苹果、谷歌芯片全玩「自研」，英特尔、高通怎么办？

这几天，苹果和谷歌公司接连在发布会上推出各自的新品 MacBook Pro 和 Pixel 6。苹果带着 M1 Pro 和M1 MAX 来炸场，谷歌也通过 Tensor 芯片提高了手机的 AI 性能。异曲同工的是，这两款新产品的性能升级基本都可以归功于搭载了自家研发的芯片。

在谷歌 Pixel 6 手机的柔和色调外壳内，装有谷歌新研发的 SoC（System-on-a-chip，片上系统）Tensor 芯片，它的对标是苹果的 A 系列芯片。与 Apple Silicon（苹果自研芯片）一样，Tensor 使用与硬件设备相匹配的定制设计芯片。
Google Pixel 6 & Tensor 芯片，from Google
在 Pixel 6 的 Soc 中，Tensor 包括一个新的安全芯片 Titan M2 和一个移动 TPU（Tensor 处理单元），从使用上来看它是为运行夜视和录音机语音转录等 AI 进程而构建的。
谷歌的产品经理 Monika Gupta 表示：「移动芯片根本无法跟上谷歌在机器学习 AI 方向上的研究步伐，因此我们没有等他们赶上，而是自己制造了一款。」像苹果「抛弃」英特尔 x86 一样，高通似乎也无法满足谷歌了。
这次谷歌自研的 Tensor 芯片在性能上基本可以媲美高通的骁龙 888，尽管比起苹果自研芯片对英特尔的碾压其突破性还有些差距，但这也是谷歌自制芯片还不赖的开端。

01 自给自足的完美难题

不论是制造商还是消费者，自从供应链上的所有人都感受到「芯慌」以来，几乎隔一个月就有一家大型科技公司对外宣布一个自研芯片项目。
最有代表性的例子出现在 2020 年 11 月，当时苹果宣布将放弃英特尔的 x86 架构，转而制造自己的 M1 处理器，如今该处理器早已安装在其新的 iMac 和 MacBook 中并且销量成绩也很不错——
根据苹果公司 2021 年第一季度的财报，该季度其 Mac 电脑的销量同比增长了 21%，出货量增加了约 1 倍。在苹果 2021 春季发布会上，CEO Tim Cook 也曾公开表示，搭载苹果自研芯片 M1 的 Mac 电脑销量已经超过了搭载英特尔处理器的 Mac 电脑。
苹果 M1 Pro/M1 Max CPU 表现，from Apple
几个月前，特斯拉也对外宣称正在构建「Dojo」芯片，用于在数据中心训练 AI 网络。关于特斯拉开始生产配备定制 AI 芯片的汽车可以追溯到 2019 年，这些芯片可帮助车载软件根据道路上发生的情况做出决策。
国内来看，百度在 8 月也推出了一款 AI 芯片，旨在帮助设备处理大量数据并提高计算能力。百度称，「昆仑 2」芯片可以用在诸如自动驾驶领域，并且它已进入批量生产。
近日，阿里巴巴集团也发布了为其云计算业务推出的芯片倚天 710，同时表示将不对外出售，只在内部数据中心部署自用。还有一些科技巨头的相关研发仍在进程中，比如，谷歌计划从 2023 年左右开始在运行该公司 Chrome 操作系统的 Chromebook 和平板电脑中使用其自研 CPU 。
另一方面，运营全球最大云服务的亚马逊正在开发自己的网络芯片，为在网络中移动数据的硬件交换机提供动力。如果实现，这将减少亚马逊对博通的依赖。
但在现阶段，还没有一家科技巨头能完全独立地的开发芯片。现在来看，他们主要是设计而非制造芯片，这也是为了确保芯片的性能和性价比，因为在制造和代工厂方面，成本太高了。举例来说，在台湾建立像台积电这样的先进芯片工厂或代工厂，将耗资约 100 亿美元，并需要数年时间才能完成。

