[導(dǎo)讀]三年前，IE是瀏覽器市場的絕對王者。今日，谷歌Chrome則是當(dāng)之無愧的領(lǐng)跑者。而移動芯片市場中（SoC），高通現(xiàn)在無疑是絕對的王者，但是在短短三年內(nèi)，英特爾將會取而代之！這一定是一個很大膽的論斷。我們也明白。但
三年前，IE是瀏覽器市場的絕對王者。今日，谷歌Chrome則是當(dāng)之無愧的領(lǐng)跑者。而移動芯片市場中（SoC），高通現(xiàn)在無疑是絕對的王者，但是在短短三年內(nèi)，英特爾將會取而代之！
這一定是一個很大膽的論斷。我們也明白。但是我們的團隊緊隨科技界15年之多，這段經(jīng)歷作給予我們的便是看待事物的不同視角。我們已經(jīng)見證了AMD和英特爾的短兵相接，ARM超越MIPS和Super-H，以及PoerVR和BitBoys的卷土重來！
移動系統(tǒng)級芯片（MSoCs）將會成為未來三年的熱點話題。因此你會看到很多很多類似的預(yù)測，這其中不乏瘋狂的預(yù)測，例如 Robert X. Cringley的。他是一位前PBS.org的科技作者，曾經(jīng)被揭露偽造斯坦福大學(xué)的博士學(xué)位證。最近他預(yù)測英特爾將會收購高通！
然而根據(jù)我們的分析論斷，英特爾會最終在移動市場證明自己。
觀點差異 各抒己見
產(chǎn)品技術(shù)白皮書和構(gòu)架分析與現(xiàn)實應(yīng)用以及實際測試有著很大的差距。大多數(shù)的科技作者在討論公司的發(fā)展前景的時候，他們都喜歡用抽象的數(shù)字和概念。但是有一點需要明白：不是公司創(chuàng)造了技術(shù)，而是公司中的人才創(chuàng)造了技術(shù)。
就以體育為例。洛杉磯湖人隊在某些年份里要比其他球隊優(yōu)秀，但是正是有了像科比布萊恩特這樣的球員和非爾。杰克迅這樣的主教練才是得他們成就了一個冠軍夢之隊。說的再簡單一些，當(dāng)一個公司被收購，買家其實并不是真正需要公司的所有資產(chǎn)。相反，買家可能是想通過支付高昂收購費來得以使用某些專利而已，當(dāng)然更重要的是，買家能夠把關(guān)鍵性技術(shù)人才收之麾下。
因此未來移動系統(tǒng)級芯片（MSoCs）的發(fā)展將會依靠：其一，系統(tǒng)級芯片構(gòu)架，其二，生產(chǎn)工藝。其三，圖形技術(shù)。
展望CPU構(gòu)架
很多人都認(rèn)為所有的移動系統(tǒng)級芯片都一樣。某家公司把ARM公司授權(quán)的芯片設(shè)計買來，（比如說是Cortex-A9 或者 Cortex-A15），然后把采用Mali或者是PowerVR 公司的技術(shù)圖形處理器組合在一起，再加上內(nèi)存以及I/O接口，然后就可以進(jìn)行生產(chǎn)了。
很多認(rèn)為所有采用ARM設(shè)計的芯片的功能自然也是一樣。但是略微懂行的科技愛好者們則知道ARM僅僅是一種指令集。而有的公司可以從ARM公司購買完整的CPU核心。布局設(shè)計（Intrinsity公司為蘋果以及三星公司設(shè)計的產(chǎn)品屬于此列，注：蘋果已經(jīng)收購Intrinsity公司。）則可以改善性能。而有的公司則是設(shè)計全新的芯片，而不采用ARM公司提供的設(shè)計方案。高通公司生產(chǎn)的Scorpion CPU核心就是采用此種方式。而其最新的Krait同樣是高通自己設(shè)計的產(chǎn)品解決方案。英偉達(dá)的丹佛計劃（Project Denver）自然也屬于這一類別。（英偉達(dá)通過收購PortalPlayer， Transmeta以及 ULi公司獲得研發(fā)產(chǎn)品的關(guān)鍵專利以及專業(yè)研發(fā)團隊。）
但是值得注意的是，CPU核心在整體產(chǎn)品系能表現(xiàn)中的比重并不是很大。還有很多因素需要考慮，例如內(nèi)存的帶寬，總線的結(jié)構(gòu)，緩存設(shè)計等等。就單拿帶寬來說，帶寬是一個重要指標(biāo)，但是內(nèi)存的延遲也起著同等重要的角色。這就是為什么AMD Athlon 64芯片的性能要優(yōu)于英特爾的奔騰4芯片的原因之一。同理，這也是為什么蘋果的iPad 2在操控反應(yīng)速度以及整體系能表現(xiàn)好于同類產(chǎn)品的主要原因。這絕對不是簡單的拿來就用的產(chǎn)品設(shè)計方案。
為了能夠預(yù)測未來三年內(nèi)哪家公司能夠在移動系統(tǒng)級芯片（SoC）市場領(lǐng)先對手，我們必須要搞清楚兩件事情：哪家公司的研發(fā)團隊最擅長實現(xiàn)芯片的最高性能以及哪家公司的研發(fā)團隊最有可能在芯片功耗領(lǐng)域領(lǐng)先競爭對手。
CPU的性能
在談?wù)撔酒闹?，讓我們先說說芯片的系能。毫無疑問，英特爾在實現(xiàn)最快CPU方面有著最優(yōu)秀的資源，，英特爾擁有著最優(yōu)秀的資源從而能夠使其具備生產(chǎn)最快CPU的能力。ARM公司以及高通將會不可避免的避免x86構(gòu)架生產(chǎn)商所經(jīng)歷的成長之痛。
在下一代移動處理器中，高通將會從部分亂序指執(zhí)行Scorpion構(gòu)架轉(zhuǎn)變成完全亂序執(zhí)行的Krait構(gòu)架。Krait應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)處理器達(dá)到峰值時候的運行效率從而實現(xiàn)效率最優(yōu)化。
與此同時，高通卻已駛?cè)肓俗约翰荒懿倏氐念I(lǐng)域，在這個領(lǐng)域高通的工程師缺乏相應(yīng)的專業(yè)知識和背景。ARM公司在研發(fā)Cortex-A9（采用了亂序執(zhí)行設(shè)計）芯片過程中積累了部分經(jīng)驗。但是在其新的Cortex-A15設(shè)計方案中，ARM將會為每一個執(zhí)行單元提供獨立的預(yù)留緩存空間（the instruction queue）。英特爾和AMD過去也采用過獨立預(yù)留緩存空間的方式，但是現(xiàn)在卻都采用統(tǒng)一預(yù)留緩存空間（unified reservation stations ）來改善性能和使用效率。與ARM公司不同，高通想直接采用統(tǒng)一預(yù)留緩存空間技術(shù)。最初奔騰Pro首先成功的采用了統(tǒng)一預(yù)留緩存空間，所以認(rèn)為高通采用這樣跳躍式發(fā)展不能成功的想法是站不住腳的。（至少有機會。）
英特爾的Atom（Medfield）構(gòu)架并沒有采用公司的任何先進(jìn)的技術(shù)。這還是一款采用順序執(zhí)行（in-order）的單核處理器，也許這樣技術(shù)會讓你想起古老的奔騰處理器來。這真是關(guān)鍵所在：盡管采用如此過時的技術(shù)，Atom構(gòu)架的運行速度已經(jīng)快于ARM構(gòu)架的產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品對處理器性能要求的不斷提升，英特爾自然會把更多的新技術(shù)應(yīng)用到Atom構(gòu)架產(chǎn)品中去。英特爾在發(fā)布Atom構(gòu)架之初（2008年）便說要在5年內(nèi)采用亂序執(zhí)行（out-of-order），那么2013年之英特爾一定會完成。所以，先拋開功耗不說，英特爾自然是能夠生產(chǎn)最快的移動處理器。
平臺性能
內(nèi)存帶寬以及延遲方面也很相似。除了蘋果的方案，今天市場上大多數(shù)的移動系統(tǒng)級芯片的表現(xiàn)都差強人意。蘋果的系統(tǒng)總線設(shè)計不同于其他廠商。蘋果總線設(shè)計得益于收購P.A. Semi公司（創(chuàng)立這家公司的人員是來自DEC Alpha以及Strong ARM處理器的頂級設(shè)計工程師。）以及 Intrinsity（由Paul Nixon創(chuàng)立，他曾經(jīng)負(fù)責(zé)Exponential Technology X86構(gòu)架處理器項目，目前Paul Nixon就職于德州儀器MCU部門。 ） 這兩家公司。
目前為止，我們還未看見來自ARM，德州儀器以及高通的系統(tǒng)總線設(shè)計方案表現(xiàn)出高性能的水準(zhǔn)。而來自英偉達(dá)的Tegra產(chǎn)品線采用的系統(tǒng)總線與其競爭的產(chǎn)品并無太大的區(qū)別。（現(xiàn)在發(fā)售的Tegra 3的內(nèi)存帶寬仍然低于去年蘋果采用A5處理器。）但是英偉達(dá)的研發(fā)能力不容小覷，畢竟英偉達(dá)在NV2的環(huán)形內(nèi)存總線（ring memory bus）這個nForce 2平臺的獲得業(yè)界的認(rèn)可，并且在其顯卡使用交叉內(nèi)存控制器（crossbar memory controllers ）方面積累著豐富的經(jīng)驗。只是目前英偉達(dá)并沒有把這些事情提上日程而已。[!--empirenews.page--]
