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從稱霸業界到無人問津,Intel的ARM處理器之路

前沿科技 3年前 (2022) 虛像
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不久前,我們三易生活曾為大家回顧過華碩 Zenfone Zoom 這款具備 " 三倍光變 " 功能的老機型,并對其按照現在的標準重新進行了相關測試,還安排它出場 " 大戰 " 過當前最新的影像旗艦產品。

從稱霸業界到無人問津,Intel的ARM處理器之路

從當時的測試結果來看,Zenfone Zoom 的表現實在是有些丟人。其在絕大多數情況下的影像表現甚至還比不過早了數年發布的華晶 A14,變焦效果也被更早亮相的三星 Galaxy K Zoom 按在地上磨擦。

不僅如此,由于采用了英特爾的末代 x86 智能手機處理器 Atom Z3580,Zenfone Zoom 無論在系統適配、還是在軟件兼容性方面的表現都很糟糕,甚至給我們當時的測試帶來了不少麻煩。

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但從這一點來說,這款機型也讓我們再一次看到了英特爾當年強行用 x86 架構處理器參與移動平臺競爭的種種 " 別扭 " 與 " 不靠譜 ",從而變相展示了如今 ARM 指令集在智能手機市場 " 一統江山 " 的積極意義。

然而,其實早在英特爾推出 x86 架構的 Atom Z 系列移動平臺之前很多年," 藍色巨人 "Intel 曾經也是 ARM 架構移動處理器的忠實擁躉。他們不僅積極推出了采用 ARM 架構的移動處理器,甚至還主導過一些 ARM 指令集和架構的改進設計,并且彼時采用 "Intel ARM 處理器 " 的智能手機,也曾經一度成為當時真正頂級設備的代名詞。

失敗、反思、收購與轉型,英特爾曾經的 ARM 之路

上世紀 70 年代,在發布了大獲成功的 8080 處理器后,英特爾方面同時開啟了兩個新的研發方向,一個是成本較低、主打家用和非專業市場的 8086(沒錯,這就是我們熟悉的 x86 架構鼻祖),另一個則是成本極高,理論上也會有超高性能的 " 業界首款純 32 位處理器 "iAPX432。

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結果是,低成本的 8086 快速研發成功并出貨,讓英特爾賺得盆滿缽滿、并從此開啟了 x86 時代的輝煌。而原本被寄予厚望的 iAPX 432 卻因為設計過于復雜,最后越來越 " 難產 ",成為了該公司歷史上首個知名的、富有野心的巨大失敗(當然,后來還會有奔騰 4 和安騰處理器加入這個隊伍)。

面對 iAPX 432 的失敗," 年輕 " 的英特爾決定推出新品進行彌補。與現在的 " 藍色巨人 " 不同,當時的英特爾還沒有陷入對 CISC(復雜指令集)的迷信中,于是他們另起爐灶,研發出了基于 RISC(簡單指令集)的 i960 處理器。這款處理器很快就被一些重視即時演算能力和能效比的行業看重,在諸如 RAID 控制卡、光纖通信設備、軍用雷達等領域持續發光發熱,一直從 1980 年代被用到了 21 世紀。其市場壽命之持久,更是可以堪稱是奇跡。

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在接觸 ARM 前,Intel 已經有能力自研 RISC 處理器,這也使得他們具備了魔改 ARM 設計的資本

不過英特爾也很清楚,i960 本身的性能其實并非十分強大,所以這也使得他們開始尋找更新的方案來進行替代。正好在這個時候,當時的另一家處理器巨頭 DEC 公司與英特爾之間爆發了官司,作為贏得此次訴訟的回報,英特爾收購了 DEC 的半導體制造業務,也同時獲得了此前 DEC 與 ARM 合作開發的 " 高性能處理器架構 "StrongARM。沒錯,Intel 與 ARM 的結緣,正是從這個時間點開始了。

或許是因為此前已經研發過幾代 RISC 處理器、又或者是因為彼時 x86 架構已經大獲成功,總之在接手 StrongARM 后,英特爾方面很快就將其技術消化為己用,并成功融合了一部分自己此前的技術結晶。2000 年英特爾基于當時最新的 ARM V5TE 指令集,正式推出了他們的 ARM 架構處理器家族—— XScale。

曾經,它才是智能手機處理器里的 " 性能王者 "

值得注意的是,在英特爾推出 XScale 產品線時,市面上其實已經有很多成熟的 SoC 方案了,譬如許多朋友熟悉的德州儀器 OMAP 系列、摩托羅拉的 " 龍珠 " 系列,甚至還有高通的早期 MSM6XXX 系列,并且當時也都已經被一些手機廠商所采用。那么英特爾的 ARM 架構移動處理器,又是靠著哪些 " 特長 " 脫穎而出的呢?

