美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2 月 1 日，Google 母公司 Alphabet 在財(cái)報(bào)會(huì)議上宣布，John Hennessy 將接任 Eric Schmidt，擔(dān)任 Alphabet 公司董事長(zhǎng)。除了是 Alphabet 公司的董事會(huì)成員，Hennessy 還是 Cisco Systems、Atheros Communications 等科技公司的董事會(huì)成員，在2000 年至 2016 年間，他則一直任職斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)。

最值得一提的是，John Hennessy曾在1984成立了芯片架構(gòu)供應(yīng)商MIPS公司，這讓大家不僅對(duì)谷歌的未來(lái)多了更多興趣。有分析人士指出，谷歌新任董事長(zhǎng)，體現(xiàn)了谷歌對(duì)芯片領(lǐng)域的高度重視。

MIPS處理器是八十年代中期RISC CPU設(shè)計(jì)的一大熱點(diǎn)，是當(dāng)時(shí)賣(mài)得最好的RISC CPU。我們可以從Sony， Nintendo的游戲機(jī)，Cisco的路由器和SGI超級(jí)計(jì)算機(jī)看見(jiàn)MIPS產(chǎn)品在銷(xiāo)售。

當(dāng)時(shí)能取得這樣的成功，與MIPS的設(shè)計(jì)理念密切相關(guān)。據(jù)介紹，在設(shè)計(jì)理念上MIPS強(qiáng)調(diào)軟硬件協(xié)同提高性能，同時(shí)簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)理念比較先進(jìn)，其指令系統(tǒng)經(jīng)過(guò)通用處理器指令體系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V，嵌入式指令體系MIPS16、MIPS32到MIPS64的發(fā)展已經(jīng)十分成熟。雖然在后來(lái)智能手機(jī)和嵌入式大潮中，被ARM打得幾乎沒(méi)有還手之力，但也不能掩蓋當(dāng)年MIPS的戰(zhàn)績(jī)。

John Hennessy擔(dān)任董事長(zhǎng)之后，谷歌或開(kāi)啟一個(gè)芯片設(shè)計(jì)新篇章。

系統(tǒng)廠商做芯片成為主流

自集成電路發(fā)展以來(lái)，尤其是臺(tái)積電在1987年成立以來(lái)，大部分情況下都是芯片廠和系統(tǒng)廠各司其職，前者開(kāi)發(fā)好芯片，下游拓展應(yīng)用，共同創(chuàng)造利益。但近年來(lái)，情況開(kāi)始轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)廠商開(kāi)始逆流而上，涉足芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，最具代表性的則是華為和蘋(píng)果。

先看華為；

百度百科顯示，華為現(xiàn)在聞名于外的海思半導(dǎo)體成立于2004年10月，但實(shí)際早在1991年，華為就已經(jīng)涉足了集成電路，只不過(guò)當(dāng)時(shí)他們是以公司旗下的華為集成電路設(shè)計(jì)中心來(lái)運(yùn)營(yíng)。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，海思半導(dǎo)體拓展出了Kirin系列SoC、IPC SoC、NVR SoC、DVR SoC、移動(dòng)設(shè)被相機(jī)解決方案、智能電視解決方案、MEMC協(xié)處理器、霸龍系列基帶、還有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用的各種ASIC產(chǎn)品，公司也發(fā)展成為國(guó)內(nèi)最領(lǐng)先，國(guó)際上也赫赫有名的半導(dǎo)體公司。

據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights在1月初發(fā)布的2017年全球前十大Fabless排名數(shù)據(jù)顯示，華為海思以增長(zhǎng)21%，營(yíng)收47.15億美元的表現(xiàn)位居全球無(wú)晶圓廠營(yíng)收第七位，排在其后面的不乏Xilinx和Marvell這種國(guó)際上知名的大牌公司。在中國(guó)市場(chǎng)上，華為海思是無(wú)疑的老大哥，遙遙領(lǐng)先于第二名。

2016年的數(shù)據(jù)顯示，華為海思以260億人民幣的營(yíng)收，霸占中國(guó)IC設(shè)計(jì)廠榜首的位置，排名第二的紫光展銳則連華為的一半都沒(méi)達(dá)到。

因?yàn)槿A為本身有很大的終端產(chǎn)品出貨量，在這些芯片的支持下，華為不但能做出更多更有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，還能做出客制化的產(chǎn)品，拉開(kāi)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距。例如，正是由于有了Kirin和霸龍系列芯片，華為的智能手機(jī)才能在強(qiáng)手林立的情況下，締造了與眾不同的地位和領(lǐng)先，Kirin 970的NPU，更是讓華為在智能手機(jī)的AI競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)。華為的成功也是小米這些年一直力爭(zhēng)進(jìn)入手機(jī)SoC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的主要原因。

來(lái)到蘋(píng)果，這更是一些芯片公司又愛(ài)又恨的角色。愛(ài)的是，蘋(píng)果的龐大訂單量，如果被采用了，能讓瞬間飛上枝頭變鳳凰，但一旦被其拋棄，下場(chǎng)也可想而知。Imagination的表現(xiàn)是最有代表性的范例。讓芯片公司不安的是，現(xiàn)在的蘋(píng)果做的芯片越來(lái)越多了。

