盘点各大厂基于 ARM 自研芯片最新进展(2024)
一晃眼,好几年都过去了,上次聊这个话题,Apple 还只有 M1 处理器,现在都更新到了 M4。现在芯片厂的最新趋势都是异构计算,集成到一个芯片里面。中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)能够各司其职。CPU主要应对顺序控制和即时性运算,适用于需要低时延的应用场景;GPU擅长面向高精度格式的并行数据流处理,比如对画质要求非常高的图像以及视频处理;NPU则更擅长与AI运
一晃眼,好几年都过去了,上次聊这个话题,Apple 还只有 M1 处理器,现在都更新到了 M4。
CPU、GPU、NPU
现在芯片厂的最新趋势都是异构计算,集成到一个芯片里面。中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)能够各司其职。
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CPU主要应对顺序控制和即时性运算,适用于需要低时延的应用场景;
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GPU擅长面向高精度格式的并行数据流处理,比如对画质要求非常高的图像以及视频处理;
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NPU则更擅长与AI运算直接关联的标量、向量和张量数学运算,可专用于核心AI工作负载。不同的AI运算运行在适合的芯片上时才能够最大化效率,优秀的NPU设计能够为处理这些AI工作负载提供助力。
Apple
最新的是 M4 芯片,今年 5 月份发布,是 Apple 第一款基于 Arm V9的芯片。基于第二代的 3nm 的制程,CPU 方面4 个大核,6 个小核。相比M2 同样 10 核,快了 50%。
单核性能这块,M4 是目前最快的。比高通,还有 Intel,AMD 都要快(Intel,AMD 应该是 X86架构)
多核是 AMD 性能最好
10 核心 GPU,支持硬件光线追踪
M4 的 GPU 是最强,高通的 X Elite 是最弱
支持 120Hz 高刷显示芯片
16 Core 的 NPU(神经网络芯片),38 TPOS
NPU 这块目前最强的是 AMD,50 TOPS,其次是高通的 45 TOPS,Intel 的 40~45TOPS。
其他的还有内存带宽方面的提升
M 系列是给 Mac 和 ipad准备的CPU,手机上最新的芯片应该是 A17,去年 9 月份发布,只在 iphone 15 pro和 iPhone 15 pro max 上搭载。通常来说,A 系列芯片在单核处理能力更强,适合 iPhone 高响应的需求。
高通 Qualcomm
说到移动芯片,除了苹果之外,比较强的就是高通了,安卓厂商大部分搭载的都是高通的芯片。
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骁龙8 Gen4
高通为手机设计的当前最强的应该是骁龙8 Gen3,其发布于 2023 年 10 月。第四代骁龙8 Gen4,预计会在 2024 年 10 月份Snapdragon Summit 2024 上宣布。
目前的骁龙8 Gen3 制造工艺是台积电 4nm,新一代的骁龙8 Gen4 将基于台积电 3nm 工艺打造,这颗芯片将成为高通乃至于安卓阵营的第一款 3nm 制程工艺产品。
高通骁龙8 Gen4 的另一项重大变化在于 CPU 中央处理器将放弃沿用多年的 ARM 架构,而采用高通自研的 Nuvia 架构,具体来说是 2 × Phoenix L 超大核心 + 6 × Phoenix M 核心的 8 核心 CPU 架构,这将成为高通骁龙芯片发展史的重要里程碑事件。
同时 CPU 最高主频提升至 4.2Ghz,作为对比,前代只有 3.30GHz。性能将成为高通骁龙8 Gen4 的亮点之一,目前已有手机厂商实验室样机 GeekBench 6 跑分,单核成绩到 3k,多核到 10k。
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骁龙X Elite和骁龙X Plus
骁龙X Elite和骁龙X Plus是高通发布的最新一代PC计算平台。
骁龙X Elite和骁龙X Plus基于ARM架构打造,在能效方面很有优势,特别是在AI方面,两款平台都集成了高通最先进的NPU,具有高达45 TOPS的算力,是面向PC平台的全球最快的NPU,能够支持复杂的本地AI计算,最多可运行130亿个参数的生成式AI大语言模型。
微软首批Copilot+PC 搭载高通的桌面处理器骁龙(Snapdragon)X Elite 芯片,是微软从 X86 架构向 ARM 架构迁移的一次重大动作。
微软
Ignite 2023 (2023-11-15) 上宣布首次自研 ARM 上架构芯片,还是自用为主。Cobalt 100。
Cobalt 100基于Arm架构,具有128个核心,被称为“所有云计算供应商中速度最快的CPU”,
为了减少对英伟达芯片的依赖,谷歌正在加大自主研发芯片的力度。除了此前已经投入使用的张量处理单元(TPU)外,谷歌刚刚推出一款名为Axion的新型中央处理器(CPU),以满足从YouTube广告投放到大数据分析等多方面的计算需求。
美东时间4月9日周二,谷歌在今年的年度云计算大会Cloud Next 2024上宣布推出Axion,它与亚马逊、微软的同类芯片一样,是基于ARM架构构建的,后者代表着数据中心芯片市场的新趋势。
谷歌计划通过谷歌云提供这款CPU,称它的性能超过x86架构的芯片,以及云上运行的通用ARM架构芯片。Axion芯片的性能比通用ARM芯片高30%,比英特尔生产的当前一代x86芯片高50%。
AWS
太平洋时间11月28日,亚马逊云科技(Amazon Web service,AWS)在美国拉斯维加斯举办的2023 re:Invent全球大会上AWS发布的第二款芯片是基于Arm架构的自研服务器CPU芯片Graviton4。
AWS Graviton4 处理器包含 96 个核心,与 Graviton3 相比,计算性能平均提高 30%,数据库应用程序速度提高 40%,Java 应用程序速度提高 45%。
这是 AWS 第四代 ARM 芯片,发布上 Adam直接说AWS 已经发布了第四代了,其他厂商连第一个都没有出来。
最后简单总结下:
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可以看得出来,服务器芯片这块,基于 ARM 发展的很快,不再是一个趋势,而是各个厂商都在竞争的一个领域。
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ARM 显示出来不止是手机,pad,数据中心也是没有任何问题的,都是可以成熟应用。
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另外一个大的变化是就微软对高通的大力支持,后面除了 Apple ,后面 PC 侧也越来越多基于 ARM 的 PC 会出来。
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端侧更强的 GPU,更强的 NPU成为一个趋势。
这篇主要总结下 ARM 芯片的发展,专门服务 AI 训练的芯片,随着大模型的发展也迎来非常大的发展,先挖个坑,后面专门梳理下这块各个厂商的进展。

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