乘风破浪的多核CPU

乘风破浪的多核CPU

• 来源:网络
• 更新日期:2020-07-09

摘要：一连串的大事件背后，“年龄偏高”的CPU似乎正在迎来乘风破浪的新时代。 本文来自合作媒体：投中网，作

一连串的大事件背后，“年龄偏高”的CPU似乎正在迎来乘风破浪的新时代。

本文来自合作媒体：投中网，作者：Alter。猎云网经授权发布。

长时间告别“话题中心”的CPU市场，最近发生了几件大事：

1月初的时候，AMD正式公布了锐龙 4000系列移动处理器，除了呼声最高的“Zen 2”架构，还将移动处理器带入了7nm时代。

6月份的苹果WWDC上，向外界披露了Arm 架构 Mac 计算机的大量细节，苹果与英特尔长达15年的合作将在Mac“变芯”后终结。

知名市场调研机构IDC也没闲着，趁势发布了《多核CPU发展趋势白皮书》，指出多核心是CPU提升性能、降低能耗的必然选择。

看似缺少直接关联的三件大事，却让外界窥见了移动CPU市场的现状：引领创新的旗手已经悄然换了人选，大客户对“挤牙膏”式的创新失去了耐心，而市场对移动处理器的大方向又前所未有的笃定。

一连串的大事件背后，“年龄偏高”的CPU似乎正在迎来乘风破浪的新时代。

对于移动CPU市场的暗涌，第三方调研机构IDC在白皮书中给出了这样的观点：

“盘点近十年主流移动CPU的发展历程，核心数常年徘徊在双核和四核，随着制程工艺、架构的升级，主流移动CPU的核心数已经提升至八核，未来低功耗、高性能的多核CPU将成为评价CPU综合性能的最直接 、最鲜明的指标 。”

单从字面上看，IDC并没有解释移动CPU市场为何会出现变局，仅仅是对多核化的趋势进行了注解。如果对CPU的进化史稍作了解，理解了CPU市场长期存在的“性能战争”，以及英特尔与AMD此消彼长的赛点，就不难找到答案。

从1971年第一块微处理器4004诞生开始，性能一直是CPU市场的标杆，也由此开启了长达34年的“主频大战”，CPU的主频一路从KHz走到MHz，再然后是越过GHz的终点线。主频不仅主导了CPU的技术路线，也潜移默化的影响了消费者的认知，即便是知识储备不足的数码小白，都知道看主频性能选CPU。

可一味地提高主频显然是不可持续的，主频越来越高意味着功耗越来越高、发热也越来越严重，终究是一条死胡同。于是从2006年开始，英特尔和AMD纷纷转向多核产品的研发，采用多核设计的CPU性能可以轻松超越过高主频的单核产品，并且在发热和功耗上都有着无可比拟的优势。

在英特尔和AMD的角力下，短短三年半的时间就完成了从单核到双核再到四核的跨越，可在此之后几乎陷入了停滞。特别是在移动CPU市场，直到2019年四核都还是CPU的主流配置，再次回到了提高主频来提升性能的老路。

问题出在了制程工艺上。按照物理学规律，CPU的制程工艺越小，意味着单个晶体管的尺寸越小，同样的内核面积可以放下更多的晶体管，同样的空间内可以增加更多内核；同时制程工艺越小，元件的电容就越小，电流在晶体管中的传输距离越短，CPU的主频可以进一步提升，功耗也能不断降低。

也就是说，CPU的“性能战争”开始变得多元化，主频不再是唯一的衡量标准，CPU架构所决定的IPC性能、工艺制程上的优先级等都将左右CPU的“战斗力”。

英特尔和AMD的命运转折点也在于此，前者仍然止步于14nm制程的时代，10nm工艺尚未进入到量产阶段；后者的锐龙4000系列已经抢先迈过7nm工艺制程的门槛，移动CPU的核心数也升级到了八核。

至少苹果已经开始用脚投票。

抛弃英特尔选择自研，表面上的原因是进一步打通苹果的应用生态，并画出了Mac电脑上兼容iOS和iPadOS应用的大饼。同时也出现了另一种声音：“英特尔过去几年在芯片上的进步并不明显，尤其是10nm芯片制程上的频繁跳票，作为大客户苹果自然不愿意这样一直陪英特尔耗下去。”

苹果可能不是唯一有这种想法的PC厂商。

早在2008年第三季度时，美国市场笔记本电脑的出货量就首次超过台式机，到了2016年全球笔记本电脑的出货量达到15.7亿台，市场销量全面超越台式机，并逐步衍生出了轻薄本、游戏本、商务本等多个细分品类。

IDC也在《多核CPU发展趋势白皮书》中针对笔记本厂商的诉求进行了深入调研，并细分为平面设计、3D渲染、视频剪辑、游戏、移动办公类和直播六类场景，几乎囊括了当下笔记本电脑的主流应用场景。其中和移动CPU相关的用户诉求和性能偏好，大致可以归纳为两个维度：

