全球七大芯片巨頭，靠移動GPU“一決高下”

圖片來源@視覺中國

文｜雷科技leitech

去年 11 月，聯發科和高通接連發布了新一代旗艦芯片——天璣 9200 和驍龍 8 Gen 2，除了性能上的提升，兩場發布會上最大的功能亮點都是對移動光追技術的支持。光追對畫面显示效果的提升，早已被桌面玩家認可，但同時，外界也對兩款手機芯片的光追性能以及能效保留了疑問——先不說能效表現，在實際遊戲中，手機 GPU 能跑多久？

不知道。包括號稱首發移動光追開放平台的一加 11，也根本沒準備好正式迎接手游光追。即使在目前手游比較普遍的 720P 清晰度下，光追對手機 GPU 的性能和功耗壓力依然很大，如果說高通那邊還可能依靠自研 GPU 架構再擠一管「牙膏」，聯發科這邊最好的選擇就是：

搖人。

據 DidiTimes 援引芯片設計人士報道稱，正在衝擊高端市場的聯發科將與英偉達進行合作，預計最快將在 2024 年聯發科的旗艦芯片上搭載英偉達 GPU，強化聯發科芯片的 AI 和遊戲性能。

而除了聯發科，其他幾家手機芯片廠商也在加強 GPU 方面的性能，以應對移動光追以及 AI 等方面的性能需求。三星攜手 AMD 早在去年就推出了支持光追的芯片，高通也將繼續發力自研 GPU 架構，蘋果原計劃在 A16 上的採用新一代支持光追的 GPU 架構也即將到來。

未來幾年，隨着各家對移動光追的落地，我們很可能將看到蘋果、高通、聯發科、三星、英偉達、AMD 以及 Arm——七家全球半導體巨頭在手機 GPU 領域的對決盛景。

手機 GPU 大戰在即

理想情況下，聯發科可以藉由英偉達在 GPU 上的理解和技術實力，一舉拉近與驍龍旗艦芯片、蘋果 A 系列在 GPU 方面的差距，甚至是超越，進而聯發科也有望搶到更多的高端手機芯片市場份額。

當然，實際層面還是有太多可能因素影響。

圖/三星

去年年初，三星發布的旗艦芯片 Exynos 2200，其中就搭載了基於 AMD RDNA2 架構開發的 GPU，首發支持移動光追和可變速率着色等高級圖形處理功能。

但從後面 Exynos 2200 的表現來看，三星和 AMD 的首次攜手顯然談不上成功，能效遠低於外界預期。在今年最新一代旗艦手機 S23 系列上，三星甚至在全球範圍內轉向高通驍龍平台，Exynos 平台則轉而服務三星自家的中端或入門級產品。

不過，三星和 AMD 並沒有因為第一次的失敗而放棄繼續合作。至少三星明確表態將繼續在 Exynos 上與 AMD 合作，基於 RDNA 架構開發 GPU。此外，還有消息指出三星成立了一個名為「夢之隊」的研發小組，目標是在 2025 年開發出具有競爭力的移動處理器，最終計劃在 Galaxy S25 系列上搭載。

另一邊，AMD 入局手機 GPU 市場，英偉達更是在 Tegra 之後再度重返，一是看到了未來 ARM 架構在高性能芯片市場的可能帶來的變局，二是智能手機作為全球最大的遊戲平台的巨大利益，完全可能彌補 PC 市場萎縮留下的巨大缺口。

上周，英偉達公布了 2022 年第四季度及全年業績報告，遊戲和數據中心依然是英偉達最核心的兩大業務。全年來看，數據中心（含 AI）業務營收達到了 150.1 億美元，同比增長 41%；遊戲業務營收 90.7 億美元，同比下滑 27%。

不僅是財報亮眼，最近兩個月火爆全球的 ChatGPT，也讓主導 AI GPU 市場的英偉達的市值從年初至今漲了近 2000 億美元。也怪不得過去兩年英偉達創始人兼 CEO 黃仁勛多次在公開場合表示，「英偉達不是一家遊戲公司，而是一家 AI 公司」。

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就在最新的財報電話會議上，英偉達也是滿口都是 AI，一位網友做了粗略的統計：5 分鐘內，英偉達提了 23 次「AI」。

