如果说现在半导体市场最火的是什么,那么答案只有一个:显卡。
从游戏爱好者到企业的算力中心,庞大的需求正在促使越来越多的半导体厂商进入GPU市场,就连在移动领域非常出名的企业——Arm都忍不住要来分一杯羹了。
据媒体报道,Arm正在以色列秘密开发一款全新的GPU,并且为此招聘了超过百名芯片和软件开发工程师。而且与以往的GPU芯片不同,这款产品或许会是Arm的首款独立显卡,面向PC市场。
图源:Arm
如果是不太关注半导体市场的朋友,或许会对Arm感到陌生,不过只需要一句话就可以让你意识到这家企业的强大:“高通、华为、苹果、联发科的处理器,大多都脱胎或基于Arm指令集”。
某种程度上,其实可称之为“移动处理器的王”,甚至可以说没有Arm,就没有现如今丰富的移动生态。不过,Arm在此之前其实鲜少踏足PC市场,虽然在移动领域也有自己的GPU核心,但是大多与Arm架构的芯片一起搭配出售,搭载在手机等移动智能终端上,与独立的高性能显卡是完全的两码事。
Arm能否给本已非常火爆的GPU市场再添一把火呢?
凭什么?
虽然在多数PC玩家看来,Arm进入PC市场还是最近一年的事情,但是早在多年以前,Windows系统就已经展开了对Arm架构芯片的适配,而且苹果已应用在Mac产品线上的M系列芯片也是基于Arm指令集设计的。
在CPU领域,Arm与PC市场的瓜葛并不少,这段时间超级活跃的“骁龙PC本”背后就有Arm的一枚军功章。不过在GPU领域Arm在PC端并无存在感。
图源:Arm
此前在移动领域,Arm的GPU技术积累不少,比如自研的光线追踪技术,甚至可以让移动端的设备支持光线追踪功能,在计算效率上甚至超过了英伟达的光线追踪技术。
除此之外,Arm此前还发布了自研的Adaptive Scalable Renderering(ASR,超自适应可拓展渲染,又称超级分辨率技术),其效果与英伟达的DLSS,AMD的FSR,英特尔的XeSS是一样的,能够让GPU先渲染低分辨率的原始画面,再通过ASR技术拓展成实际输出的分辨率,并且画面的质量不会下降太多。
实际上你会发现,虽然Arm在独立显卡市场并无多少建树,但是其在GPU领域的技术积累却十分全面,光线追踪与超级分辨率都是目前最炙手可热的显卡核心技术,再加上最近几年Arm对Vulkan API等开发环境的广泛支持,它实际上已经差不多解决了独立显卡在软件技术方面的问题。
那么在硬件上呢?此前,Arm的GPU大多应用在智能手机等小型设备上,因而更看重能效比——毕竟手机最怕的就是“掉电快”以及发热等能效问题。重视能效比并不代表Arm的GPU硬件性能很差,以天玑9300上的Arm Immortalis-G720为例,这颗GPU的性能足以在2K分辨率的手机屏幕上以120Hz的帧数运行《原神》等大型游戏,此外像《堡垒之夜》《使命召唤》等游戏均可以高帧率运行。
图源:Arm
当然,你会说相较于电脑而言,手机在画面精细度、特效等方面都有明显的区别,但是在《逆水寒》等做了针对性优化的手游中,你会发现,Arm GPU驱动游戏的精细度其实并不比一般的PC游戏差,这也是最近两年手游经常宣传的「PC级画质」。
而「PC级画质」能够实现的背后,核心是超分技术的深度优化,再加上Arm架构的高效,让其能够针对部分平台进行深度优化,极大地提高计算效率并降低能耗。
凭借Ray Tracing、Adaptive Scalable Renderering和Arm架构的三板斧,Arm在显卡领域其实是不弱小的潜力玩家。
为什么?