另一方面，英特爾的平臺表現(xiàn)能力向來不俗。（不妨看看英特爾現(xiàn)在的Sandy Bridge-E平臺。）再一次重申，性能從來不是英特爾的攔路虎，而芯片功耗則是英特爾面臨的最大挑戰(zhàn)！
無線性能
英特爾在3G/LTE無線領(lǐng)域的經(jīng)驗幾乎為零。但是在基于802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線方面卻有著良好的口碑。英特爾的迅馳（Centrino ）平臺更是把英特爾在筆記本電腦市場推上了王者寶座。
但是隨著英特爾完成對英飛凌的收購的完成，英特爾已經(jīng)獲得了在3G/LTE領(lǐng)域的重要資源的整合。高通，一直是3G/LTE領(lǐng)域的強者。但是高通的802.11無線網(wǎng)絡(luò)的軟肋則是通過收購Atheros來加強的。在無線領(lǐng)域，高通的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是領(lǐng)先的。但是在LTE制式技術(shù)方面，高通的優(yōu)勢并不十分明顯。英特爾和高通還要共同面對的敵人包括：英偉達(dá)（擁有Icera，軟調(diào)制解調(diào)器芯片廠商。3G以及LTE技術(shù)都很優(yōu)秀。）三星，NTT DOCOMO，富士通以及NEC共同研發(fā)的3G/LTE產(chǎn)品。
性能總結(jié)
在未來三年，ARM和高通需要在提高CPU產(chǎn)品性能方面加大投資力度。他們的設(shè)計工程師并不精通于此，因此可能要經(jīng)歷多年以前x86廠商當(dāng)年所經(jīng)歷的產(chǎn)品研發(fā)瓶頸的陣痛。但從性能方面來說，英特爾、AMD和蘋果（Intrinsity 以及 PA Semi）在高性能移動芯片領(lǐng)域人才濟濟，而在系統(tǒng)總線設(shè)計內(nèi)存管理方面的人才更可謂出類拔萃。而英偉達(dá)則很有可能是一匹黑馬，坐擁豐富的技術(shù)組合，盡管還萬未采用其高端的總線以及內(nèi)存設(shè)計方案，但是需要競爭對手警惕。
我們大談特談性能表現(xiàn)，但是卻不能不對產(chǎn)品功耗掉以輕心，畢竟正是功耗指標(biāo)才讓移動系統(tǒng)級芯片顯得與眾不同。而移動芯片的功耗控制方面似乎一直是英特爾的死穴。
轉(zhuǎn)折點：生產(chǎn)工藝
ARM在移動市場所向披靡的原因是，至今英特爾都不能夠展示低功耗的移動系統(tǒng)級芯片解決方案。在移動世界里，大肆宣揚讓人印象深刻的性能功耗比數(shù)值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。實際上智能手機生產(chǎn)廠家必須要讓自己的產(chǎn)品能夠至少持續(xù)一天的通話時間以及更長的待機時間，這樣的標(biāo)準(zhǔn)可以說才算產(chǎn)品能夠正常工作。伴隨著Medfield的發(fā)布，英特爾至少向我們展示了其具備生產(chǎn)能與ARM構(gòu)架一決高下的移動芯片的技術(shù)能力。正如英特爾自己所說的那樣，Medfield至少為公司在移動市場占據(jù)了一席之地。
讀者一定聽說過許多有關(guān)ARM和x86構(gòu)架的各種優(yōu)缺點的討論。的確，ARM和高通在低功耗方面取得了更多的成功。在Medfield發(fā)布之前，人們根本不確定這些采用ARM構(gòu)架的產(chǎn)品的功耗優(yōu)勢有多明顯，現(xiàn)在我們可以說他們領(lǐng)先了英特爾四年之久。因為英特爾在發(fā)布Atom之后正是花費了四年之久才研發(fā)了一款能夠與ARM抗衡的產(chǎn)品。
但是，在接下來的三年之內(nèi)又會發(fā)生什么呢？現(xiàn)在的情況是英特爾的Medfield達(dá)到了與目前已經(jīng)上市ARM移動芯片的水平。所以我們必須要拿下一代產(chǎn)品進(jìn)行比較。在前面的討論中，我們已經(jīng)提及ARM和高通在提升CPU核心性能方面所面臨的挑戰(zhàn)正如英特爾在降低芯片功耗方面遭遇的挑戰(zhàn)一樣多。
我們可以很客觀的評價移動芯片廠商在生產(chǎn)工藝方面的優(yōu)劣。英特爾擁有半導(dǎo)體行業(yè)最優(yōu)秀的工廠，這使得其能夠與采用在K6，K7構(gòu)架的AMD的競爭中勝出。而當(dāng)AMD在采用了成功的K8構(gòu)架核心的時候，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝使得英特爾至少能夠得以維持自己的市場地位。Medfield采用了32納米制程的生產(chǎn)工藝與ARM解決方案相比已經(jīng)很有競爭力。而英特爾的下一步計劃則是生產(chǎn)工藝提升到22納米的3-D三柵極晶體管。這實質(zhì)上是代表著生產(chǎn)工藝的兩次進(jìn)步。英特爾在生產(chǎn)工藝提升方面從未失手過，并且很快英特爾會在Ivy Bridge處理器生產(chǎn)過程中積累豐富的經(jīng)驗。如果公司按照目前的態(tài)勢發(fā)展，那么英特爾的芯片生產(chǎn)工藝領(lǐng)先對手18個月左右的時間。競爭對手出貨28納米生產(chǎn)工藝的芯片時，英特爾則會采用22納米工藝的芯片。而競爭對手全面采用3-D三柵極晶體管的時間則會更長。這些工藝的優(yōu)勢能夠使得英特爾再降低20-30%的功耗。
High-K/金屬柵極
基于ARM構(gòu)架的廠商目前正在逐步讓移動芯片的生產(chǎn)工藝采用High-K/金屬柵極。除了英特爾和三星之外，其他的廠商則要依靠如IBM，Globalfoundries和臺積電的芯片工廠生產(chǎn)芯片。三星建造了自己的芯片生產(chǎn)工廠同時也為其他廠商代工。
高通與Globalfoundries簽署了合同，讓后者為其生產(chǎn)采用28納米工藝的移動系統(tǒng)級芯片。而Globalfoundries 28納米工藝師采用的先柵極（gate-first high-k/金屬柵極技術(shù)。）IBM和三星也會如此。除非20納米微影技術(shù)出現(xiàn)，否則他們都不會采用后柵極（gate-last）。臺積電（可能為蘋果A6處理器代工）雖然在不久的將來也會采用后柵極方案，但是英特爾已經(jīng)領(lǐng)先其他競爭對手提前采用了。
先柵極能夠增加芯片管芯密度，能夠大幅提升產(chǎn)品性能。但是產(chǎn)品良品率則不高，在生產(chǎn)過程中成品率較低。而Gate-last則是能很好的保證產(chǎn)品生產(chǎn)的良品率。但是對產(chǎn)品設(shè)計的要求會更高。英特爾在2007年就開始出貨采用Hign-K的Penryn處理器。Globalfoundries直到2011年還沒有成功的量產(chǎn)Hign-K的芯片。
英特爾選擇Gate-last是不會錯的。這在其 Penryn， Nehalem和Sandy Bridge構(gòu)架產(chǎn)品中得以驗證。高通選擇gate-first則可能是錯誤的。 Globalfoundries有一條采用gate-first為AMD生產(chǎn)APU的生產(chǎn)線。壞消息是，據(jù)AMD第三季度的財務(wù)報表顯示，產(chǎn)品良品率一直未達(dá)到預(yù)期效果，從而導(dǎo)致了公司的營收也未達(dá)到預(yù)期。
英特爾領(lǐng)先兩步
重要的是，據(jù)公司負(fù)責(zé)研發(fā)的高級副總裁透露臺積電決定采用后柵極工藝的想法由來已久。導(dǎo)致采用先柵極工藝良品產(chǎn)出率不高的部分原因是由于這種技術(shù)需要廠商精確的控制臺Vt門限電壓，這是因為Nmos管道與Pmos管道使用相同的金屬。而這個問題已經(jīng)困擾半導(dǎo)體行業(yè)20余年之久。但是采用后柵極工藝則不需要復(fù)雜的工藝來控制電壓，因為Pmos管道的金屬柵極與N管道的不同。盡管這種技術(shù)管芯密度沒有前刪級工藝高，但是良品產(chǎn)出率卻很高。很明顯，最容易讓人失去市場的是產(chǎn)品遲遲不能上市。（因此良品產(chǎn)出率很重要。）然而如果想從前柵極轉(zhuǎn)向后柵極也不是一蹴而就的事情。這可不像把Globalfoundries的訂單取消然后直接在臺積電的訂單上劃勾打叉一樣簡單，因為工藝的轉(zhuǎn)變則意味著需要重新設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