最具代表性的是用在iPhone上的A系列芯片，這是除了iOS系統(tǒng)外，蘋(píng)果能夠在手機(jī)領(lǐng)域獨(dú)步全球的關(guān)鍵。猶記得當(dāng)年安卓手機(jī)芯片供應(yīng)商都在追逐四核、八核芯片的時(shí)候，蘋(píng)果依然在單核的情況下吊打競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

蘋(píng)果A系列芯片的發(fā)展之路

之后就是應(yīng)用在Apple watch 2上的無(wú)線芯片W2，帶有Touch Bar 和 Touch ID 的 MacBook Pro 上搭載的T1 芯片，iMac Pro上的 T2 芯片，另外還有自主的 GPU、自主的 ISP，還有自主的解碼器，傳言的基帶芯片、電源管理芯片，蘋(píng)果也在構(gòu)建其芯片帝國(guó)。

另外，微軟、Facebook、大疆、海康威視和大華，還有本文的主角谷歌也都在往上走，尋求更多的芯片突破。

谷歌將更重視芯片戰(zhàn)略？

其實(shí)在新任CEO上臺(tái)之前，谷歌已經(jīng)在按部就班地開(kāi)展其芯片業(yè)務(wù)，最先在全球引起轟動(dòng)的則是其TPU。

早在2016年5月，谷歌就在其I/O開(kāi)發(fā)者大會(huì)上首次公布一這款名為Tensor Processing Units（簡(jiǎn)稱(chēng)TPU）的芯片。據(jù)當(dāng)時(shí)的介紹，這是一顆專(zhuān)門(mén)為其TensorFlow機(jī)器學(xué)習(xí)框架度身定做的芯片，但更多的芯片細(xì)節(jié)并沒(méi)有曝光。但足以震撼了整個(gè)芯片屆。

到了2017年4月，關(guān)于該芯片的詳情終于面世。

Google表示，此款TPU采用28奈米制程，工作頻率為700MHz。原先設(shè)計(jì)目的在于加速自家的TensorFlow算法，主要的邏輯單元內(nèi)含65,536組八位的乘積累加(Multiply-accumulate)單元以及一組24MByte的快取，每秒可進(jìn)行92兆次運(yùn)算(Tera-operations/second)。

從架構(gòu)上看，TPU 外掛的DDR3內(nèi)存，左側(cè)是主機(jī)接口。指令序列從主機(jī)發(fā)送到隊(duì)列中（沒(méi)有循環(huán)）。這些激活控制邏輯可以基于指令多次反復(fù)運(yùn)行相同的指令。

從芯片布局上看，藍(lán)色的數(shù)據(jù)緩存占37%；黃色的計(jì)算占30%；綠色的I/O 占10%；紅色的控制只有 2%。在傳統(tǒng)的CPU 或 GPU 中的控制部分則要大很多且不易設(shè)計(jì)。

平均而言，相較于使用IntelHaswellCPU與NVIDIAK80GPU的系統(tǒng)，Google的TPU大約快上15～30倍，每瓦效能比(Performance/watt)更可達(dá)到30～80倍以上。此外，如果在TPU中使用GPU的GDDR5內(nèi)存，處理速度還能再翻三倍，速度/功率比(TOPS/Watt)能達(dá)到GPU的70倍以及CPU的200倍。

“為了減少延緩部署的概率，TPU芯片并沒(méi)有與CPU進(jìn)行整合，而是被設(shè)計(jì)成PCIe I/O總線上的協(xié)處理器。這使得它能夠直接插入現(xiàn)有的服務(wù)器中，就像GPU芯片一樣。而且，為了讓硬件設(shè)計(jì)和故障排除過(guò)程變得更為簡(jiǎn)單，托管服務(wù)器會(huì)發(fā)送指令給TPU芯片執(zhí)行，而不是讓TPU芯片自己獲取指令。因此，從設(shè)計(jì)理念上來(lái)說(shuō)，TPU芯片更接近于FPU協(xié)處理器，而不是GPU?！惫雀璞硎?。

在移動(dòng)芯片領(lǐng)域，谷歌也不遺余力。

去年十月，在谷歌發(fā)布的Pixel 2中，采用了谷歌自主設(shè)計(jì)的首款移動(dòng)芯片Pixel Visual Core，這款芯片的搭載可以加快HDR+拍照的處理速度，這也是為什么Pixel 2系列拍照如此出色的原因。

Google的 Pixel Visual Core系統(tǒng)芯片，和高通Snapdragon、三星的Exynos、Apple的A系列處理芯片一樣，透過(guò)客制化芯片組來(lái)打造旗下手機(jī)與他牌不同的強(qiáng)項(xiàng)功能。谷歌則希望藉由Pixel Visual Core能夠快速、順暢，同時(shí)省電地處理HDR影像，讓Pixel 2的手機(jī)照相勝過(guò)其他市面上競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