Arm为何会选择在此时进入GPU市场?很大原因与Arm在移动领域的发展受阻有关系。虽然Arm在移动市场有着近乎垄断的统治力,但是其营收却并不乐观,2023年披露的营收仅为26.79亿美元,其中净利润为5.24亿美元,同比下降达22.49%。
不说与英伟达等巨头相比,就算是与一些规模较小的半导体厂商对比,Arm的营收都算不上高。受此影响,Arm完成上市后股价一直处于缓慢下跌的状态,直到2023年第四季度的营收暴涨,才算是勉强挽回了市场的信心。不论是利润、营收还是市值,Arm所获得的都与其“移动芯片之王”的地位丝毫不匹配。
Arm的营收状况不佳,其实与他们的盈利方式及消费市场的变化有很大关系,Arm的营收主要来自两方面:1、架构授权;2、芯片授权,前者是将架构专利授权给苹果等厂商,一般只收取一次授权费用,然后苹果等厂商以此为基准自主设计处理器,后者则是直接找Arm采购新的芯片设计,然后由买方委托第三方如台积电等代工厂商生产。
图源:Arm
换言之,Arm本质上就是一个设计图卖家,并不参与到实际的芯片制造等环节,这也导致Arm能够得到的利润甚至不如台积电等代工厂。而且,随着移动市场的芯片集中化,高通、苹果等厂商都在探索自己的道路,减少对Arm的依赖,这一度让Arm的授权涨价计划搁浅,营收受到进一步冲击。
在可预见的未来,虽然Arm依然会是移动市场的主导架构,但是Arm本身却很难从架构授权等传统盈利渠道里得到更多的增长,Arm迫切需要一个新的市场来完成增长目标,而在遍历了自己的技术库存后,炽手可热甚至供不应求的显卡,就成了很好的选择。
图源:OnLogic
一方面,是显卡市场的庞大需求。显卡爆发本质是算力需求爆发,算力需求爆发,前些年靠的是游戏、区块链挖矿这些“前菜”应用,结果这两年,大模型AGI才是算力行业真正的“大家伙”。在AI浪潮驱动显卡需求爆发的今天,Arm再不做显卡,更待何时?
另一方面,显卡市场正处于革新期,市场依然存在机会。英伟达和AMD虽然在高性能显卡领域拥有主导权,但是微软等算力供应商也在寻求甚至自研更高能效比的芯片,用来搭建新的算力中心。云计算王者亚马逊,在与英伟达等合作的同时,早已在自研显卡,甚至亚太云计算巨头阿里云都在试图自研显卡芯片。此外,微软、谷歌前段时间都分别曝光了各自的AI芯片研发计划,其中就有采用Arm架构的方案,利用Arm指令集的简洁高效,在AI运算等领域,Arm芯片可以将能效比提高到传统芯片的数倍甚至数十倍,这对于大厂来说无疑有着更高的吸引力。
或许正是受到计算领域的Arm GPU爆火的鼓励,Arm终于决定再赌一把。
怎么干?
Arm被曝光的独立显卡是消费级显卡,因此不是面向算力中心的to B产品。很多人猜测Arm的秘密显卡是一款高性能游戏显卡,但是在雷科技看来Arm或许更倾向于打造一款适用于笔记本电脑等移动设备的高性能AI显卡,而游戏需求只是显卡的应用范畴之一。
简而言之:面向移动设备的低功耗、高性能显卡是Arm的巨大机会。
前段时间发布的骁龙X Elite系列,虽然在日常使用和续航上带给小雷不小震撼(雷科技已对骁龙版YOGA Air 14s等热门骁龙PC产品评测,可在雷科技搜索查看),但是一个问题却是大家无法忽略的:Arm架构的核显,并不足以支撑PC级的大型游戏需求,性能与生态适配均存在不少问题。
对此,骁龙表示后续会对英伟达等显卡进行适配,通过混合搭配来实现对PC大型游戏的支持。不过,一些用户认为传统显卡的高功耗会「毁了」骁龙笔记本的轻薄和高续航体验。如果想兼顾续航和体验,那么最好的方法其实是Arm CPU+Arm GPU,兼顾轻薄与性能,并且能够提供远高于传统笔记本电脑的离电性能。
图源:DIGITMES
实际上这也是目前传统显卡厂商「忽略」或者说「无法兼顾」的市场,英伟达和AMD都将技术迭代重点放在了堆高极限性能上,对中低端显卡和低能耗市场的关注度非常低,这也导致传统的游戏笔记本电脑在这么多年后,续航和离电性能表现依然一塌糊涂。
目前多数厂商都选择用NPU来提高AI性能,但是在面对文生图等应用时,GPU的运算能力仍然是一个绕不开的坎,如何提升GPU的能效比,已经成为显卡厂商需要共同面对的下一个问题。
对于Arm来说这就是最好的机会,其GPU正好有着高能效、低功耗等特点,而且在AI运算方面也有充足的技术积累,正好契合未来轻薄型AI PC的各种需求。按照此前的预估数据,到2028年为止,AI PC的出货量将高达2.05亿台,这是一个庞大且充满诱惑力的市场,而在这个市场中,Arm、英特尔、英伟达、AMD都处于同一条起跑线上。
一个全新的PC时代,谁又能从中脱颖而出,成为新王呢?雷科技将保持密切关注。
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