掙扎兩年蘋果重新向Imagination低頭：自研GPU究竟難在何處？

繼谷歌與salesforce的聯姻傳聞之後，蘋果也與早已分道揚鑣的晶片IP公司Imagination破鏡重圓。

1月2日，Imagination官方宣佈與蘋果達成新的多年期授權協議，當然咯，需要支付授權費。

Imagination這家公司，2000年開始就聚焦於移動GPU的開發，與蘋果的合作也從第一代iPhone就開始了，此後蘋果A系列處理器就一直依賴於Imagination的技術授權。

變故則發生在2017年，蘋果宣佈“單飛”，走上了自研GPU的道路，導致Imagination股價一落千丈，最後不得不賣身給私募基金。

結果，蘋果宣佈“兩年不使用Imagination技術”的雄心壯志，妥妥滴被再度合作而打臉。

在商言商，並沒有什麼不合理之處。不過縱觀全球手機廠商，都對自研GPU充滿了雄心壯志，比如三星就傳出在奧斯汀和聖荷西部署了GPU研發團隊。

直接從晶片IP公司中購買授權究竟有何不妥?自研GPU能否成為手機廠商們一次重新洗牌的契機呢?

蘋果與Imagination的塑膠兄弟情

手機廠商自研GPU，以三星、華為這樣的技術領軍者為首，並且近兩來才陸續開始有一些大動作。

這條路上到底有怎樣的風景與荊棘，無論廠商還是大眾恐怕都有些沒有底。從這個角度看，蘋果與Imagination的數年糾葛，就成了一面很好的鏡子。

眾所周知，GPU圖形處理單元，主要是在移動智慧裝置晶片中處理與圖形有關的任務，比如2D/3D遊戲畫面，或是其他視覺化應用程式的使用者介面，像是桌面平移這樣的UI效果，以及看影片、打遊戲的體驗，都需要由GPU的效能來支撐。

這也是為什麼，從2007年第一代iPhone開始，蘋果就與Imagination產生了命定的淵源。

儘管合作順利，蘋果的GPU自研計劃從來沒有下線過。2013年，蘋果就曾召集了業內許多人才組建了相關團隊，其中不乏IBM、AMD、飛思卡爾等晶片製造商的工程師，比如AMD前圖形設計技術長Raja Koduri。

然後呢?蘋果一通操作猛如虎，一看結果……就是以Raja Koduri重返AMD、與Imagination續簽授權而告終。

類似的嘗試在2016年又來了一波。這一次蘋果將挖人的魔爪伸向了合作伙伴Imagination。據科技媒體BI報導，當時至少有25位原Imagination公司的研發人員跳槽去了蘋果，有6位還是高階研發人員。說蘋果把Imagination的人才“挖空”也差不離了。

恐怕這也是為什麼，蘋果對自己的GPU研發之路自信滿滿，並在2017年放出話來，聲稱“將在未來兩年內放棄使用Imagination的一切技術”，這也直接導致了Imagination的賣身。

療效也顯而易見，從A11仿生晶片開始，蘋果就宣佈其中整合的GPU(也包括ISP、解碼器等)都是自己研發的，從實際效果來看，也確實比此前A10的架構要更加強勁，問世時還被冠以“效能怪獸”的稱號。

不過，蘋果真能徹底擺脫Imagination的影響嗎?從兩年後的重歸於好就能找到答案，並不。

早在2017年蘋果宣佈斷交之際，Imagination官方就曾回應，認為蘋果想要繞開自己的專利技術，做出更好的GPU，並不容易。

事實也是如此，A11中的GPU核心設計，就與此前Imagination的Rogue非常相似，應該是架構級授權。2018年推出的A12中，其GPU也依然支援PVRTC(Imagination的專利PowerVR紋理壓縮)，顯然，蘋果依然逃脫不了Imagination的IP基礎壓制。而從最新的授權協議來看，A13恐怕也難以規避Imagination的技術專利。

當然，被掣肘的不只蘋果。自研GPU的孤徑，也同樣存在於其他手機廠商與GPU晶片廠商的關係中。

手機廠商與GPU廠商為何如此微妙?

