11月5日，華為在秋季媒體溝通會上發(fā)布了備受矚目的麒麟950。海思麒麟處理器之前最大的問題是高性能方面比不了高通、三星，不過今天發(fā)布的麒麟950有望改變海思在高端處理器上的不利局面，它拿下了首款16nm FinFET Plus、A72核心及T880 GPU三個第一，全新設計的拍照ISP性能也非常強勁，盲測表現(xiàn)優(yōu)于蘋果的iPhone 6s。
從K3時代的一敗涂地，到K3V2時代的“祖?zhèn)鱏OC”，再到麒麟910、920、930時代的能用、好用，逐漸被消費者認可，麒麟芯歷經(jīng)坎坷，百折不饒，終于破繭化蝶——麒麟950綜合性能已然跨入頂級手機芯片行列，足以和高通驍龍820，聯(lián)發(fā)科MT6797等SOC相匹敵，并將一眾國產(chǎn)ARM技術路線的IC設計公司甩在身后，難以望其項背。從5年前連山寨機都不屑于使用的K3，到今天的麒麟950一枝獨秀，這其中有何奧妙？
AA體系庇護麒麟成長
麒麟芯的成功離不開兩位貴人——ARM和谷歌。
何出此言呢？只要回溯海思麒麟的成長史，就可以看出ARM和谷歌在麒麟成長過程中所扮演的重要角色：
5年前，初出茅廬的K3因為成品不夠成熟以及營銷、鋪貨策略失誤導致最終連在山寨機市場都無法立足，但第一次大膽嘗試給海思公司積累了寶貴的經(jīng)驗。兩年后的K3V2則是全球首個發(fā)布的集成了4核ARM cortex A9的手機芯片方案，雖然存在兼容性差、功耗大等問題，但之后的麒麟910，用Mali450MP4替換掉GC4000，并使用28nm HPM制程工藝后一舉脫胎換骨，成為海思麒麟第一款能用的SOC，榮耀3C LTE版、P7、Mate2、榮耀X1等機型在搭載麒麟910后，其性能和功耗的完美平衡倍受好評，并逐步被市場接受。
2014年5月發(fā)布的麒麟920堪稱驚艷，麒麟920采用大小核架構，集成了4核ARM cortex A7和四核ARM cortex A15，在GPU方面選擇了 Mali T628MP4。客觀的說，麒麟920在性能方面相對于麒麟910是一個質(zhì)的飛躍。良好的功耗控制和多核調(diào)度使麒麟920在保障性能滿足絕大多數(shù)應用的同時，功耗控制的非常好，相對于處于同一檔次，并存在漏電瑕疵的聯(lián)發(fā)科MT6595，麒麟920在多核調(diào)度、性能和功耗的平衡方面做的更好。搭載麒麟920系列SOC的榮耀6、榮耀6plus、Mate7等機型無一例外獲得成功，其中Mate7還成為國家領導人用于贈送外賓的禮品。
去年，習大大將紅遍全球的華為Mate7納為國禮贈送給太平洋地區(qū)國家領導人，包括：巴布亞新幾內(nèi)亞總理奧尼爾、斐濟總理姆拜尼馬拉馬、湯加首相圖伊瓦卡諾、紐埃總理塔拉吉、密克羅尼西亞總統(tǒng)莫里等。上圖為斐濟當?shù)刈畲髨蠹?Feiji Times刊發(fā)報道。
今年的麒麟930集成了8核ARM cortex A53，在GPU方面和麒麟920一樣選擇了 Mali T628MP4，在性能方面相對于麒麟920提升有限，但其基帶使用了華為自主研發(fā)的4G MSA技術，在信號的穩(wěn)定性和通話質(zhì)量方面有一定提升。
最新發(fā)布的麒麟950集成了4核ARM cortex A53和4核ARM cortex A72，官方宣稱，A72比A57性能提升11%的同時，功耗降低20%。在GPU方面使用了MaliT880，據(jù)稱比上代GPU圖形生成能力提升100%，GFLOPS提升100%。在制程工藝方面率先采用業(yè)界領先的TSMC 16nm FF+工藝，是首個商用16nm FF+工藝的SoC芯片，相比28nm HPM，性能提升40%，同時節(jié)省了60%的功耗。智能感知處理器也是一大亮點，其芯片級智能定位可實現(xiàn)GPS、基站、WiFi、Sensor混合定位，在室內(nèi)、高架橋、高樓林立等場景提供精準定位。另外，麒麟950還采用全新LPDDR4、新系統(tǒng)總線等，硬件性能更加強勁。