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簡單來說,XScale 在許多地方都體現了英特爾在 PC 處理器研發方面的經驗積累。比如它擁有比當時主流 ARM 處理器更長的流水線,這使得 XScale 可以運行在更高的主頻上。與此同時,XScale 又是業界最早具備在低負載情況下自動降頻省電設計的移動處理器,這就使得它雖然從架構層面上來說較為低效,但實際工況中卻兼顧了高峰值性能(滿載時的高主頻)與高待機時間(低負載時自動省電)。所以最終反而勝過了同期采用 " 傳統 ARM 思路 ",以定頻運行的那些低主頻、小核心競爭對手(典型的比如德儀的 OMAP850,僅有 206MHZ,而同期的 Intel XScale 峰值主頻可以跑到 400MHz 甚至更高)。

又比如說,英特爾的 XScale 處理器很早就考慮到了手機的多媒體性能。在當時智能手機普遍還只配備有 2.x 英寸、QVGA 分辨率小屏的時代,XScale 就提供了能顯著加強多媒體運算效能的移動版 MMX 指令集和 FPU(浮點運算單元)協處理器。這也直接促使早期那些使用 XScale 方案的 WM 觸屏機型普遍開始采用(當時的)" 超大屏 " 設計,并以能直接在手機上看視頻、玩游戲作為賣點,大幅拉開了與彼時其他競爭對手間的體驗差距。

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從這張圖中不難看出,曾經 Intel 對 XScale 也寄予厚望

最后,Intel 甚至還將 PC 處理器的 " 可擴展性 " 理念帶到了 XScale 上。2004 年,Intel 推出了能與 XScale 處理器搭配使用的 2700G 移動 GPU,這也正是我們此前曾經講過的手機 " 真 · 獨立顯卡 " 中的重要一員。在此之后,包括 NVIDIA GoForce 5500 之類的更多獨立 GPU 方案也適配了 XScale 處理器,從而使得它理論上成為了當時綜合性能最強、多媒體功能最豐富的移動端頂級平臺。

錯誤判斷市場形勢,Intel 暫別手機市場

雖然前面我們講到了 Intel ARM 架構手機處理器產品線(XScale)的來歷,以及它們當年在技術上的種種領先,甚至是超前之處。但也必須看到,XScale 所反映出 " 將手機做成掌上 PC" 的產品思路,在當年其實是相對小眾的。

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這并不奇怪,一方面當年的移動網絡遠不如現在這樣發達,在 2G 甚至 3G 時代,大家對于 " 用手機上網 " 的需求尚且不迫切,就更不要說想到在手機上看流媒體視頻,用手機拍照或是進行社交了。XScale 強大的多媒體性能,頂多只是在用戶將手機當 "MP4" 使用的時候,體現為能播放更高分辨率的視頻這一點上,可這個使用場景本身就不太可能很大眾化。

從另一方面來說,XScale 雖然有著強大的性能,但要將其發揮出來也需要相對復雜的操作系統。事實上,當年只有微軟的 Windows Mobile 系統,以及黑莓的 BB 系統能夠充分體現英特爾移動處理器的優勢。而搭載 WM 或 BB 系統的機型,即便我們不說大家也都能想到,幾乎無一例外都是配備了大屏、大存儲、超高價格的高端產品。這也就使得 XScale 雖然用戶口碑很好,但卻始終沒有太過亮眼的出貨量。

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XScale 很強大,但這也導致搭載機型普遍很貴

于是在持續虧損了數年后,英特爾終于在 2006 年做出了出售 XScale 部門的決定。在當時的官方聲明當中,英特爾變相承認 " 競爭對手占據了市場主要地位 "。并且有意思的是,英特爾當時不會想到僅僅在兩年后,隨著 iPhone 與 Android 的問世,大屏、高性能智能手機一下就成為了市場的主流;他們當時更沒有想到的是,2006 年還如日中天的競爭對手德州儀器,后來會因為選錯了代工廠(臺聯電)而突然 " 暴斃 ",留下了巨大的市場空間被高通后來居上。

不爭氣的 Marvell,斷送了 XScale 的神話

當然,英特爾可能更沒有料到的是,被他們托付了 XScale 未來的 Marvell,其實壓根就不具備像他們那樣的技術前瞻性和研發能力。以至于在后者接手了 XScale 產品線后,在新品研發方面表現得相當遲緩。