似乎高通也意識到采用Gate-first的良品率根本無法滿足需要。在洛杉磯舉行的2010年國際電子設(shè)備大會上，高通宣稱其絕大多數(shù)的采用28納米生產(chǎn)工藝的芯片不好采用high-k/金屬柵極技術(shù)。這對高通來說，是個十分不利的條件。[!--empirenews.page--]
性能結(jié)論
英特爾32納米hign-K方案（Medfield）與采用40/45納米工藝的基于ARM構(gòu)架的芯片相比有著競爭優(yōu)勢。
而在下一次產(chǎn)品升級過程中，英特爾則會采用22納米的3D三柵極晶體管技術(shù)，這相當(dāng)于產(chǎn)品工藝兩次飛躍。高通生產(chǎn)工藝則是由45納米工藝轉(zhuǎn)向28納米工藝。但是其并不能采用先進(jìn)的High-K工藝，這樣的結(jié)果則是性能提升以及功耗降低方面的不盡如意。蘋果會從45納米工藝轉(zhuǎn)向28納米的high-k技術(shù)。英偉達(dá)則是從40納米向28納米工藝轉(zhuǎn)變（同樣采用Hign-k技術(shù)。）所以與高通相比，蘋果和英偉達(dá)的28納米工藝系能的提升會由于高通的28納米工藝。
凡事有利有弊，英特爾通過采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝可以提升性能降低功耗。高通將賭注押在28納米先柵極（gate-first）技術(shù)上，如果產(chǎn)品良品產(chǎn)出率讓人滿意的話，芯片的高密度會讓高通占用優(yōu)勢。而現(xiàn)在，似乎別無選擇，高通必須支持芯片生產(chǎn)工藝向28納米提升。
但是有的事偏偏利大于弊。要想提高產(chǎn)品競爭力，高通必須要在采取亂序指令以及改善內(nèi)存結(jié)構(gòu)上苦下功夫。而公司的設(shè)計工程師則是在Krait中首次設(shè)計這樣的方案。他們必須確保指令集萬無一失。而英特爾卻在這款沒有太多技術(shù)含量的Atom芯片設(shè)計中表現(xiàn)十分優(yōu)秀。而取得這樣的成績的前提是英特爾根本沒有使用在x86構(gòu)架產(chǎn)品積累和研發(fā)的任何一項新技術(shù)！
當(dāng)然，英特爾的生產(chǎn)工藝的領(lǐng)先形勢會一直持續(xù)。當(dāng)所有競爭對手試圖追趕英特爾的high-k/金屬柵極生產(chǎn)工藝的時候，英特爾已經(jīng)公開展示Claremont，一款Near-Threshold超低電壓處理器，能夠在低于10毫瓦的電壓下工作。更有意思的是，和Atom一樣，英特爾的這款芯片還是基于原來的奔騰核心構(gòu)架。
所以英特爾在芯片構(gòu)架以及生產(chǎn)工藝方面將會勝出。那么只剩下一個因素形勢還不甚明了：圖形處理器！
移動顯卡歷史回顧
在2011年，移動芯片市場圖形芯片的主導(dǎo)者是PoerVR和高通的Adreno.而這兩家圖形芯片廠商追根溯源在當(dāng)年都是研發(fā)x86游戲產(chǎn)品的，可惜都以失敗告終。
PowerVR無疑是最卓越選手。因為英特爾，蘋果甚至德州儀器都在使用它設(shè)計的圖形芯片技術(shù)?；氐?0年代，Imagination Technologies （還叫VideoLogic）。PowerVR系列芯片的采用了全稱為Tile Based Deferred Rendering的渲染技術(shù)。雖然Videologic不是第一個采用這種渲染方式的公司，但卻是將這種渲染方式成功應(yīng)用于實際的市場產(chǎn)品上的公司。這種技術(shù)只把可見部分圖形進(jìn)行渲染，而看不見的部分則不需要渲染，這樣無疑很大程度上節(jié)省了帶寬。而在那個時代，其他顯卡廠商還是采用采用傳統(tǒng)的無論像素是否可見，都要全部進(jìn)行渲染的老路子。
然而PowerVR最大的問題則是它的團隊主要是由極富遠(yuǎn)見的數(shù)學(xué)家和工程師組成。但是缺乏芯片設(shè)計和游戲開發(fā)的經(jīng)驗。最初這款PowerVR PCX芯片缺乏雙線性過濾功能，這意味著什么呢？客戶花費300美元購買的顯卡，僅僅得到的是像最初PlaySation游戲機中顯示的紋理像素化的效果。而同時代Nintendo 64 和 3Dfx 顯卡則提供雙線性過濾功能，能夠為客戶提供更平滑的游戲畫面。而這個雙線性過濾功能并不是什么高深莫測的技術(shù)，最大的問題在于PowerVR的研發(fā)工程師并不愿意為產(chǎn)品加入這樣功能。盡管這個問題在接下來的PowerVR PCX2中得以解決，這款顯卡主頻更高，也采用了雙線性過濾技術(shù)。不幸的是，這個設(shè)計團隊缺乏游戲開發(fā)經(jīng)驗，并且團隊領(lǐng)導(dǎo)人也沒有把游戲系能給予足夠重視。后果就是設(shè)計團隊認(rèn)為沒有必要加入 src*dst 溫立交混技術(shù)。這項技術(shù)主要是用來發(fā)出彩光，主要用在渲染爆炸場景，模擬激光束，顯示異域風(fēng)格的長廊等環(huán)境中使用。問題又出在了團隊設(shè)計理念上，不是什么技術(shù)難題，關(guān)鍵是團隊缺乏那么一點遠(yuǎn)見。
事情本來還是有轉(zhuǎn)機的。當(dāng)年的一代名機世嘉Dreamcast就是采用了由NEC生產(chǎn)的PowerVR Series 2系列芯片。而這款芯片可以說在當(dāng)時是最流行的游戲機圖形芯片。然而不幸的是，VideoLogic在接下來的產(chǎn)品設(shè)計上卻一再失誤，白白喪失了這次絕地反擊的大好局面。當(dāng)初VideoLogic不得不召回產(chǎn)品原型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計存在致命的故障。而有點問題則是出在了和鼠標(biāo)指針有關(guān)方面！一次又一次，不是技術(shù)難題讓PowerVR無法攻克，而是接連不斷的錯誤加錯誤！而正是在 PowerVR Series 2 系列顯卡的失敗迫使公司做出了推出高性能顯卡的行列，轉(zhuǎn)而專注于低功耗圖形芯片設(shè)計上來。
接下來的PowerVR則是實現(xiàn)顯卡芯片生產(chǎn)商向芯片設(shè)計商的轉(zhuǎn)變。這種營銷策略與ARM公司相差無幾。這一轉(zhuǎn)變，也許是公司做出的最明智的決定。因為這樣就可以使公司更專注于數(shù)學(xué)和程序模塊的研發(fā)，從而不再關(guān)注具體的生產(chǎn)工藝的設(shè)計。由于在公司90年代有著豐富的圖形設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗，PowerVR今日華麗的轉(zhuǎn)身讓我們對其充滿期待！
BitBoys的瘋狂故事
而移動顯卡領(lǐng)域的另一卓越選手當(dāng)屬高通的Adreno圖形芯片。Adreno公司絕非等閑之輩，因為這是高通從AMD購買的公司。AMD又是從ATI購買的，ATI則是通過收購BitBoys獲得Adreno的！
現(xiàn)在懂些科技史的人可能知道，BitBoys這家公司以跳票而聲名狼藉。但是采用這家公司技術(shù)的產(chǎn)品也確實存在。這個故事說起來有些瘋狂，而實際上，我們也對講瘋狂的故事樂此不疲。
故事要從1991年說起。在90年代初期，芬蘭盛行Demo scene，就是程序員（很多人才上高中）聚集到一起編寫能夠使計算機硬件達(dá)到極限的軟件。這個創(chuàng)意包括創(chuàng)造出讓人難以置信的視覺效果或者是讓實現(xiàn)這樣的視覺效果的程序盡可能的小。這些Demo創(chuàng)意把在視頻和音頻領(lǐng)域極富創(chuàng)造力的人才聚集在一起，這些人就是純粹的編程天才。這些競爭項目包括僅僅用4KB空間寫成的介紹（包含音頻和視頻）以及64KB的Demo，有興趣的朋友可以在網(wǎng)絡(luò)上找到相應(yīng)的視頻看看。這個場面，你可以想象一下繁華的商業(yè)街道，不過把所有人都想象成軟件工程師。很盛大的場面吧。
在當(dāng)時最出名的一個小組是Future Crew，他們在比賽中獲得了第一名。這個小組成員中就有Mika Tuomi（也被成為Trug）他可是一位頂級程序員。正是他和他的弟弟Kaj Tuomi以及一群要好的朋友創(chuàng)立了這家名為BitBoys的公司。起初，他們只是為當(dāng)?shù)毓鹃_發(fā)軟件。在他們征服了 Second Reality demo后，他們開始把興趣轉(zhuǎn)向3D顯卡。