按照以往麒麟在性能和功耗的平衡方面的優(yōu)越表現(xiàn)，我們有理由相信麒麟950是一款兼具較低功耗和較好性能的SOC，麒麟950完全能續(xù)寫自麒麟920以來開創(chuàng)的輝煌歷史。
從上述歷程中可以看出，海思麒麟均采用ARM的IP核，在GPU方面除了早期的K3V2用過圖芯科技的GC4000，在麒麟910以后都是倚重ARM的Mali。在手機芯片三大件：CPU、GPU、基帶中，除了用于通信的霸龍基帶是自主研發(fā)外，其余部分都非常倚重ARM。
在軟件上，華為手機除早年做過Windows Phone外，基本上搭載安卓系統(tǒng)，谷歌的安卓系統(tǒng)及其軟件生態(tài)為麒麟的市場化運營鋪平了道路。
實事求是的說，如果沒有ARM，麒麟950將成為無源之水，無本之木。ARM和谷歌構建的AA體系是麒麟芯成功的基礎。
什么是AA體系
AA體系是指ARM+安卓體系。谷歌公司負責安卓系統(tǒng)的維護和更新以及軟件生態(tài)的搭建；ARM公司掌握ARM指令集的擴展更新、微結構設計和編譯器的開發(fā)，對依附于AA體系的IC設計單位和公司出售指令集授權和微結構授權。
ARM公司并不直接出售CPU或SOC，只向下游廠商出售指令授權和IP核授權，使很多原本不具備技術體系構建能力或微結構設計能力的IC設計公司能夠參與行業(yè)競爭，一方面壯大了ARM陣營；另一方面使購買ARM硬核或軟核授權的公司能夠到原本憑借自身技術水平無法涉足的市場中分一杯羹。
因此，依附于由谷歌和ARM構建的技術體系，就能購買現(xiàn)成的CPU核（ARM），購買GPU核（Mali）以及各種接口IP核（Synopsys），通過一定的流程，集成出SOC，并能運行安卓系統(tǒng)，兼容其軟件生態(tài)。大幅降低了ARM陣營IC設計公司研發(fā)的技術門檻、時間成本和資金成本。
最重要的是，AA體系與Wintel體系是目前唯二的兩大體系，選擇ARM技術體系后，市場化運營將會是一片坦途。
誠然，天下沒有免費的午餐。一旦選擇依附于AA體系，也就意味著在產(chǎn)品性能、功耗、安全性、利潤等方面只能倚重于ARM和谷歌，而且還有產(chǎn)品高度同質(zhì)化、生存壓力較大等風險。
在沒有中國自己的技術體系可以依托或沒有資本和技術自建技術體系的情況下，依附于國外體系，是國內(nèi)IC設計公司向市場化運營妥協(xié)的無奈選擇。
作為商業(yè)公司，能賺錢的技術路線就是好的技術路線，只要不被用于國防軍工和信息安全領域，國人不必對此太過糾結。
其實，中國大陸選擇ARM技術路線的IC設計公司遠不止海思一家，同樣能夠獲得AA體系的支持，海思麒麟為何就能脫穎而出，拉開和展訊、聯(lián)芯、炬力、全志、瑞芯微、新岸線等IC設計公司的差距呢？
垂直整合助力麒麟騰飛
由于ARM技術路線大幅降低了技術門檻和研發(fā)的資金和時間成本，導致ARM陣營參與者眾多，加上大家都是購買ARM的CPU核與GPU核，造成產(chǎn)品高度同質(zhì)化，市場競爭異常激烈——在價格上，ARM陣營芯片已經(jīng)陷入沒有最低，只有更低的價格血拼：以國際巨頭高通為例，它的中低端7模SOC已經(jīng)賣到15美元一片；紫光控股的展訊更是以每片芯片6美元的價格侵蝕3G手機芯片市場，將以低價著稱的聯(lián)發(fā)科打的丟盔棄甲、潰不成軍，市場份額的流失導致聯(lián)發(fā)科股價慘遭腰斬，損失高達2000多億新臺幣。
在如此血腥的市場中拼殺，國內(nèi)外ARM陣營IC設計公司為了獲得一個穩(wěn)定的芯片搭載平臺，可謂是“八仙過海，各顯神通”——高通采用“買基帶，交高通稅，送SOC+通信專利保護傘”模式占市場；聯(lián)發(fā)科用“低價+交鑰匙”模式搶搭載平臺；聯(lián)芯為了維持一個穩(wěn)定的客戶把自己重金研發(fā)的4G手機芯片LC1860以近乎成本價的超低價格出售給小米......
