智东西(公众号:zhidxcom)
编 | 海中天

导语:苹果希望在产品方面尽可能拥有更多的底层技术,它向芯片投入了许多资源。决定自己设计GPU,原因其实再简单不过:因为GPU太重要,苹果无法信任其它企业;同时,苹果完全自主把控GPU的设计,无论是对AR/VR领域,还是深度学习、人工智能和自动驾驶方向,都是极为重要的布局。

10年来,在苹果的帮助下,Imagination Technologies建立了强大的高端移动图形芯片业务,一年前,苹果公开表示不愿意收购Imagination公司,现在英国图形技术公司Imagination Technologies似乎走到了四面楚歌的境地,它的移动技术可能会像MIPS、PowerPC、Tegra和OMAP一样被抛弃。

一、苹果扼杀Imagination

Imagination为移动图形芯片提供专利性参考设计,企业获得授权之后就可以定制芯片,制造芯片,这种芯片属于应用处理器的范畴。

在iOS和Apple TV设备中,苹果使用的是A系列处理器,在Apple Watch中使用的是S系列处理器,这些芯片都是苹果获得Imagination PowerVR GPU技术授权之后制造的。Mac使用的处理器不同,有些是安装在英特尔Core x86 CPU中的图形芯片,有些则是AMD、Nvidia提供的独立图形芯片。

Imaginations约一半的授权营收来自苹果,如果未来苹果开发自有图形芯片,替代PowerVR,必然会给Imaginations造成致命打击。

二、先进GPU开发失去了iOS的支持

一旦苹果有了自己的GPU业务,受到冲击的不只是Imagination。由于苹果向自有GPU技术转移,Imagination的授权营收将会减少一半,无奈之下,竞争对手只好转向其它地方,为先进的GPU技术寻找市场。

Imaginations预计会在2来年之内推出下一代Furian移动GPU技术。如果没有庞大的高端市场提供支持,让产品迅速普及,为持续研发提供资金,最终命运肯定不好,之前也曾出现过一些芯片架构,比如德仪OMAP、Nvidia开发的Tegra、IBM开发的PowerPC、Sun Sparc和MIPS CPU,它们都得到了广泛的赞扬,但是无法商用。

对于苹果的移动设备竞争对手来说,最大的问题在于:开发先进GPU技术需要投入庞大的资金,需要长期投资,需要可靠的高销量作为支撑。开发GPU时还会涉及许多知识产权专利。之前AMD、Nvidia在桌面GPU市场竞争时就曾碰到过相似的问题。

苹果专注于高端、高价移动设备,它对移动图形芯片有着近乎偏执的追求。iPhone、iPad为苹果创造营收,苹果用赚到的钱支持PowerVR GPU发展,Imagination及其它制造商因为投资而获盗。如果苹果自己打造iOS GPU生态系统,这种福利就会终止。

先挖人 再分手 苹果自造GPU是被逼无奈?

三、苹果的馈赠

三星在芯片中将Imaginations PowerVR MBX GPU与ARM CPU通用处理内核结合在一起,2007年iPhone推出之后,苹果移动产品线的图形技术也一直在变化。

为手机安装强大的GPU,瞄准主流用户,这是苹果iPhone战略的重要组成部分,后来苹果又将“加速图形合成概念“引入移动产业。2001年至2006年,为了让Mac与Windows区别开来,苹果在Mac中增加了macOS Xs Quartz图形层,它就是加速图形合成概念的起源。

在iPhone的帮助下,Imaginations独特的GPU设计成为移动市场的首选设计。后来苹果又推出了iPad,它创造的市场与Mac一样大,平板需要的GPU比手机更强大,效率要求更高。

四、苹果夺回GPU控制权

多年来,一直就有消息说苹果准备将A系列芯片的生产业务从三星LSI工厂转移到台积电,因为台积电的工厂制程更先进。

从A4处理器到最新的A10 Fusion处理器,苹果花了7年时间开发ARM CPU内核,在整个过程中苹果在CPU架构上取得许多突破,最引人注目的是2013年在A7处理器中采用了64位架构。