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在三星 Omina(i900)發布時,624 或 806MHz 的 Marvell PXA310 還不算落后

2006 年 11 月,Marvell 方面發布了代號 "Manahans" 的 PXA3xx 系列 XScale 處理器,但它們其實是 Intel 早在 2005 年就已經完成研發的產品。此后 Marvell 又在 2007 年先后推出了 PXA910、PXA918、PXA920 等多款 " 新品 ",但它們本質上其實就是升級了制程、并集成基帶的 XScale,使用的還是老舊的、基于 ARM9(也就是 ARM v5TE)的 CPU 架構設計。

可能 Marvell 自己也明白,老舊的 XScale 架構在 2007 年已經不再先進了,所以他們玩了個花招,開始強調 CPU 的 " 高主頻 " 特性,并將 PXA918、PXA920 等產品的主頻推到 624MHz 甚至 806MHz,企圖用主頻上的優勢來掩蓋架構方面的劣勢。

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黑莓曾經是 Marvell 移動處理器的忠實客戶之一

起初,這樣的策略其實是奏效了的,諸如黑莓、華碩等廠商當時也確實繼續采用 Marvell 的 " 新芯片 " 推出了一些產品。但隨著 iPhone 和 Android 機型的到來,當三星、高通開始發力新的 ARM v8 指令集時,Marvell 和 XScale 的敗局也就注定不可避免了。

此后隨著 Marvell 移動處理器在市場中的迅速式微,就可以更明顯地感受到這家企業在研發節奏上開始變得越來越急躁和混亂。Marvell 方面先是在 PXA940 上完全放棄了自研 CPU 架構、改用公版 Cortex-A8 單核設計,之后又很快推出了采用雙核 A9 CPU 的 PXA986/PXA988,并收獲了部分大廠的低端產品訂單。

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首款基于中國移動 OMS 操作系統的機型,使用了當時已經不先進的 PXA930 方案

后續隨著基于四核心 Cortex-A7 CPU、Vivante GPU 的 PXA1088 問世,Marvell 可以說徹底在移動處理器產品線上走上了 " 擺爛 " 之路。他們開始追求名義上的 " 多核設計 ",完全失去了曾經 XScale 引以為傲的高性能特質。不僅如此,Vivante GPU 極其糟糕的游戲兼容性,也成為了被消費者和廠商詬病的產品缺憾,并進一步壓縮了 Marvell 芯片的市場空間。

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2014 年年初 Marvell 發布的 PXA1928 芯片,使用了四核 Cortex-A53 CPU 輔以 Vivante GC5000 GPU。日前我們三易生活也找到了疑似唯一配備這款芯片的一臺平板電腦,并對其進行了簡單的性能測試。可以看到,此時的 Marvell 處理器早已不復當年 Intel XScale 的旗艦風范,完完全全淪為了低端入門產品。

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PXA1928 有多爛?CPU 性能比不過 32 位時代的驍龍 800,3D 測試甚至無法完成

2014 年年底,不死心的 Marvell 推出了 PXA1908、PXA1936 兩款新品。其中前者定位入門級 64 位手機平臺,而后者則靠著 " 八核(當然,是八個 A53)" 設計,將目標瞄準了主流市場。

以結果來說,PXA1908 曾被小辣椒品牌的某款低端機型使用過,據說口碑尚可。而 PXA1936 則比較搞笑,雖然當時有許多報道聲稱,三星將在 Galaxy J7 上配備這款 SoC,但實際到了最終上市時大家發現,Galaxy J7 沒有任何一個版本使用了 Marvell 的芯片方案。也不知是三星真的試過 Marvell 芯片、可最終沒有使用,還是 Marvell 為了壯聲勢而故意放出的風聲,結果導致三星反而決定放棄這個合作伙伴。

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不管怎么說,這就是我們三易生活在公開資料中能夠查到關于 Intel XScale 處理器,同時也是 Marvell 移動產品線最后的消息了。換句話來說,曾經那個象征著業界最高端性能、頂級商務旗艦身份的 Intel ARM 移動處理器家族,最后卻是以一種 " 無人問津 " 的方式收場。不得不說,其中所反映出的種種決策失誤以及市場競爭的殘酷性,都足以令人扼腕嘆息。

【本文部分圖片來自網絡】

原文地址:http://www.myzaker.com/article/632191f58e9f0968c3694ab7

版權聲明:虛像 發表于 2022年9月14日 pm6:40。
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