在殘酷的競爭中，海思麒麟?yún)s能以自產(chǎn)自銷的方式回避市場競爭，獲得一個安全的避風港。相對于國內(nèi)ARM陣營IC設計公司往往因ARM授權費抽血與價格戰(zhàn)導致利潤較低，進而影響后續(xù)研發(fā)的情況下，華為可以通過內(nèi)部定價給麒麟留出較多的利潤空間，使得在支付ARM專利費后，仍有充足資金研發(fā)新產(chǎn)品。
更難能可貴的是，華為還曾犧牲華為終端公司的利益為麒麟芯提供庇護——麒麟910的前身K3V2集成了四核ARM cortex A9和GC4000，但因采用了40nm制程工藝，導致功耗較大。為了控制功耗不得不將原本頻率應該在600MHz的GC4000降低到480Mhz，在一些應用中，GPU的頻率甚至被鎖定到240MHz。這直接導致了K3V2在用戶體驗差強人意——不僅游戲存在卡頓和兼容性問題，連日常劃屏有時候都存在流暢度不足的現(xiàn)象，發(fā)熱大、體驗差、小毛病多成為K3V2的代名詞。華為為了扶持麒麟芯片，壓制了華為終端公司反對的聲音，在2年時間里堅持在自己的中高端手機上使用K3V2。從2012年至2014年，P2、P6、D2、Mate1、榮耀2、榮耀3等機型相繼入坑，在扶持麒麟芯的同時，使華為終端的中高端手機在芯片上落后于競爭對手，并對華為中高端手機的性能、口碑和銷量方面造成了負面影響。
相對于龍芯、申威、飛騰等老牌IC設計單位只有研發(fā)人員300—400人，海思在華為不計成本的輸血下，成長為一家擁有8000名員工的公司。在人才和資金上，華為對麒麟芯片的扶持也是不遺余力。在人才方面，一方面厚待科研人員——剛畢業(yè)的研究生年薪不低于16萬，5年從業(yè)經(jīng)驗的員工年薪不低于28萬，部分技術骨干加上年底分紅年收入不低于40萬；另一方面舍得重金挖人，全球招賢——在歐美、北京設立研究所，從國外和體制內(nèi)老牌IC設計單位挖人。在科研經(jīng)費方面也是毫不吝嗇——海思920的研發(fā)經(jīng)費就高達2億美元，是國家15年里對龍芯資金投入總額的1.7倍。
因此，海思麒麟之所以能在國產(chǎn)ARM陣營IC設計公司中脫穎而出，得益于華為對海思不計成本的投入，得益于在公司內(nèi)部實行具有計劃經(jīng)濟特色的方式統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，采取垂直整合模式對海思麒麟給予人力、財力、技術、渠道、平臺、營銷等方面的全方位支持。如果完全按照市場經(jīng)濟規(guī)則運作，海思手機芯片部門在經(jīng)歷K3和K3V2兩次慘敗后連年虧損，早就溺亡于市場競爭的激流之中了。
能否扛起中國芯自主可控旗幟
自從麒麟920在商業(yè)化道路上逐漸步入正規(guī)后，麒麟越來越為人所知。而麒麟950發(fā)布前夕，各種跑分測試流傳于網(wǎng)絡，一些華為粉絲狂熱的將麒麟捧上神壇，順帶將國內(nèi)其他IC設計公司不分青紅皂白的踩在腳底。網(wǎng)絡上形成了一種聲音，認為海思麒麟是中國芯實現(xiàn)自主可控的希望之光。在談能否扛起中國芯自主可控的大旗之前，先探討一下什么是自主可控。
從過程的角度講，自主就是要有自主發(fā)展權，自由選擇發(fā)展方向和技術路線，自主擴展指令集、設計微結構、開發(fā)編譯器、開發(fā)操作系統(tǒng)、完善軟件生態(tài)……在用途方面也由自己決定，而且整個過程中不需要給外商支付專利費。
可控指的是CPU性能、功耗、利潤、安全性等方面自己說了算，而性能、功耗、利潤、安全性集中體現(xiàn)在微結構上。因此，CPU的可控必須有自己的微結構。如果視野再寬廣一些，要做到真正可控，光做到硬件可控還是不夠的，必須軟件和硬件同時實現(xiàn)可控，這就必須建立類似于Wintel體系、AA體系的自主技術體系，實現(xiàn)技術體系可控和軟件生態(tài)可控。
從實踐的角度講，就是形成自己的能力：具備讀懂源碼，消化吸收國外技術的能力；具備修改外商原始設計的能力；具備自主擴展指令集的能力；具備自主設計微結構的能力；具備開發(fā)編譯器和操作系統(tǒng)的能力；具備構建自主技術體系的能力……
自主可控必須是技術體系可控，若要扛起中國芯自主可控的大旗，必須走完這些過程，掌握這些能力。
ARM技術路線是否具有自主可控屬性