一是对CPU性能的苛刻需求。平面设计场景中80%的用户对多核CPU有较高需求，3D渲染、视频剪辑、游戏和直播场景对多核CPU的需求度普遍在60%以上。在这样一份市场调研数据面前，有关笔记本电脑性能过剩的说法俨然站不住脚，同时也在倒逼英特尔、AMD等玩家持续优化多核架构，需要不断优化性能功耗比提升稳定性，在某种程度上预示着制程工艺将成为移动CPU的分水岭。

二是对GPU性能的需求提升。无论是平面设计、3D渲染还是游戏、直播，越来越多的应用场景考验着显卡性能，而笔记本电脑本身又在朝轻薄化的方向演讲，集成显卡正逐步替代独立显卡的定位。利好的一幕是，一些移动CPU的集成显卡已经可以匹敌中低端独显。也为移动CPU的集成能力提出了新的考验：如何同时降低GPU的空间占用和能耗，同样在逼问移动CPU的制程和集成能力。

与之对应的一幕是，华硕、联想、Dell等先后在传统产品线的基础上，推出了针对新场景和新用户的轻薄笔记本、游戏笔记本，对移动CPU的需求开始强调核心数、稳定性、低功耗和性价比。折射到市场层面，在核心数、制程工艺、性价比等方面占优势的AMD已经成为笔记本电脑厂商的新宠儿。

同样做出选择的还有在操作系统层面掌控着话语权的微软，据最新的基准测试软件显示，微软正在测试搭载Ryzen 7 4800U和Ryzen 5 4500U处理器的下一代Surface Laptop，预示着对多核处理器的软件优化已经提上日程。

种种信号显示，移动CPU市场正在迎来新的变局。

或许在市场份额上，英特尔依然是短时间内无法超越的“庞然大物”，不仅体量远超AMD，营收、市值、渠道等都大幅领先于AMD。只是在蓝色巨人统治下的CPU市场，早已有了死气沉沉的迹象。

把时间拨回到2015年8月，风头正盛的英特尔发布了代号“Skylake”的新一代CPU系统架构，虽然彼时的i7产品线延续了四核八线程的规格，却也宣告英特尔正式进入到14nm制程的时代。

如果遵循英特尔在2007年提出的Tick-Tock模式，每两年进行一次制程工艺的进步，在2017年就应该量产10nm工艺的芯片。出乎预料的是，英特尔此后的架构和制程陷入了创新停滞的困境，尽管每年CPU的性能仍有小幅度提升，不过是走回了提高主频、增加线程数量的老路。逃票5年之久的10nm制程，至今都还处于酝酿阶段。

英特尔的迟缓，成了AMD全面翻盘的机会。

2017年，市场没等到英特尔10nm制程的芯片，但等来了AMD采用全新ZEN 架构的处理器锐龙（Ryzen），在核心数量上比英特尔有着绝对优势，同时汲取了“Bulldozer”架构的教训，在功耗上比同级别的英特尔处理器更低。

让英特尔始料未及的是，升级后的ZEN 2架构，在性能上已经不输于Skylake，与台积电合作的7nm工艺在核心数、能耗方面表现出色，AMD撬开了原本被英特尔独占的笔记本市场。一组对比数据显示：AMD采用“Zen 2”架构的移动CPU，低压型号的性能就足以和英特尔的标压产品对抗，而且标压型号的处理器同样有8—10小时的续航，同等性能的英特尔处理器续航可能不足三个小时。

相似的情景发生在2004年，时任英特尔CEO克瑞格·贝瑞特在一场行业会议上为奔腾4的取消上市下跪道歉，背景是英特尔决定淡化一味提升主频的做法，避免最后沦为AMD的追随者。结果是幸运的，CPU行业走向了多核化，英特尔也成功捍卫了在处理器市场的份额和行业地位。

只是当AMD再次跑在了英特尔的前面，并在笔记本领域大肆抢夺市场份额的时候，英特尔还能再次上演神话吗？摆在英特尔眼前的棘手问题可能还是10nm的制程，毕竟AMD与台积电推进5nm芯片的消息此起彼伏，留给英特尔的时间并不宽裕。

有如IBM、德州仪器等玩家的落幕，这个市场从来都不存在所谓的稳定与平衡，有人崛起，有人失势，近乎常态。

回到用户的立场上，移动CPU市场的风云变幻终归不是个坏消息。

技术赛道的较量本就充满不确定性，押对了方向不难逆风翻盘，做错了决策也可能面临濒死时刻。曾经的AMD也曾命悬一线，被迫“卖楼”来寻求研发资金。当下的英特尔俨然还没有被逼到绝境，仍然存在被AMD刺痛后重整旗鼓的可能。

正是在这种互相威胁互相较量中，CPU行业在过去四十多年中破浪前行，当多核化再次成为市场共识，AMD倒逼英特尔进行创新的时候，或许也是CPU行业又一次乘风破浪，迈向下一个高光时刻的新起点。

注：部分数据引自IDC《多核CPU发展趋势报告》