與此同時，全球 PC 市場的繼續萎縮對於 AMD 和英偉達的遊戲業務始終都是一個壓力。去年前三個季度，英偉達遊戲業務收入就經歷了過山車一般的下滑。與聯發科的合作，有可能將英偉達帶向一個遠大於 PC 市場的智能手機市場。

但留給英偉達和 AMD 的問題是，他們必須證明自己的價值——幫助聯發科和三星在 GPU 性能和能效方面，追上甚至超越擁有自研 GPU 的高通和蘋果。

高通和蘋果：兩座大山

相比其他手機芯片設計廠商，蘋果和高通長期以來處於手機 GPU 領域的領先地位。很大程度上，這要歸功於自研 GPU 架構帶來的好處，不僅讓蘋果和高通打造一系列專屬的特性和功能，形成差異化優勢，也可以自行規劃 GPU 的發展方向，掌控產品的更新節奏。

比如高通從 2018 年的驍龍 845 開始就推出了異構計算的人工智能引擎 AI Engine，通過 CPU、GPU 和 DSP 三方協同的方式實現頂尖的 AI 處理功能。

而從高通驍龍 865 旗艦芯片開始，驍龍 Elite Gaming 特性開始包括 Adreno GPU 驅動更新。這讓手游也可以像桌面遊戲一樣，可以由玩家自行掌控圖形驅動更新和 GPU 設置，享受最新的遊戲特性體驗。

但 Adreno GPU 也不是憑空而生的，高通 Adreno 技術其實來源於 ATI Imageon 系列低功耗 GPU。2006 年，AMD 收購了處在低谷的 ATI 公司。然而當時的 AMD 資金並不充裕，因此在收購之後也陷入了困境。為了解決問題，AMD 在 2008 年將與移動設備和技術有關的 ATI 業務打包出售給了高通。

也正是在 ATI Imageon 產品線的基礎上，高通驍龍 Adreno GPU 應運而生，這也使得高通成為了 Android 生態中唯一一家能夠獨立自行研發移動 GPU 架構而無需購買 Arm 公版授權的廠商。

在最新的蘋果 A16 芯片上，CPU 和 GPU 提升寥寥，官方用來體現 CPU 性能提升的對比產品還是三年前的 A13，GPU 方面更是被高通最新一代 Adreno 反超一大截。

圖/極客灣

極客灣的測試結果显示，搭載驍龍 8 Gen 2 的小米 13 在絕大部分頻率的能效都明顯優於搭載 A16 的 iPhone 14 Pro，以及搭載 A15 的 iPhone 13 Pro。在上一代的 GPU 競爭中，A15 還能佔據一定優勢，到了 A16 這代幾乎完敗給了高通 Adreno 740 GPU。

而據 The Information 報道，蘋果原計劃是對 A16 芯片的 GPU 進行重大升級，引入光追等技術。但在開發過程中，蘋果發現存在設計缺陷，會導致嚴重影響手機續航和發熱的問題，最終不得不直接使用 A15 上的 GPU 設計，這也是為什麼 A16 GPU 完全沒有進步的原因。

也是因為光追。

寫在最後

毫無疑問，芯片在智能手機中扮演了至關重要的角色，其性能更是會全面影響甚至決定手機的使用體驗。作為手機芯片中的重要組成部分，GPU 對於手機圖形處理的速度和渲染能力同樣也是至關重要。

移動光追的趨勢，更是讓手機 GPU 性能的提升變得緊迫。蘋果想在 A16 上就支持支持移動光追等功能，以提升遊戲體驗，但最終卻在在芯片設計放下錯誤，不得不挪用上一代的 GPU 架構。

但另一方面，蘋果的錯誤也反映了在智能手機上實現光追的難度，流暢度、清晰度、發熱功耗都是芯片和手機廠商必須考慮的問題。高通、聯發科、三星和 AMD 雖然都已經支持了移動光追技術，但落地到實際應用的表現還是有待觀察。

不過，蘋果、高通、聯發科、三星、英偉達、AMD 以及 Arm——七家全球半導體巨頭在手機 GPU 領域的對決，也意味着更大的競爭強度，更加不容許「擠牙膏」的行為，或許也會快速推高手機 GPU 的性能，這是我們所樂見的。

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