若是購買ARM指令集授權，自主設計微結構，雖然能做到CPU可控，但因為依附于AA體系，使用AA體系的編譯器、操作系統(tǒng)和軟件生態(tài)，技術體系始終無法實現(xiàn)自主可控。
因為指令擴展權本質(zhì)上是發(fā)展權和標準制定權，價值巨大。雖然ARM允許出售指令授權，但嚴禁其他IC設計公司對ARM指令集進行修改和擴展。舉例來說，國防科大購買了ARM V8指令集授權，設計了微結構性能優(yōu)于cortex A57的“小米”和性能足以和E5比肩的64核服務器芯片“火星”，但無法擴展指令集，無法決定自己的發(fā)展方向，只能按照ARM劃定的路線圖走，跟在身后亦步亦趨。
而且無論是授權到期還是指令集更新，都要再次購買指令集授權。國防科大的授權期限為5年，5年后是否續(xù)約，以什么價格延續(xù)授權必須重新和ARM談。
另外，依附于AA體系還會受到其他方面的限制，比如國防科大雖然獲得指令授權，但用途被ARM限制，只能用于服務器和超算領域。
若是購買ARM的IP核授權集成SOC，因為微結構是ARM的，在性能、功耗、安全性方面ARM說了算，雖然可以將SOC打上國產(chǎn)標簽，但是無論是解決使用中遇到的問題，還是想要進一步發(fā)展技術，都必須倚重ARM，控制權始終在ARM手里。
同時，在利潤方面也會受制于ARM。因為在購買微結構授權要支付授權費，每生產(chǎn)一片芯片還要支付專利費，而且每個環(huán)節(jié)做什么，有多少利潤在AA體系中已經(jīng)形成潛規(guī)則，這也是為什么中國ARM芯片年出貨量超過10億片，但產(chǎn)業(yè)依舊不賺錢的原因。
麒麟的閃光點
相對于在IC設計方面入行時間較短，華為在通信領域卻有異常深厚的技術底蘊。相對于購買自ARM的CPU核與GPU核，華為自主研發(fā)的基帶才是麒麟芯真正的亮點。
基帶有多重要呢？
基帶負責無線信號的解調(diào)、解擾、解擴和解碼。手機能打電話、發(fā)短信、上網(wǎng)很大程度上就是依賴基帶的功能。曾經(jīng)的手機芯片霸主德州儀器就是因為基帶的原因不得不退出手機芯片市場；高通就是依靠“買基帶送SOC”的銷售策略逐步成為手機芯片的霸主；Intel、英偉達這樣的巨頭曾經(jīng)因為受困于基帶技術，加上軟件生態(tài)的因素導致在手機、平版芯片市場步履維艱。
因此，默默無聞的基帶在手機中的重要性不亞于被廣為人知的CPU！
麒麟920真正的亮點是華為自主研發(fā)的霸龍720基帶，基帶支持TDD-LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA/WCDMA/GSM 5種制式（支持移動、聯(lián)通的2G/3G/4G和電信4G），是全球首款商用并支持LTE Cat6的SOC。華為在麒麟930的基帶上更是煞費苦心，華為自主研發(fā)的4G MSA技術，提升了信號抗干擾能力和弱信號下的網(wǎng)速，解決了高速移動場景的信號不穩(wěn)定問題，還使華為手機在車庫、地下室等信號死角獲得更好的信號與通話質(zhì)量。而麒麟950是一款支持LTE Cat10的SOC，擁有高達450Mbps的數(shù)據(jù)下載速率，在基帶技術上做到了與高通并駕齊驅(qū)。在擁有性能優(yōu)異的基帶后，再輔以華為先進射頻天線技術，使搭載麒麟芯片的華為手機能擁有更穩(wěn)定的信號，更好的通話質(zhì)量和更低的輻射量。
而麒麟950在擁有性能優(yōu)異的基帶后，再輔以華為自主研發(fā)支持載波聚合功能的射頻芯片，使搭載麒麟芯片的華為手機能擁有更穩(wěn)定的信號，更好的通話質(zhì)量和更低的輻射量，并能支持更廣泛的全球漫游。
另外，中國移動將在2015年底全網(wǎng)商用VoLTE，而麒麟920/930/950全系列芯片支持VoLTE，屆時將為用戶帶來了新一代高清語音體驗，通話接通時延也將大幅縮短，視頻通話質(zhì)量相比3G提升10倍，并能夠滿足用戶同時通話和上網(wǎng)的需求。
目前，華為海思公司已位列中國大陸IC設計公司營業(yè)收入排行榜第一，海思950更是一款性能優(yōu)異的商用手機SOC。雖然海思麒麟在改變國家信息安全受制于歐美方面起到的作用較為有限，但在商業(yè)上著實從高通手中搶回了不少手機芯片市場份額，其百折不饒的意志和在基帶技術上的開拓創(chuàng)新值得國人尊敬！
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