在设计芯片时,虽然苹果以Imaginations参考设计作为基础进行定制化设计,但是基本遵循了PowerVR的公开路线图,至少在硬件方面是这样的。

2014年,苹果为开发者提供了 Metal API,它可以让iOS程序的图形运行效率更高,比如减少CPU加载时间,完全发挥GPU内核的优势。

到了2015年,苹果将Metal引入到Mac,由此证明技术不只可以与 Imaginations GPU匹配,其它GPU也可以使用。

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五、开发GPU的传闻早就有了

2008年苹果收购了PA Semi,2010年收购了Intrinsity,这两家公司后来都成为了苹果芯片研发团队的一部分。到了2011年苹果收购闪存芯片设计商Anobit,2012年收购指纹传感器设计商AuthenTec,如此一来,苹果芯片就成了ARM CPU设计的一个“分叉”。

Anaobit总部设在以色列Haifa的Scientific Industries Center(科学产业中心),苹果在这里设立了芯片研发中心;AuthenTecs总部位于佛罗里达Orlando附近,苹果在这里建立了墨尔本设计中心(Melbourne Design Center),主要用来完善Touch ID技术。

2012年,有报道说苹果从德仪招募工程师,将他们安置在以色列Haifa 和Herzliya Pituah区。除了开发Wi-FI、蓝牙、GPU芯片,德仪以色列园区还开发OMAP处理器,这是一款应用处理器,谷歌开发Android 4.0时曾经以它作为重点,亚马逊Kindle Fire也使用了该处理器。和苹果一样,德仪也采用了PowerVR GPU技术。

由于需求不大,到了2012年德仪终止OMAP的开发工作,苹果的竞争对手如果想获得硬件,自此少了一个来源。

2013年年初,苹果挖来十多名前AMD工程师,在Orlando附近开发芯片。苹果还在佛罗里达招募参考模型工程师,要求他们拥有给GPU硬件建模的能力。还有一些招聘消息要求应聘者可以让iOS在“硅前制程平台”上运行。

2014年,苹果又招募员工,主要从IBM、AMD、飞思卡尔等公司招募工程师。在德仪奥斯汀(Austin)有一个IBM工厂,后来工厂衰落了,苹果抓住机会从工厂招人,自此之后,苹果还在那里建了一个大型运营中心。

2015年,AppleInsider报道称,有许多传闻暗示苹果正在积极开发移动GPU,开发工作已经秘密持续了几年。

2016年3月,有报道说苹果与Imagination谈判,试图收购它。当时苹果拥有Imagination约10%的股份,英特尔是大股东。不过苹果没有提交正式收购公司的要约。

如果收购Imagination的GPU团队和设计团队,可能会导致一些与GPU开发无关的部分被剥离。另外,公司约一半的营收也会蒸发。收购完成之后,人才将会流失。

最终苹果放弃收购,不过它继续向Imagination挖人。去年10月,AppleInsider在报道中指出,在过去2年里苹果从Imagination招募了至少25名员工,与之前开发GPU的传闻不谋而合。

六、授权问题

Imagination不蠢,它当然知道苹果已经花了几年时间研发GPU,也知道苹果正在挖人。Imagination公开表示,苹果是公司的最大客户,它已经通知Imagination,说自己在未来15个月或者2年的时间里不会再在新品中使用Imagination的知识产权。

从另一方面来看,Imagination对苹果的说法保持怀疑,它居然说自己不再需要Imagination技术。Imagination认为,从基础起步设计全新的GPU架构,不侵犯知识产权,这是一件极其困难的事。

苹果与高通也存在相似的纠纷,围绕基带移动技术授权问题,苹果起诉高通。每年苹果要向高通支付几十亿美元费用,与PowerVR GPU有关的授权费每年不到1亿美元。

苹果持有Imagination少量股份,抛弃Imagination首先考虑的不是成本,而是苹果想使用新技术,这种技术Imagination无法提供,而苹果又不想让竞争对手分享。

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七、图形内容

苹果决定自己设计GPU,原因其实再简单不过:因为GPU太重要,苹果无法信任其它企业。终止合作的消息让Imagination股价大跌,毕竟公司一半的营收来自苹果。苹果谋求独立并不让人吃惊,实际上这是不可避免的一步

