,且产品竞争力看来不错,服务器方案也有微软和阿里巴巴投入研究,并考虑投入商用,加上其他物联网以及智能应用,从整体芯片方案战略布局来看,高通仍有不小的成长空间。

 

不过在专利经营部分高通仍有不小的挑战,其与苹果的法律战目前已经是如火如荼,未来这方面就算能够获得解决,但相信毛利肯定会有所下调。但借助成功的芯片事业布局,整体营收可望还是能够维持正成长。


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