在經(jīng)過一些列招兵買馬的準(zhǔn)備后，他們研發(fā)出來名為 Pyramid3D 的顯示芯片，這是為一家名為TriTech的公司設(shè)計的。絕大多數(shù)人認(rèn)為這是BitBoys的第一次跳票，但是這款芯片設(shè)計設(shè)計工作已經(jīng)完成，并且產(chǎn)品原型也生產(chǎn)了很多，并且在微軟大會上得以展示。產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)幾經(jīng)起伏最終成品生產(chǎn)了。但是由于TriTech同時還生產(chǎn)音頻芯片，并且它生產(chǎn)的音頻芯片侵犯了Cirrus Logic公司的知識產(chǎn)權(quán)。兩家公司對簿公堂后，前者輸?shù)袅斯偎?，最終導(dǎo)致公司關(guān)門大吉，這款采用Pyramid3D芯片的顯卡也最終沒有機會接受消費者檢驗。[!--empirenews.page--]
當(dāng)然，這些軟件天才們最不怕的就是挑戰(zhàn)。于是他們重整團隊卷土重來。這一次他瞄準(zhǔn)了一些大公司： Real3D （從Lockheed剝離，被英特爾收購。） Rendition （被美光收購）創(chuàng)新實驗室（最終收購了3DLabs），ATI，英偉達(dá)，甚至他們還找到了Diamond Multimedia.但是這些公司都不愿意和他們合作，最后他們只好決定自己做。
這一次他們的項目是Glaze3D，計劃采用9MB集成DRAM和高性能的填充率。公司募集到了第一輪的風(fēng)險投資資本并且選取英飛凌作為其硬件生產(chǎn)商，這應(yīng)該是基于英飛凌在集成內(nèi)存方面的專業(yè)技術(shù)的考慮。
BitBoys終成正果
Kaj Tuomi是Mika的弟弟，他開始編寫一種軟件，能夠讓程序員用C語音完成一個單元設(shè)計，然后用工具套件軟件自動轉(zhuǎn)換成VHDL，這樣就可以模擬程序的運行。這種軟件可以讓設(shè)計工作通過模擬器來進(jìn)行。隨著3D顯卡的發(fā)展，這種設(shè)計理念實用性極高。后來他們把這款Glaze3D更名為Axe，BitBoys許諾的技術(shù)規(guī)格更高！
BitBoys又演砸了
事情發(fā)生在2001年，此事正值互聯(lián)網(wǎng)泡沫危機。內(nèi)存價格急跌，英飛凌作為唯一能夠生產(chǎn)Axe芯片的廠商在危機中，不得不關(guān)掉集成DRAM部門。這意味著BitBoys的可以正常工作的芯片除了英飛凌外沒有廠家能夠生產(chǎn)。（這和高通選擇先柵極High-K工藝代工廠有著驚人的相似。）但是Axe也不能算作跳票的產(chǎn)品。在英飛凌DRAM部門關(guān)閉之前，生產(chǎn)了數(shù)量有限的一些Axe顯卡，這也讓BitBoys才得以可以拿著這些顯卡向風(fēng)險投資公司展示他們的能力。
想讓編程天才屈服？沒門！
接下來整個團隊則是著手研發(fā)代號為Hammer的顯卡芯片，這是一款高性能的電腦顯卡芯片。要完成這個項目，BitBoys遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。在2002年，英偉達(dá)開始銷售GeForce 4 產(chǎn)品而ATI開始出售Radeon 9700/9800產(chǎn)品，這幾款產(chǎn)品可都是兩家公司生產(chǎn)有史以來最優(yōu)秀的顯卡。這時候，諾基亞找到了他們。于是BitBoys開始設(shè)計手機圖形芯片。得益于 Kaj設(shè)計的模擬軟件，他們很快就設(shè)計出了芯片，這些C語言編碼可以從EPGA直接輸出。盡管這些設(shè)計并不是真正的芯片，但是性能卓越。BitBoys團隊的春天終于來了。
到2006年，BitBoys被ATI收購開始了 Imageon產(chǎn)品線。AMD和ATI合并之后，Imageon部門在2009年被高通收購。這也意味著部門的50名員工從AMD芬蘭總部轉(zhuǎn)移到了高通的芬蘭總部。
這正是Adreno的由來，它是基于BitBoys極富傳奇色彩的技術(shù)。Adreno 225圖形芯片將會用在Krait芯片中，在高分辨率下性能要優(yōu)于使用了 PowerVR SGX 543MP2 圖形芯片的蘋果A5處理器。而PowerVR SGX 543MP2 和Adreno 225 圖形芯片的性能都比Tegra 3的圖形芯片性能強勁。英偉達(dá)則是一再強調(diào)，從長遠(yuǎn)角度看，公司一直致力通過增加CPU核心的性能創(chuàng)造更多的價值。
致命魔術(shù)
所以一方面，英特爾，蘋果以及德州儀器都采用了PowerVR的圖形芯片方案取得的不錯的效果。而高通的圖形處理器則是來自BitBoys的技術(shù)，產(chǎn)品性能也十分優(yōu)秀。
但是問題的實質(zhì)就在這：BitBoys團隊的主要成員在一年前紛紛離開了高通，成立一家名為 SIRU Innovations Oy的公司。
也許你從來沒有聽說過SIRU Innovations Oy 公司的名字。但是這家剛剛起步的小公司在過去一年內(nèi)可謂風(fēng)生水起。它宣稱目前正在研發(fā)授權(quán)形式的低功耗圖形IP核心。這也體現(xiàn)出了科技記者們的兩種風(fēng)格：一種喜歡跟蹤公司并且主要談?wù)摴镜膶ｉL。而另一種記者則是更家關(guān)注人才的流動。
盡管目前我們尚不清楚SIRU團隊的所以成員。但是BitBoys創(chuàng)始人Mika 和 Kaj Tuomi兄弟是公司的聯(lián)合創(chuàng)始人。此外Mikko Alho是公司的總裁，他曾是高通芬蘭總部的圖形芯片硬件項目部的經(jīng)理。值得注意的是，盡管Mikko Alho現(xiàn)在身處管理層，負(fù)責(zé)項目計劃，人員配置，設(shè)計部署，日常項目協(xié)調(diào)，項目進(jìn)展匯報等工作，在90年代的BitBoys團隊里他是負(fù)責(zé)程序模塊設(shè)計工作的，還包括基于C語言以及RTL-model應(yīng)用等方面的工作。這意味著這個公司的管理層更懂技術(shù)。Jarkko Makivaara，前高通芬蘭總部的工程師部經(jīng)理也加入了SIRU.Jari Komppa，芬蘭高通總部高級工程師，同樣也加入了這家公司。（此人可謂Demo界的傳奇人物。）當(dāng)然SIRU團隊里還有很多前BitBoys的成員。
所以2009年加入高通的高級圖形芯片工程師，在移動顯卡設(shè)計領(lǐng)域有著10多年的寶貴經(jīng)驗，在過去的一年內(nèi)，并不是全心全意的在為高通服務(wù)。
還記得我們前面說過的PowerVR正是缺乏不能預(yù)判到軟件開發(fā)者以及用戶需求的工程師而導(dǎo)致失敗的例子嗎？這對于SIRU來說，卻不是什么大問題。它的團隊成員全是編程高手，還有來自Fathammer的高級程序員。
另外我們深知硬件設(shè)計和軟件驅(qū)動對于產(chǎn)品性能同樣重要。Adreno 205 芯片再升級了驅(qū)動之后，性能就提升了50%！而SIRU團隊里精通x86構(gòu)架工程師可全是一些元老級的人物，他們在順序指令（in-order）單核處理器方面的才能無人能及?，F(xiàn)在你還認(rèn)為基于奔騰構(gòu)架的Atom和Near Threshold概念技術(shù)可笑至極嗎？
高通芬蘭總部在流失了如此多的人才之后，移動圖形芯片的研發(fā)將會怎樣呢？等一下，這些人也離開了高通：Marko Laiho，原BitBoys首席軟件構(gòu)架師，高通芬蘭工程部經(jīng)理半年前也離開了高通，成立了一家名為Vire Labs的公司。Joonas Torkelli，原BitBoys handheld IP產(chǎn)品部經(jīng)理，在高通芬蘭擔(dān)任圖形軟件部門負(fù)責(zé)人，Jani Huhtanen，精通顯卡驅(qū)動以及2D/3D圖形算法，前高通高級工程師。Jusso Heikkila以及 Kari Malmber 都加入了這家公司。
隨著大量高級人才的流失，這無疑是對高通的沉重一擊。原來歸高通獨有的專業(yè)技術(shù)人才現(xiàn)在卻成立了兩家公司，他們都準(zhǔn)備把自己的技術(shù)以授權(quán)的方式賣給盡可能多的客戶使用。
最后的思考目前，基于英特爾Medfield平臺的智能手機還未上市。高通第四季度財報顯示營收為41.2億美元。但是在未來三年內(nèi)，會發(fā)生翻天覆地的變化。想想三年前的柯達(dá)！
高通面臨著三方面的挑戰(zhàn)：押寶在先柵極工藝上，現(xiàn)在卻不得不采用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝，這就需要高通的CPU工程師在亂序指令設(shè)計上面臨挑戰(zhàn)。在圖形芯片方面的挑戰(zhàn)則是高級人才的不斷流失。
英特爾呢？在生產(chǎn)工藝遙遙領(lǐng)先，目前已經(jīng)展示了一款采用32納米制程生產(chǎn)的移動芯片，在不使用亂序指令集技術(shù)的前提下就已經(jīng)很有競爭力。而圖形芯片方面，英特爾可以選擇PowerVR的設(shè)計或者SIRU將來研發(fā)出來的產(chǎn)品。當(dāng)然更不能排除英特爾自己的工程師研發(fā)出自己的移動圖形芯片。[!--empirenews.page--]