02 定制芯片时代

苹果芯片研发主管 Johny Srouji 去年曾在采访中表示：「我相信苹果产品是独一无二的。我们正在根据 M1 芯片开发完全互相适应的硬件产品和软件生态。
当我们在三四年前决定设计 M1 芯片时，我和 Federighi （苹果公司软件工程高级副总裁） 坐在同一个房间里，确定我们要交付的产品，然后我们携手并进。而 Intel、AMD 或任何其他公司都很难做到这一点（指软件和硬件协同开发）。」
定制芯片的优势显而易见。只需将苹果搭载了 M1 Max / Pro 或者甚至是更早前推出的 M1 芯片的 MacBook 与之前的英特尔版本进行比较。从外观上看，Intel 和 M1 MacBooks Air 是一样的，但搭载苹果自研芯片的电脑的速度要快得多，电池续航也显著提升，而且运行非常轻松，一般都用不太到风扇。
部分原因在于 Apple 的 M1 芯片设计，其本质上是 A 系列 iPhone 芯片的延续。也就是说，这些自研芯片是在极端的效率至上的环境中发展起来的。另一重要层面是，苹果的芯片和软件是共同设计的，可以相互补充，自适应能力更强。
英特尔的 x86 芯片必须是通用的，就像家庭轿车一样，而苹果的芯片，以及谷歌的 Tensor SoC，都与它们运行的软件相匹配，它们就像经过精细调整的跑车。
The Linley Group 首席分析师 Linley Gwennap 表示：「设计尖端芯片是一项昂贵的游戏，但谷歌是世界上最大的半导体客户之一，所以它有能力玩。这种方法使这些公司能够定制具有特殊功能的芯片。例如，谷歌构建了自己的 AI 芯片，其中包括一个用于 Pixel 6 手机的小芯片，这些芯片针对谷歌自己开发的 AI 模型进行了优化。」
在通用、现成的硬件（英特尔、AMD、高通）上运行现成的操作系统（Android 或 Windows）时，这种协同工作是不可能的。但这也并不意味着这些通用芯片的终结，在灵活性方面，它们仍然大放异彩。通用芯片将继续有用，特别是在部分 PC、笔记本电脑和服务器应用程序中。但在物联网、移动设备和其他设备中，自研芯片会更加流行。

03 展望：Android 和 Tensor

苹果公司全球营销高级副总裁 Joswiak 此前接受采访时提到了已故创始人乔布斯（Steve Jobs）过去如何推动苹果介入「所有部件」的想法：
「史蒂夫曾经说过我们应该制造所有部件，我们一直在为自己的所有产品（从 iPhone，iPad，到手表）制作所有部件。M1 是在 Mac 上的最后一个关键部件。」
类似于苹果所做的一切，乔布斯显然想让苹果完全实现从软件到硬件的设计语言统一。通过此次苹果炸场级别「芯」品发布，其软硬协同的优势已经愈发明显。
就像很多媒体把谷歌对自研芯片的创新归功于苹果的启发一样，为了和苹果竞争，也许谷歌可以像授权 Android 一样授权 Tensor。虽然这会让基于 Tensor 的 Pixel 6 手机所享有的优势卷入到竞争中，但重要的是可以缩小 iPhone 与所有非谷歌 Android 手机之间的差距。考虑到苹果此前因推出的隐私政策，谷歌的核心广告业务运转也受到了影响。长远来看，强大 Android 市场是非常有意义的。
这一次是各种公司，包括科技巨头苹果、亚马逊、Facebook、微软和特斯拉，这些以前不从事芯片开发业务的公司，在扩大和演变半导体行业的构成，以及煽动这种变化。
他们有的还正在招聘经验丰富的工程师，为从网络和云到自动驾驶的各种应用设计性能更好、能效更高的计算机芯片。在这个过程中，他们正在撕毁传统半导体剧本的页面，并制定自己的半导体芯片设计指南。
以上对你我来说，应该都算是好消息。这些自研芯片不仅使我们的计算机或其他硬件设备运行更快、散热性更好、电池寿命更长，而且还支持以前无法实现的功能，例如谷歌的 AI 摄影增强和苹果的实时文本功能等。
总之，软硬件协同设计、形成自成一体的研发设计闭环已经成为各大科技巨头追逐的未来，届时像是英特尔等强大的通用芯片供应商又将是怎样的一番业务状况呢？