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CPU|华为海思的“为”与“不为”

CPU|华为海思的“为”与“不为”
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最糟的情况还是发生了：8月7日 ， 华为消费者业务CEO余承东表示 ， 随着台积电的断供 ， Mate40可能是华为最后一部搭载麒麟高端芯片的手机 。
一直以自研为傲的华为海思 ， 何以在失去台积电之后便轰然倒地 ， 其中缘由多样 ， 但理解海思所扮演的角色至关重要 。
伴随着上世纪九十年代半导体行业模式“由合转分”的剧变 ， 一大批专注于芯片设计的企业诞生 ， 其中便有华为海思 。
为了帮助华为摆脱对高通的依赖 ， 海思在2012年为华为贡献了第一枚旗舰智能手机芯片K3V2 。 不幸的是 ， 这一初尝试并不成功 。 K3V2因兼容性差 ， 发热严重而被戏称为“暖宝宝” 。
然而从那时起 ， 华为海思高端手机芯片的生产模式便已经确定：CPU、GPU基于ARM架构 ， 芯片制造由富士康代工 ， 但自主研发SoC其他组件 。 这是华为基于现实 ， 也出于理智 ， 为自己在半导体领域所定下的“为”与“不为” 。
ARM架构几乎是所有智能手机芯片制造商都无法绕开的话题 ， 似乎每一家产品都基于ARM架构设计 。 这是事实 ， 可基于授权层级的不同 ， 同一架构可供各家厂商发挥的空间其实差异很大 。
ARM授权模式以开放度高低为序可以分为三类：架构/指令集层级、内核层级、服务层级 。 华为在发布会上用“房子“来阐释这三类授权可谓十分生动易懂：
架构/指令集层级授权卖给你的是一幢房子的设计图纸 ， 你可以根据自身的喜好 ， 在建设过程中对图纸上的内容进行修改 ， 以满足自己对于美好生活的不同需求 。
对应到技术术语 ， 便是被授权厂商可以大幅度改造ARM提供的架构 ， 甚至可以对其指令集（CPU可执行命令的集合）进行扩展或删减 ， 以达到厂家更快速度 ， 更低能耗等特定的芯片需求 。
当然 ， 这对于厂商的技术能力有着极高的要求 ， 毕竟不是所有人都有能力在已经非常优秀的图纸上折腾一番后 ， 还能得到更好的结果 。 目前市场上仅有苹果的Swift ， 高通的Kryo是基于这一层级授权 ， 再进行自主开发得到的 。
内核层级授权卖的是毛坯房 ， 其大体框架已经确定 ， 但可以对房子进行简单的改装或装修 。
对应技术术语 ， 即厂商可以以ARM内核为基础 ， 加上自己的外设 。 这一类授权的厂商不能改动芯片设计 ， 但可以根据自己的需求调整产品频率等可调参数 。
三星、德州仪器的芯片基本上是这一层级授权改造而得 。
服务层级授权则更像租房 ， 你对房屋没有任何改动的权力 ， 而只有使用的权利 ， 甚至连谁来帮你“修水管”都是房东帮你事先定好的 。
对应过来 ， 是指客户仅可以使用封装好的芯片 ， 不能更改 ， 甚至对于芯片制造商都没有干涉权力 ， 而由ARM指定 。
联发科的很多中低端芯片便属于这一类 。
虽然华为已经获得了ARM最新v8架构的永久授权（通常为架构层级授权） ， 然而直到其今年的旗舰芯片麒麟9000 ， CPU和GPU仍被预期使用的是经小幅修改的ARM公核 。
这绝非什么丢人的事 。 在这个飞速迭代、竞争激烈的行业内 ， 追赶者再去重复造轮子可能是最愚蠢的选择之一了 。
事实上 ， 站在巨人的肩膀上 ， 华为亦形成了自己的创新 。
回到房子的比喻 ， 美好生活所需要的绝不止于一间漂亮的房子 ， 所在小区的配套设施 ， 如绿化、交通、物业等同样重要 。
通常我们说的“手机芯片” ， 更专业的名字其实是SoC ， 也就是System on a Chip 。 既然是System ， 自然也和一个小区一样 ， 有着多样的组成元素 。
在这小小的集成电路上 ， 除了CPU和GPU ， 还有DSP、ISP、NPU、网络基带等多个模块 ， 而如何把控并协调这些模块 ， 这是华为在芯片设计方面的真正优势 。


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