因此，根據(jù)以上分析我敢斷定：英特爾三年之內(nèi)必將超越高通！
這一定是一個很大膽的論斷。我們也明白。但是我們的團隊緊隨科技界15年之多，這段經(jīng)歷作給予我們的便是看待事物的不同視角。我們已經(jīng)見證了AMD和英特爾的短兵相接，ARM超越MIPS和Super-H，以及PoerVR和BitBoys的卷土重來！
移動系統(tǒng)級芯片（MSoCs）將會成為未來三年的熱點話題。因此你會看到很多很多類似的預(yù)測，這其中不乏瘋狂的預(yù)測，例如 Robert X. Cringley的。他是一位前PBS.org的科技作者，曾經(jīng)被揭露偽造斯坦福大學(xué)的博士學(xué)位證。最近他預(yù)測英特爾將會收購高通！
然而根據(jù)我們的分析論斷，英特爾會最終在移動市場證明自己。
觀點差異 各抒己見
產(chǎn)品技術(shù)白皮書和構(gòu)架分析與現(xiàn)實應(yīng)用以及實際測試有著很大的差距。大多數(shù)的科技作者在討論公司的發(fā)展前景的時候，他們都喜歡用抽象的數(shù)字和概念。但是有一點需要明白：不是公司創(chuàng)造了技術(shù)，而是公司中的人才創(chuàng)造了技術(shù)。
就以體育為例。洛杉磯湖人隊在某些年份里要比其他球隊優(yōu)秀，但是正是有了像科比布萊恩特這樣的球員和非爾。杰克迅這樣的主教練才是得他們成就了一個冠軍夢之隊。說的再簡單一些，當(dāng)一個公司被收購，買家其實并不是真正需要公司的所有資產(chǎn)。相反，買家可能是想通過支付高昂收購費來得以使用某些專利而已，當(dāng)然更重要的是，買家能夠把關(guān)鍵性技術(shù)人才收之麾下。
因此未來移動系統(tǒng)級芯片（MSoCs）的發(fā)展將會依靠：其一，系統(tǒng)級芯片構(gòu)架，其二，生產(chǎn)工藝。其三，圖形技術(shù)。
展望CPU構(gòu)架
很多人都認(rèn)為所有的移動系統(tǒng)級芯片都一樣。某家公司把ARM公司授權(quán)的芯片設(shè)計買來，（比如說是Cortex-A9 或者 Cortex-A15），然后把采用Mali或者是PowerVR 公司的技術(shù)圖形處理器組合在一起，再加上內(nèi)存以及I/O接口，然后就可以進(jìn)行生產(chǎn)了。
很多認(rèn)為所有采用ARM設(shè)計的芯片的功能自然也是一樣。但是略微懂行的科技愛好者們則知道ARM僅僅是一種指令集。而有的公司可以從ARM公司購買完整的CPU核心。布局設(shè)計（Intrinsity公司為蘋果以及三星公司設(shè)計的產(chǎn)品屬于此列，注：蘋果已經(jīng)收購Intrinsity公司。）則可以改善性能。而有的公司則是設(shè)計全新的芯片，而不采用ARM公司提供的設(shè)計方案。高通公司生產(chǎn)的Scorpion CPU核心就是采用此種方式。而其最新的Krait同樣是高通自己設(shè)計的產(chǎn)品解決方案。英偉達(dá)的丹佛計劃（Project Denver）自然也屬于這一類別。（英偉達(dá)通過收購PortalPlayer， Transmeta以及 ULi公司獲得研發(fā)產(chǎn)品的關(guān)鍵專利以及專業(yè)研發(fā)團隊。）
但是值得注意的是，CPU核心在整體產(chǎn)品系能表現(xiàn)中的比重并不是很大。還有很多因素需要考慮，例如內(nèi)存的帶寬，總線的結(jié)構(gòu)，緩存設(shè)計等等。就單拿帶寬來說，帶寬是一個重要指標(biāo)，但是內(nèi)存的延遲也起著同等重要的角色。這就是為什么AMD Athlon 64芯片的性能要優(yōu)于英特爾的奔騰4芯片的原因之一。同理，這也是為什么蘋果的iPad 2在操控反應(yīng)速度以及整體系能表現(xiàn)好于同類產(chǎn)品的主要原因。這絕對不是簡單的拿來就用的產(chǎn)品設(shè)計方案。
為了能夠預(yù)測未來三年內(nèi)哪家公司能夠在移動系統(tǒng)級芯片（SoC）市場領(lǐng)先對手，我們必須要搞清楚兩件事情：哪家公司的研發(fā)團隊最擅長實現(xiàn)芯片的最高性能以及哪家公司的研發(fā)團隊最有可能在芯片功耗領(lǐng)域領(lǐng)先競爭對手。
CPU的性能
在談?wù)撔酒闹?，讓我們先說說芯片的系能。毫無疑問，英特爾在實現(xiàn)最快CPU方面有著最優(yōu)秀的資源，，英特爾擁有著最優(yōu)秀的資源從而能夠使其具備生產(chǎn)最快CPU的能力。ARM公司以及高通將會不可避免的避免x86構(gòu)架生產(chǎn)商所經(jīng)歷的成長之痛。
在下一代移動處理器中，高通將會從部分亂序指執(zhí)行Scorpion構(gòu)架轉(zhuǎn)變成完全亂序執(zhí)行的Krait構(gòu)架。Krait應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)處理器達(dá)到峰值時候的運行效率從而實現(xiàn)效率最優(yōu)化。
與此同時，高通卻已駛?cè)肓俗约翰荒懿倏氐念I(lǐng)域，在這個領(lǐng)域高通的工程師缺乏相應(yīng)的專業(yè)知識和背景。ARM公司在研發(fā)Cortex-A9（采用了亂序執(zhí)行設(shè)計）芯片過程中積累了部分經(jīng)驗。但是在其新的Cortex-A15設(shè)計方案中，ARM將會為每一個執(zhí)行單元提供獨立的預(yù)留緩存空間（the instruction queue）。英特爾和AMD過去也采用過獨立預(yù)留緩存空間的方式，但是現(xiàn)在卻都采用統(tǒng)一預(yù)留緩存空間（unified reservation stations ）來改善性能和使用效率。與ARM公司不同，高通想直接采用統(tǒng)一預(yù)留緩存空間技術(shù)。最初奔騰Pro首先成功的采用了統(tǒng)一預(yù)留緩存空間，所以認(rèn)為高通采用這樣跳躍式發(fā)展不能成功的想法是站不住腳的。（至少有機會。）
英特爾的Atom（Medfield）構(gòu)架并沒有采用公司的任何先進(jìn)的技術(shù)。這還是一款采用順序執(zhí)行（in-order）的單核處理器，也許這樣技術(shù)會讓你想起古老的奔騰處理器來。這真是關(guān)鍵所在：盡管采用如此過時的技術(shù)，Atom構(gòu)架的運行速度已經(jīng)快于ARM構(gòu)架的產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品對處理器性能要求的不斷提升，英特爾自然會把更多的新技術(shù)應(yīng)用到Atom構(gòu)架產(chǎn)品中去。英特爾在發(fā)布Atom構(gòu)架之初（2008年）便說要在5年內(nèi)采用亂序執(zhí)行（out-of-order），那么2013年之英特爾一定會完成。所以，先拋開功耗不說，英特爾自然是能夠生產(chǎn)最快的移動處理器。
平臺性能
內(nèi)存帶寬以及延遲方面也很相似。除了蘋果的方案，今天市場上大多數(shù)的移動系統(tǒng)級芯片的表現(xiàn)都差強人意。蘋果的系統(tǒng)總線設(shè)計不同于其他廠商。蘋果總線設(shè)計得益于收購P.A. Semi公司（創(chuàng)立這家公司的人員是來自DEC Alpha以及Strong ARM處理器的頂級設(shè)計工程師。）以及 Intrinsity（由Paul Nixon創(chuàng)立，他曾經(jīng)負(fù)責(zé)Exponential Technology X86構(gòu)架處理器項目，目前Paul Nixon就職于德州儀器MCU部門。 ） 這兩家公司。
目前為止，我們還未看見來自ARM，德州儀器以及高通的系統(tǒng)總線設(shè)計方案表現(xiàn)出高性能的水準(zhǔn)。而來自英偉達(dá)的Tegra產(chǎn)品線采用的系統(tǒng)總線與其競爭的產(chǎn)品并無太大的區(qū)別。（現(xiàn)在發(fā)售的Tegra 3的內(nèi)存帶寬仍然低于去年蘋果采用A5處理器。）但是英偉達(dá)的研發(fā)能力不容小覷，畢竟英偉達(dá)在NV2的環(huán)形內(nèi)存總線（ring memory bus）這個nForce 2平臺的獲得業(yè)界的認(rèn)可，并且在其顯卡使用交叉內(nèi)存控制器（crossbar memory controllers ）方面積累著豐富的經(jīng)驗。只是目前英偉達(dá)并沒有把這些事情提上日程而已。[!--empirenews.page--]
