发力自研GPU：苹果和三星要甩开其他对手了么？（上篇）

科技美学官方 · 公众号 · 科技自媒体 · 2017-05-24 17:59

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以下内容来自三易生活

过去，大家都知道苹果的iPhone、iPad拥有着业内最强的图形性能，特别是iOS系统一批“主机级”的游戏大作令其他厂商和用户称羡。

不过，之后三星在S7、S8两代手机上大幅度“堆料”，12核、20核的Mali GPU简单粗暴地把图形性能升到业界顶尖水准，也算是“反杀成功”。

然而，最近苹果和三星接连宣布，要放弃合作多年的GPU供应商，全面转向自主研发GPU架构。特别是苹果抛弃Imagination ，更是在业界激起千层浪——要知道苹果可是后者的股东，iPhone7上的GPU更是Imagination专门为苹果定制的，其他厂商想买都买不到。这样的“亲密关系”说分就分，苹果的决意可见一斑。

那么问题就来了：“自研GPU”到底有什么魔力，以至于苹果三星不约而同地“壮士断腕”，花费巨量人力物力去“从头开始”呢？

“自研GPU”其实远比想象的要难

一谈到“自主研发”的好处，大家脑海里首先想到的也许是省钱、产能不受制于人、安全可控等等。但实际上之前的那篇《我们需要怎样的自主处理器？》说过，我国现存的所有“自主CPU”，用的其实全是国外成熟的架构或指令集体系，并不存在完全的“从无到有”。只是，目前世界上关于CPU的架构依然是五花八门，买一个小众授权的来模仿并不困难。当然，这样既不省钱也不安全，只是大多数人不知道罢了。

然而，和CPU的“自主研发”还有授权买，有“样板”可供模仿相比，GPU的自主研发其实要困难许多！

首先，GPU的架构经过多年的市场洗礼，已经非常单一：即便是现在市面上的两大巨头AMD和NVIDIA，其最新产品的内部结构都有大量相似。而移动GPU本质上大多都是当年那些在桌面市场失意的厂商或技术蜕变而来，架构和技术上都属于桌面显卡的衍伸变体：比如，高通的Adreno其实来自于当年ATI的技术授权，再加上自身的不断改进；Imagination的PowerVR系列原本属于桌面显卡，因为市场失败不得不转型移动端，最后才获得成功；ARM的Mali系列虽然名义上是“原创”，但也能看出传统GPU的顶点、像素单元之类的设计，本质上并未跳脱出传统思维。

这样一来，如果其他厂商试图推翻业界的“经典设计”，搞出一套全新的GPU基本架构，很可能会面临没有软件支持、或者执行效率低下的问题——曾经的图诚科技（XGI）就是因为过度创新弄死了自己，因此在这一点上即使强如苹果三星也不得不谨慎。

横亘在新进厂商面前的“专利高墙”

如果说，基础技术上的高度统一还只是限制了GPU设计的“原创度”，那么远比CPU领域更加可怕的专利壁垒就是真正让“自主研发GPU”变得困难重重的因素。

事情还得追溯到上个世纪：当黄仁勋和他神奇的NVIDIA靠着TNT2显卡在市场上大举攻伐，并随着初代GeForce256的发布确立了“GPU（图形处理器）”的基本概念。那些因此倒闭、破产的早期显卡厂商很多都被NVIDIA收购，其中也包括曾经的图形霸主3dfx——正是通过这一行动，NVIDIA拿到了全世界近乎一半的GPU相关专利，特别是关乎显卡工作的最后一步关键流程“光栅化”的专利：它定义了显卡如何把3D的内容显示到2D平面的显示器上。而手握光栅化专利的NVIDIA，也就扼住了所有后来GPU的“命门”。