與蘋果相比，其他手機廠商與GPU晶片公司的矛盾並沒有如此激烈。

一方面，Imagination的失利，主要是與蘋果利益捆綁過深，以至於在“被拋棄”後，在移動手機市場的份額一落千丈，曾經的“郎心似鐵”，自然也讓二者的和好更具戲劇性。反觀其他GPU巨頭玩家，比如高通和ARM，都將客戶資源分散在不同的籃子裡，自然也不至於爆發這樣的顯著衝突。

不過，伴隨著三星、華為等手機SoC廠商技術實力的崛起，從CPU到GPU逐漸自研，正在成為明顯的趨勢。2018年就有訊息指出，三星計劃開發自家的GPU並在 Galaxy系列手機上使用。其位於美國奧斯汀的研發中心也吸納了來自聯發科等晶片廠商的員工。

甚至Imagination 的市場營銷與傳播副總裁David Harold也曾對媒體表示過——“鑑於GPU的重要性，很多公司致力於自己研發。對於這件事，我並不感到意外。過去已經有一些公司在這樣做了。”

手機廠商都執著於自研GPU，主要涉及三個核心原因：

首先是眼前利益。

GPU三強都是以IP開放授權的模式與手機廠商進行合作，也就是說，手機廠商必須接受高昂的授權費，這無疑直接導致了手機品牌難以在成本上與友商拉開差距。

其次是短期優勢。

伴隨著智慧手機市場進入成熟期，能否在效能、互動體驗等方面找到差異化，成為手機廠商的生存關鍵。而公版GPU往往所會向各個手機晶片企業公開，升級週期也基本一致。手機廠商想要與讓自家產品拉開距離，也會有所限制。比如讓蘋果下定決心進行自研的，就是高通GPU Adreno系列對Imagination GPU的碾壓，導致蘋果A9的效率比驍龍821弱，這怎麼能忍?而三星的自研夢，也源自於ARM架構被蘋果處理器的碾壓。

總而言之，晶片的技術能力越強，手機廠商的市場護城河就越牢固。既然隊友不給力，那不如自己carry全場。

最後也是最關鍵的考量，則來自長遠的供應鏈控制。

智慧手機的發展，正在向晶片SoC、軟硬體協同、泛終端融合等趨勢邁進。而這些都考驗著手機廠商對技術供應鏈的控制能力。

一方面，智慧手機的效能提升，必須儘可能保證軟體與硬體的充分契合，進而才能在使用中效果更佳穩定。

比如華為GPU Turbo技術，就是軟硬體協同最佳化移動遊戲體驗的典範。iPhone此前也出現過一款攝影App，利用GPU對拍攝的影片進行實時降噪處理。這些實用功能的協同開發，自研能力就成了基本的支撐。

同時，手機功能的繼續擴充，已經很難在形態上做出新文章，此前iPhone X的底部上滑手勢，就被質疑是模仿了 2010 年的 Palm 公司的 WebOS。新的賣點必然要從晶片技術的突破中獲得，比如蘋果A11實現的面部識別Face ID的領先，(不完全的)自研GPU則是功能差異化的前提。

此外，GPU技術還與VR/AR、泛終端等新智慧趨勢息息相關。智慧手機未來想要支撐這些創新型應用，比如與智慧汽車的融合，都離不開圖形處理、視覺互動等GPU的重要能力，這也要求手機廠商對晶片、顯示器等重要零部件擁有自主掌控權。否則只能跟隨上游廠商的研發規劃來亦步亦趨，顯然十分被動。

自研大潮面前，上游廠商何以自保?

當然，上述優勢都是針對手機廠商而言。

它們對自由的嚮往，自然會對高通、ARM，包括復甦的Imagination都產生不小的打擊。

因為有實力的手機廠商已經基本可以擺脫對上游CPU和基帶的依賴，這也就意味著，一旦GPU自研成功，那麼上游IP廠商就要丟掉飯碗。

目前來看，晶片廠商主要有兩個安全鎖：

一是加固基礎專利的護城河。

GPU需要複雜的IP，這也導致攻破基礎專利的門檻較高，對於新入局者來說，想要繞開這些基礎專利，其開發程式就要低效很多，這恐怕也是蘋果折騰兩年後重新擁抱Imagination的主要原因。因此，SoC晶片廠商與GPU上游公司進行聯合協作，可能會成為更快發力的選項。

二是尋找智慧手機之外的沃土。

可以看到的是，有實力推動自研GPU的基本都是蘋果、三星、華為這樣的手機領軍廠商，而在AR/VR/智慧駕駛等新興終端市場，GPU的需求也在持續增加，但相關垂直晶片企業鮮少能夠具備自研GPU的能力，在此領域展開廣泛合作，將是GPU上游廠商的新市場機遇。實際上，Imagination在被併購之後，就在大舉發力中端的移動、數字電視/機頂盒(DTV / STB)、消費安全等領域。

總體來看，蘋果的自研GPU之路，也是向產業鏈上游突破的艱難縮影。輕鬆搞出優秀CPU的蘋果，也在GPU上難畢其功，其中既有人才、生態、技術、成本等的諸多限制，也需要靜待時間來成就的堅定耐心。至少，需要先行進在路上。