图形代表着未来,就目前而言,图形的地位越来越重要。如今所有的功能和体验全都是以图形处理作为基础的,科技公司都想在图形技术上领先。

机器学习?离不开GPU。AR与VR?同样如此。即使是眩目的使用案例、玩高分辨率游戏,全都需要依赖GPU。

为什么?部分是因为图形处理器的运行原理决定的。传统CPU处理任务时是按顺序进行的,GPU不同,它可以并行完成大量计算。在硅芯片世界里,GPU是多任务处理能手,它可以处理海量数据,这点CPU可望不可及。

Moor Insights & Strategy创始人Patrick Moorhead认为:“与以前相比,我们对GPU的依赖越来越大。有了正确的算法,在GPU上运行机器学习技术的速度比CPU快了10倍,也就是每瓦特性能高10倍。”

毫无疑问,机器学习是相当重要的技术,苹果虽然保持沉默,但它也是重要玩家。去年Backchannel报道称,在任何给定时间点,机器学习让Siri变得更聪明,可以预测下一个将会打开的APP是什么。机器学习相当于“结缔组织”,让iPhone可以预测用户的日常需求。

在机器学习领域,苹果仍然落后谷歌很远。在数字助手市场,苹果将领地割让给亚马逊,目前Alexa已经进入几十款设备,包括iPhone。

在AR与VR领域,苹果也不是很“发达”,虽然AR与VR技术没有变成主流,但是至少朝着主流方向前进。AR与VR无疑是关注的重点,最近苹果CEO库克曾表示,他认为AR的规模和智能手机一样大,可能会造成像iPhone一样的影响。

要想提供高分辨率、流畅的图像,GPU相当重要,多年来苹果就在销售Apple TV,试图用它征服客厅,Apple TV是一个小小的黑色盒子,它要与完整的游戏机竞争,在这场战争中GPU也很重要。

对于科技巨头来说,图形都是至关重要的技术,对苹果而言尤其如此,它还有许多追赶工作要做。GPU如此重要,苹果别无选择。

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八、独自前行

多年来,苹果就在制造自有处理器。A系列处理器最为引人关注,因为iPhone用的就是A系列处理器。近几年,苹果又推出了S系列处理器,安装在Apple Watch上。W1芯片是一种蓝牙芯片,可以让Air Pod保持蓝牙连接。去年MacBook Pro增加了T1芯片,它为Touch Bar、Touch ID增加了安全层。

Jackdaw Research创始人Jan Dawson认为:“总体来看,苹果希望在产品方面尽可能拥有更多的底层技术,它向芯片投入了许多资源。”

向图形芯片进军,可以看成是“续集”。在关键组件上,苹果不想依赖外部合作伙伴,而且越来越多的大型科技公司都在向芯片投资。投资芯片带来的好处是多种多样的,你可以根据自己的设备设计特殊芯片,寻找新奇的方式让产品实现差异化,如果其它企业的手表出现问题,自己不会被拖累。

苹果擅长开发芯片。Moorhead说,A系列芯片每年的性能提升25%,这种提升速度之前还没看到过。

并不是说苹果能够在图形领域复制移动CPU的成功。Moorhead表示:“我喜欢将GPU形容为黑魔法,因为要做好相当相当困难,知道怎样做的人很少很少。”执行很难,人才稀缺,开发GPU时可能会有一个大障碍:设计一款高效GPU,不要引来诉讼。

Imagination Technology实际上早就在考虑起诉了,它在声明中表示:“苹果断言说自己不再需要Imagination的技术,不会侵犯Imagination的专利、知识产权、机密信息,目前它没有展示任何证据证明这一点。”密切关注苹果举动的不只是Imagination。

Dawson称:“苹果能够拿到专利授权以及相关的东西吗?这是一个大问题。”他和Moorhead都认为这个问题是可以解决的。IBM等企业愿意授权技术,这些都可以在法律上帮助苹果。另外,苹果拥有2500亿美元现金,它可以抽出一部分购买拥有专利的芯片制造商。积累知识产权需要两样东西,这两样东西苹果恰恰具备:一是创造力,二是金钱。

即使存在风险,这种风险也是值得去冒的,苹果可以在图形技术上掌握自己的命运。

原文来自:appleinsider、连线

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