另一方面，英特爾的平臺表現(xiàn)能力向來不俗。（不妨看看英特爾現(xiàn)在的Sandy Bridge-E平臺。）再一次重申，性能從來不是英特爾的攔路虎，而芯片功耗則是英特爾面臨的最大挑戰(zhàn)！
無線性能
英特爾在3G/LTE無線領(lǐng)域的經(jīng)驗幾乎為零。但是在基于802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線方面卻有著良好的口碑。英特爾的迅馳（Centrino ）平臺更是把英特爾在筆記本電腦市場推上了王者寶座。
但是隨著英特爾完成對英飛凌的收購的完成，英特爾已經(jīng)獲得了在3G/LTE領(lǐng)域的重要資源的整合。高通，一直是3G/LTE領(lǐng)域的強者。但是高通的802.11無線網(wǎng)絡(luò)的軟肋則是通過收購Atheros來加強的。在無線領(lǐng)域，高通的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是領(lǐng)先的。但是在LTE制式技術(shù)方面，高通的優(yōu)勢并不十分明顯。英特爾和高通還要共同面對的敵人包括：英偉達(dá)（擁有Icera，軟調(diào)制解調(diào)器芯片廠商。3G以及LTE技術(shù)都很優(yōu)秀。）三星，NTT DOCOMO，富士通以及NEC共同研發(fā)的3G/LTE產(chǎn)品。
性能總結(jié)
在未來三年，ARM和高通需要在提高CPU產(chǎn)品性能方面加大投資力度。他們的設(shè)計工程師并不精通于此，因此可能要經(jīng)歷多年以前x86廠商當(dāng)年所經(jīng)歷的產(chǎn)品研發(fā)瓶頸的陣痛。但從性能方面來說，英特爾、AMD和蘋果（Intrinsity 以及 PA Semi）在高性能移動芯片領(lǐng)域人才濟濟，而在系統(tǒng)總線設(shè)計內(nèi)存管理方面的人才更可謂出類拔萃。而英偉達(dá)則很有可能是一匹黑馬，坐擁豐富的技術(shù)組合，盡管還萬未采用其高端的總線以及內(nèi)存設(shè)計方案，但是需要競爭對手警惕。
我們大談特談性能表現(xiàn)，但是卻不能不對產(chǎn)品功耗掉以輕心，畢竟正是功耗指標(biāo)才讓移動系統(tǒng)級芯片顯得與眾不同。而移動芯片的功耗控制方面似乎一直是英特爾的死穴。
轉(zhuǎn)折點：生產(chǎn)工藝
ARM在移動市場所向披靡的原因是，至今英特爾都不能夠展示低功耗的移動系統(tǒng)級芯片解決方案。在移動世界里，大肆宣揚讓人印象深刻的性能功耗比數(shù)值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。實際上智能手機生產(chǎn)廠家必須要讓自己的產(chǎn)品能夠至少持續(xù)一天的通話時間以及更長的待機時間，這樣的標(biāo)準(zhǔn)可以說才算產(chǎn)品能夠正常工作。伴隨著Medfield的發(fā)布，英特爾至少向我們展示了其具備生產(chǎn)能與ARM構(gòu)架一決高下的移動芯片的技術(shù)能力。正如英特爾自己所說的那樣，Medfield至少為公司在移動市場占據(jù)了一席之地。
讀者一定聽說過許多有關(guān)ARM和x86構(gòu)架的各種優(yōu)缺點的討論。的確，ARM和高通在低功耗方面取得了更多的成功。在Medfield發(fā)布之前，人們根本不確定這些采用ARM構(gòu)架的產(chǎn)品的功耗優(yōu)勢有多明顯，現(xiàn)在我們可以說他們領(lǐng)先了英特爾四年之久。因為英特爾在發(fā)布Atom之后正是花費了四年之久才研發(fā)了一款能夠與ARM抗衡的產(chǎn)品。
但是，在接下來的三年之內(nèi)又會發(fā)生什么呢？現(xiàn)在的情況是英特爾的Medfield達(dá)到了與目前已經(jīng)上市ARM移動芯片的水平。所以我們必須要拿下一代產(chǎn)品進(jìn)行比較。在前面的討論中，我們已經(jīng)提及ARM和高通在提升CPU核心性能方面所面臨的挑戰(zhàn)正如英特爾在降低芯片功耗方面遭遇的挑戰(zhàn)一樣多。
我們可以很客觀的評價移動芯片廠商在生產(chǎn)工藝方面的優(yōu)劣。英特爾擁有半導(dǎo)體行業(yè)最優(yōu)秀的工廠，這使得其能夠與采用在K6，K7構(gòu)架的AMD的競爭中勝出。而當(dāng)AMD在采用了成功的K8構(gòu)架核心的時候，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝使得英特爾至少能夠得以維持自己的市場地位。Medfield采用了32納米制程的生產(chǎn)工藝與ARM解決方案相比已經(jīng)很有競爭力。而英特爾的下一步計劃則是生產(chǎn)工藝提升到22納米的3-D三柵極晶體管。這實質(zhì)上是代表著生產(chǎn)工藝的兩次進(jìn)步。英特爾在生產(chǎn)工藝提升方面從未失手過，并且很快英特爾會在Ivy Bridge處理器生產(chǎn)過程中積累豐富的經(jīng)驗。如果公司按照目前的態(tài)勢發(fā)展，那么英特爾的芯片生產(chǎn)工藝領(lǐng)先對手18個月左右的時間。競爭對手出貨28納米生產(chǎn)工藝的芯片時，英特爾則會采用22納米工藝的芯片。而競爭對手全面采用3-D三柵極晶體管的時間則會更長。這些工藝的優(yōu)勢能夠使得英特爾再降低20-30%的功耗。
High-K/金屬柵極
基于ARM構(gòu)架的廠商目前正在逐步讓移動芯片的生產(chǎn)工藝采用High-K/金屬柵極。除了英特爾和三星之外，其他的廠商則要依靠如IBM，Globalfoundries和臺積電的芯片工廠生產(chǎn)芯片。三星建造了自己的芯片生產(chǎn)工廠同時也為其他廠商代工。
高通與Globalfoundries簽署了合同，讓后者為其生產(chǎn)采用28納米工藝的移動系統(tǒng)級芯片。而Globalfoundries 28納米工藝師采用的先柵極（gate-first high-k/金屬柵極技術(shù)。）IBM和三星也會如此。除非20納米微影技術(shù)出現(xiàn)，否則他們都不會采用后柵極（gate-last）。臺積電（可能為蘋果A6處理器代工）雖然在不久的將來也會采用后柵極方案，但是英特爾已經(jīng)領(lǐng)先其他競爭對手提前采用了。
先柵極能夠增加芯片管芯密度，能夠大幅提升產(chǎn)品性能。但是產(chǎn)品良品率則不高，在生產(chǎn)過程中成品率較低。而Gate-last則是能很好的保證產(chǎn)品生產(chǎn)的良品率。但是對產(chǎn)品設(shè)計的要求會更高。英特爾在2007年就開始出貨采用Hign-K的Penryn處理器。Globalfoundries直到2011年還沒有成功的量產(chǎn)Hign-K的芯片。
英特爾選擇Gate-last是不會錯的。這在其 Penryn， Nehalem和Sandy Bridge構(gòu)架產(chǎn)品中得以驗證。高通選擇gate-first則可能是錯誤的。 Globalfoundries有一條采用gate-first為AMD生產(chǎn)APU的生產(chǎn)線。壞消息是，據(jù)AMD第三季度的財務(wù)報表顯示，產(chǎn)品良品率一直未達(dá)到預(yù)期效果，從而導(dǎo)致了公司的營收也未達(dá)到預(yù)期。
英特爾領(lǐng)先兩步
重要的是，據(jù)公司負(fù)責(zé)研發(fā)的高級副總裁透露臺積電決定采用后柵極工藝的想法由來已久。導(dǎo)致采用先柵極工藝良品產(chǎn)出率不高的部分原因是由于這種技術(shù)需要廠商精確的控制臺Vt門限電壓，這是因為Nmos管道與Pmos管道使用相同的金屬。而這個問題已經(jīng)困擾半導(dǎo)體行業(yè)20余年之久。但是采用后柵極工藝則不需要復(fù)雜的工藝來控制電壓，因為Pmos管道的金屬柵極與N管道的不同。盡管這種技術(shù)管芯密度沒有前刪級工藝高，但是良品產(chǎn)出率卻很高。很明顯，最容易讓人失去市場的是產(chǎn)品遲遲不能上市。（因此良品產(chǎn)出率很重要。）然而如果想從前柵極轉(zhuǎn)向后柵極也不是一蹴而就的事情。這可不像把Globalfoundries的訂單取消然后直接在臺積電的訂單上劃勾打叉一樣簡單，因為工藝的轉(zhuǎn)變則意味著需要重新設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
似乎高通也意識到采用Gate-first的良品率根本無法滿足需要。在洛杉磯舉行的2010年國際電子設(shè)備大會上，高通宣稱其絕大多數(shù)的采用28納米生產(chǎn)工藝的芯片不好采用high-k/金屬柵極技術(shù)。這對高通來說，是個十分不利的條件。[!--empirenews.page--]
性能結(jié)論
英特爾32納米hign-K方案（Medfield）與采用40/45納米工藝的基于ARM構(gòu)架的芯片相比有著競爭優(yōu)勢。