「比起透過(guò)應(yīng)用處理器（AP），Pixel Visual Core能夠以5倍快的速度、10分之1的耗能來(lái)處理HDR+影像?！笹oogle官方這樣說(shuō)道。

買(mǎi)下HTC的手機(jī)部分，推出Pixel Visual Core ，早前將蘋(píng)果和高通的芯片工程師納入麾下，都體現(xiàn)出了谷歌的硬件方面的野心。據(jù)報(bào)道，離開(kāi)蘋(píng)果磚頭谷歌的芯片工程師包括馬努·古拉蒂（Manu Gulati）、崔旺澤（Wonjae Choi）和塔育·法德羅（Tayo Fadelu），離開(kāi)高通轉(zhuǎn)投谷歌的工程師則包括伊邁拉克·比斯瓦斯（Mainak Biswas）、維諾德·可瑪?shù)伲╒inod Chamarty）和紹米克·甘古利（Shamik Ganguly）。

新消息也顯示，谷歌的移動(dòng)SoC也將亮相了。

這次MIPS創(chuàng)始人擔(dān)任谷歌的董事長(zhǎng)，從我們看來(lái)，一方面相中其豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)和深厚的人脈資源外，另外，John Hennessy在芯片方面的積累，也勢(shì)必會(huì)幫助谷歌芯片事業(yè)登上一個(gè)新階段。

做芯片要做好持久戰(zhàn)準(zhǔn)備

其實(shí)系統(tǒng)廠商做芯片，歸根到底，都是為了錢(qián)的問(wèn)題，但是做芯片這個(gè)產(chǎn)業(yè)，并不能隨隨便便成功。

據(jù)彭博社報(bào)道，惠普、摩托羅拉、IBM和皇家飛利浦公司都曾有過(guò)芯片部門(mén)。那些公司最終沒(méi)能在這方面取得成功，因?yàn)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/207/" target="_blank">芯片制造行業(yè)門(mén)檻極高：資本投入極大，需要有巨大的規(guī)模。而蘋(píng)果明智地選擇專(zhuān)注于其硅芯片的設(shè)計(jì)（對(duì)于其“片上系統(tǒng)”，蘋(píng)果采用來(lái)自ARM的參考設(shè)計(jì)）。至于芯片制造工作，則交由包括臺(tái)積電在內(nèi)的其它廠商處理。

對(duì)于蘋(píng)果這樣的公司來(lái)說(shuō)，只有每年能夠賣(mài)出3億臺(tái)設(shè)備，發(fā)力復(fù)雜且成本高昂的芯片業(yè)務(wù)就是有意義的。但是，該行業(yè)的傳統(tǒng)大公司不會(huì)坐以待斃。例如，高通正在投資下一代5G網(wǎng)絡(luò)，幾家公司正在制造AI芯片，英特爾也在著力發(fā)展移動(dòng)處理器。與此同時(shí)，蘋(píng)果的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星本身也是一家大型的芯片制造商。彭博社強(qiáng)調(diào)。

對(duì)于谷歌也是一樣。

在移動(dòng)芯片方面，面臨著蘋(píng)果一樣的局面。在TPU方面，谷歌方便開(kāi)發(fā)這個(gè)芯片一方面是考慮成本，一方面是考慮性能。但傳統(tǒng)的打工，同樣也會(huì)反擊。

例如在谷歌關(guān)于TPU的論文面世之后，英偉達(dá)CEO黃仁勛就強(qiáng)力回?fù)?，他表示，TPU有很多好處，例如，其推斷性能達(dá)到K80的13倍。但卻并沒(méi)有將TPU與基于Pascal的P40進(jìn)行對(duì)比。為了更新谷歌的對(duì)比數(shù)據(jù)，他們還制作了如下表格，對(duì)K80到P40的性能發(fā)展進(jìn)行了量化，同時(shí)對(duì)比了TPU與英偉達(dá)當(dāng)前的技術(shù)。老黃認(rèn)為P40是吊打TPU的。

再者，現(xiàn)在英偉達(dá)基本壟斷了服務(wù)器GPU市場(chǎng)，且底氣十足。對(duì)谷歌來(lái)說(shuō)，未來(lái)的挑戰(zhàn)仍然很大。

但是，一旦手機(jī)市場(chǎng)、數(shù)據(jù)市場(chǎng)和人工智能市場(chǎng)能夠按照一定的成長(zhǎng)率發(fā)展，很多系統(tǒng)廠的決定就變得明智起來(lái)。對(duì)管理層來(lái)說(shuō)，就需要仔細(xì)甄別，但我們要看到，芯片設(shè)計(jì)必然是一個(gè)持久戰(zhàn)。

據(jù)媒體報(bào)道，小米雷軍在投入資金做芯片的時(shí)候表達(dá)過(guò)，做這件事，一要不怕死，二要投入大量資金，還要做好持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備。他已規(guī)劃了十億美金在澎湃芯片上。