而在下一次產(chǎn)品升級過程中，英特爾則會采用22納米的3D三柵極晶體管技術(shù)，這相當(dāng)于產(chǎn)品工藝兩次飛躍。高通生產(chǎn)工藝則是由45納米工藝轉(zhuǎn)向28納米工藝。但是其并不能采用先進(jìn)的High-K工藝，這樣的結(jié)果則是性能提升以及功耗降低方面的不盡如意。蘋果會從45納米工藝轉(zhuǎn)向28納米的high-k技術(shù)。英偉達(dá)則是從40納米向28納米工藝轉(zhuǎn)變（同樣采用Hign-k技術(shù)。）所以與高通相比，蘋果和英偉達(dá)的28納米工藝系能的提升會由于高通的28納米工藝。
凡事有利有弊，英特爾通過采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝可以提升性能降低功耗。高通將賭注押在28納米先柵極（gate-first）技術(shù)上，如果產(chǎn)品良品產(chǎn)出率讓人滿意的話，芯片的高密度會讓高通占用優(yōu)勢。而現(xiàn)在，似乎別無選擇，高通必須支持芯片生產(chǎn)工藝向28納米提升。
但是有的事偏偏利大于弊。要想提高產(chǎn)品競爭力，高通必須要在采取亂序指令以及改善內(nèi)存結(jié)構(gòu)上苦下功夫。而公司的設(shè)計工程師則是在Krait中首次設(shè)計這樣的方案。他們必須確保指令集萬無一失。而英特爾卻在這款沒有太多技術(shù)含量的Atom芯片設(shè)計中表現(xiàn)十分優(yōu)秀。而取得這樣的成績的前提是英特爾根本沒有使用在x86構(gòu)架產(chǎn)品積累和研發(fā)的任何一項新技術(shù)！
當(dāng)然，英特爾的生產(chǎn)工藝的領(lǐng)先形勢會一直持續(xù)。當(dāng)所有競爭對手試圖追趕英特爾的high-k/金屬柵極生產(chǎn)工藝的時候，英特爾已經(jīng)公開展示Claremont，一款Near-Threshold超低電壓處理器，能夠在低于10毫瓦的電壓下工作。更有意思的是，和Atom一樣，英特爾的這款芯片還是基于原來的奔騰核心構(gòu)架。
所以英特爾在芯片構(gòu)架以及生產(chǎn)工藝方面將會勝出。那么只剩下一個因素形勢還不甚明了：圖形處理器！
移動顯卡歷史回顧
在2011年，移動芯片市場圖形芯片的主導(dǎo)者是PoerVR和高通的Adreno.而這兩家圖形芯片廠商追根溯源在當(dāng)年都是研發(fā)x86游戲產(chǎn)品的，可惜都以失敗告終。
PowerVR無疑是最卓越選手。因為英特爾，蘋果甚至德州儀器都在使用它設(shè)計的圖形芯片技術(shù)?；氐?0年代，Imagination Technologies （還叫VideoLogic）。PowerVR系列芯片的采用了全稱為Tile Based Deferred Rendering的渲染技術(shù)。雖然Videologic不是第一個采用這種渲染方式的公司，但卻是將這種渲染方式成功應(yīng)用于實際的市場產(chǎn)品上的公司。這種技術(shù)只把可見部分圖形進(jìn)行渲染，而看不見的部分則不需要渲染，這樣無疑很大程度上節(jié)省了帶寬。而在那個時代，其他顯卡廠商還是采用采用傳統(tǒng)的無論像素是否可見，都要全部進(jìn)行渲染的老路子。
然而PowerVR最大的問題則是它的團隊主要是由極富遠(yuǎn)見的數(shù)學(xué)家和工程師組成。但是缺乏芯片設(shè)計和游戲開發(fā)的經(jīng)驗。最初這款PowerVR PCX芯片缺乏雙線性過濾功能，這意味著什么呢？客戶花費300美元購買的顯卡，僅僅得到的是像最初PlaySation游戲機中顯示的紋理像素化的效果。而同時代Nintendo 64 和 3Dfx 顯卡則提供雙線性過濾功能，能夠為客戶提供更平滑的游戲畫面。而這個雙線性過濾功能并不是什么高深莫測的技術(shù)，最大的問題在于PowerVR的研發(fā)工程師并不愿意為產(chǎn)品加入這樣功能。盡管這個問題在接下來的PowerVR PCX2中得以解決，這款顯卡主頻更高，也采用了雙線性過濾技術(shù)。不幸的是，這個設(shè)計團隊缺乏游戲開發(fā)經(jīng)驗，并且團隊領(lǐng)導(dǎo)人也沒有把游戲系能給予足夠重視。后果就是設(shè)計團隊認(rèn)為沒有必要加入 src*dst 溫立交混技術(shù)。這項技術(shù)主要是用來發(fā)出彩光，主要用在渲染爆炸場景，模擬激光束，顯示異域風(fēng)格的長廊等環(huán)境中使用。問題又出在了團隊設(shè)計理念上，不是什么技術(shù)難題，關(guān)鍵是團隊缺乏那么一點遠(yuǎn)見。
事情本來還是有轉(zhuǎn)機的。當(dāng)年的一代名機世嘉Dreamcast就是采用了由NEC生產(chǎn)的PowerVR Series 2系列芯片。而這款芯片可以說在當(dāng)時是最流行的游戲機圖形芯片。然而不幸的是，VideoLogic在接下來的產(chǎn)品設(shè)計上卻一再失誤，白白喪失了這次絕地反擊的大好局面。當(dāng)初VideoLogic不得不召回產(chǎn)品原型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計存在致命的故障。而有點問題則是出在了和鼠標(biāo)指針有關(guān)方面！一次又一次，不是技術(shù)難題讓PowerVR無法攻克，而是接連不斷的錯誤加錯誤！而正是在 PowerVR Series 2 系列顯卡的失敗迫使公司做出了推出高性能顯卡的行列，轉(zhuǎn)而專注于低功耗圖形芯片設(shè)計上來。
接下來的PowerVR則是實現(xiàn)顯卡芯片生產(chǎn)商向芯片設(shè)計商的轉(zhuǎn)變。這種營銷策略與ARM公司相差無幾。這一轉(zhuǎn)變，也許是公司做出的最明智的決定。因為這樣就可以使公司更專注于數(shù)學(xué)和程序模塊的研發(fā)，從而不再關(guān)注具體的生產(chǎn)工藝的設(shè)計。由于在公司90年代有著豐富的圖形設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗，PowerVR今日華麗的轉(zhuǎn)身讓我們對其充滿期待！
BitBoys的瘋狂故事
而移動顯卡領(lǐng)域的另一卓越選手當(dāng)屬高通的Adreno圖形芯片。Adreno公司絕非等閑之輩，因為這是高通從AMD購買的公司。AMD又是從ATI購買的，ATI則是通過收購BitBoys獲得Adreno的！
現(xiàn)在懂些科技史的人可能知道，BitBoys這家公司以跳票而聲名狼藉。但是采用這家公司技術(shù)的產(chǎn)品也確實存在。這個故事說起來有些瘋狂，而實際上，我們也對講瘋狂的故事樂此不疲。
故事要從1991年說起。在90年代初期，芬蘭盛行Demo scene，就是程序員（很多人才上高中）聚集到一起編寫能夠使計算機硬件達(dá)到極限的軟件。這個創(chuàng)意包括創(chuàng)造出讓人難以置信的視覺效果或者是讓實現(xiàn)這樣的視覺效果的程序盡可能的小。這些Demo創(chuàng)意把在視頻和音頻領(lǐng)域極富創(chuàng)造力的人才聚集在一起，這些人就是純粹的編程天才。這些競爭項目包括僅僅用4KB空間寫成的介紹（包含音頻和視頻）以及64KB的Demo，有興趣的朋友可以在網(wǎng)絡(luò)上找到相應(yīng)的視頻看看。這個場面，你可以想象一下繁華的商業(yè)街道，不過把所有人都想象成軟件工程師。很盛大的場面吧。
在當(dāng)時最出名的一個小組是Future Crew，他們在比賽中獲得了第一名。這個小組成員中就有Mika Tuomi（也被成為Trug）他可是一位頂級程序員。正是他和他的弟弟Kaj Tuomi以及一群要好的朋友創(chuàng)立了這家名為BitBoys的公司。起初，他們只是為當(dāng)?shù)毓鹃_發(fā)軟件。在他們征服了 Second Reality demo后，他們開始把興趣轉(zhuǎn)向3D顯卡。
在經(jīng)過一些列招兵買馬的準(zhǔn)備后，他們研發(fā)出來名為 Pyramid3D 的顯示芯片，這是為一家名為TriTech的公司設(shè)計的。絕大多數(shù)人認(rèn)為這是BitBoys的第一次跳票，但是這款芯片設(shè)計設(shè)計工作已經(jīng)完成，并且產(chǎn)品原型也生產(chǎn)了很多，并且在微軟大會上得以展示。產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)幾經(jīng)起伏最終成品生產(chǎn)了。但是由于TriTech同時還生產(chǎn)音頻芯片，并且它生產(chǎn)的音頻芯片侵犯了Cirrus Logic公司的知識產(chǎn)權(quán)。兩家公司對簿公堂后，前者輸?shù)袅斯偎?，最終導(dǎo)致公司關(guān)門大吉，這款采用Pyramid3D芯片的顯卡也最終沒有機會接受消費者檢驗。[!--empirenews.page--]
當(dāng)然，這些軟件天才們最不怕的就是挑戰(zhàn)。于是他們重整團隊卷土重來。這一次他瞄準(zhǔn)了一些大公司： Real3D （從Lockheed剝離，被英特爾收購。） Rendition （被美光收購）創(chuàng)新實驗室（最終收購了3DLabs），ATI，英偉達(dá)，甚至他們還找到了Diamond Multimedia.但是這些公司都不愿意和他們合作，最后他們只好決定自己做。
這一次他們的項目是Glaze3D，計劃采用9MB集成DRAM和高性能的填充率。公司募集到了第一輪的風(fēng)險投資資本并且選取英飛凌作為其硬件生產(chǎn)商，這應(yīng)該是基于英飛凌在集成內(nèi)存方面的專業(yè)技術(shù)的考慮。
BitBoys終成正果
Kaj Tuomi是Mika的弟弟，他開始編寫一種軟件，能夠讓程序員用C語音完成一個單元設(shè)計，然后用工具套件軟件自動轉(zhuǎn)換成VHDL，這樣就可以模擬程序的運行。這種軟件可以讓設(shè)計工作通過模擬器來進(jìn)行。隨著3D顯卡的發(fā)展，這種設(shè)計理念實用性極高。后來他們把這款Glaze3D更名為Axe，BitBoys許諾的技術(shù)規(guī)格更高！
BitBoys又演砸了
事情發(fā)生在2001年，此事正值互聯(lián)網(wǎng)泡沫危機。內(nèi)存價格急跌，英飛凌作為唯一能夠生產(chǎn)Axe芯片的廠商在危機中，不得不關(guān)掉集成DRAM部門。這意味著BitBoys的可以正常工作的芯片除了英飛凌外沒有廠家能夠生產(chǎn)。（這和高通選擇先柵極High-K工藝代工廠有著驚人的相似。）但是Axe也不能算作跳票的產(chǎn)品。在英飛凌DRAM部門關(guān)閉之前，生產(chǎn)了數(shù)量有限的一些Axe顯卡，這也讓BitBoys才得以可以拿著這些顯卡向風(fēng)險投資公司展示他們的能力。
想讓編程天才屈服？沒門！
接下來整個團隊則是著手研發(fā)代號為Hammer的顯卡芯片，這是一款高性能的電腦顯卡芯片。要完成這個項目，BitBoys遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。在2002年，英偉達(dá)開始銷售GeForce 4 產(chǎn)品而ATI開始出售Radeon 9700/9800產(chǎn)品，這幾款產(chǎn)品可都是兩家公司生產(chǎn)有史以來最優(yōu)秀的顯卡。這時候，諾基亞找到了他們。于是BitBoys開始設(shè)計手機圖形芯片。得益于 Kaj設(shè)計的模擬軟件，他們很快就設(shè)計出了芯片，這些C語言編碼可以從EPGA直接輸出。盡管這些設(shè)計并不是真正的芯片，但是性能卓越。BitBoys團隊的春天終于來了。
到2006年，BitBoys被ATI收購開始了 Imageon產(chǎn)品線。AMD和ATI合并之后，Imageon部門在2009年被高通收購。這也意味著部門的50名員工從AMD芬蘭總部轉(zhuǎn)移到了高通的芬蘭總部。
這正是Adreno的由來，它是基于BitBoys極富傳奇色彩的技術(shù)。Adreno 225圖形芯片將會用在Krait芯片中，在高分辨率下性能要優(yōu)于使用了 PowerVR SGX 543MP2 圖形芯片的蘋果A5處理器。而PowerVR SGX 543MP2 和Adreno 225 圖形芯片的性能都比Tegra 3的圖形芯片性能強勁。英偉達(dá)則是一再強調(diào)，從長遠(yuǎn)角度看，公司一直致力通過增加CPU核心的性能創(chuàng)造更多的價值。
致命魔術(shù)
所以一方面，英特爾，蘋果以及德州儀器都采用了PowerVR的圖形芯片方案取得的不錯的效果。而高通的圖形處理器則是來自BitBoys的技術(shù)，產(chǎn)品性能也十分優(yōu)秀。
但是問題的實質(zhì)就在這：BitBoys團隊的主要成員在一年前紛紛離開了高通，成立一家名為 SIRU Innovations Oy的公司。
也許你從來沒有聽說過SIRU Innovations Oy 公司的名字。但是這家剛剛起步的小公司在過去一年內(nèi)可謂風(fēng)生水起。它宣稱目前正在研發(fā)授權(quán)形式的低功耗圖形IP核心。這也體現(xiàn)出了科技記者們的兩種風(fēng)格：一種喜歡跟蹤公司并且主要談?wù)摴镜膶ｉL。而另一種記者則是更家關(guān)注人才的流動。
盡管目前我們尚不清楚SIRU團隊的所以成員。但是BitBoys創(chuàng)始人Mika 和 Kaj Tuomi兄弟是公司的聯(lián)合創(chuàng)始人。此外Mikko Alho是公司的總裁，他曾是高通芬蘭總部的圖形芯片硬件項目部的經(jīng)理。值得注意的是，盡管Mikko Alho現(xiàn)在身處管理層，負(fù)責(zé)項目計劃，人員配置，設(shè)計部署，日常項目協(xié)調(diào)，項目進(jìn)展匯報等工作，在90年代的BitBoys團隊里他是負(fù)責(zé)程序模塊設(shè)計工作的，還包括基于C語言以及RTL-model應(yīng)用等方面的工作。這意味著這個公司的管理層更懂技術(shù)。Jarkko Makivaara，前高通芬蘭總部的工程師部經(jīng)理也加入了SIRU.Jari Komppa，芬蘭高通總部高級工程師，同樣也加入了這家公司。（此人可謂Demo界的傳奇人物。）當(dāng)然SIRU團隊里還有很多前BitBoys的成員。
所以2009年加入高通的高級圖形芯片工程師，在移動顯卡設(shè)計領(lǐng)域有著10多年的寶貴經(jīng)驗，在過去的一年內(nèi)，并不是全心全意的在為高通服務(wù)。
還記得我們前面說過的PowerVR正是缺乏不能預(yù)判到軟件開發(fā)者以及用戶需求的工程師而導(dǎo)致失敗的例子嗎？這對于SIRU來說，卻不是什么大問題。它的團隊成員全是編程高手，還有來自Fathammer的高級程序員。
另外我們深知硬件設(shè)計和軟件驅(qū)動對于產(chǎn)品性能同樣重要。Adreno 205 芯片再升級了驅(qū)動之后，性能就提升了50%！而SIRU團隊里精通x86構(gòu)架工程師可全是一些元老級的人物，他們在順序指令（in-order）單核處理器方面的才能無人能及?，F(xiàn)在你還認(rèn)為基于奔騰構(gòu)架的Atom和Near Threshold概念技術(shù)可笑至極嗎？
高通芬蘭總部在流失了如此多的人才之后，移動圖形芯片的研發(fā)將會怎樣呢？等一下，這些人也離開了高通：Marko Laiho，原BitBoys首席軟件構(gòu)架師，高通芬蘭工程部經(jīng)理半年前也離開了高通，成立了一家名為Vire Labs的公司。Joonas Torkelli，原BitBoys handheld IP產(chǎn)品部經(jīng)理，在高通芬蘭擔(dān)任圖形軟件部門負(fù)責(zé)人，Jani Huhtanen，精通顯卡驅(qū)動以及2D/3D圖形算法，前高通高級工程師。Jusso Heikkila以及 Kari Malmber 都加入了這家公司。
隨著大量高級人才的流失，這無疑是對高通的沉重一擊。原來歸高通獨有的專業(yè)技術(shù)人才現(xiàn)在卻成立了兩家公司，他們都準(zhǔn)備把自己的技術(shù)以授權(quán)的方式賣給盡可能多的客戶使用。
最后的思考目前，基于英特爾Medfield平臺的智能手機還未上市。高通第四季度財報顯示營收為41.2億美元。但是在未來三年內(nèi)，會發(fā)生翻天覆地的變化。想想三年前的柯達(dá)！
高通面臨著三方面的挑戰(zhàn)：押寶在先柵極工藝上，現(xiàn)在卻不得不采用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝，這就需要高通的CPU工程師在亂序指令設(shè)計上面臨挑戰(zhàn)。在圖形芯片方面的挑戰(zhàn)則是高級人才的不斷流失。
英特爾呢？在生產(chǎn)工藝遙遙領(lǐng)先，目前已經(jīng)展示了一款采用32納米制程生產(chǎn)的移動芯片，在不使用亂序指令集技術(shù)的前提下就已經(jīng)很有競爭力。而圖形芯片方面，英特爾可以選擇PowerVR的設(shè)計或者SIRU將來研發(fā)出來的產(chǎn)品。當(dāng)然更不能排除英特爾自己的工程師研發(fā)出自己的移動圖形芯片。[!--empirenews.page--]
因此，根據(jù)以上分析我敢斷定：英特爾三年之內(nèi)必將超越高通！
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