高通在2021年投資者大會上宣布下一代CPU將由收購的Nuvia團隊設計，預計2023年有樣品可以交付大客戶，目標市場針對Windows PC市場，也就是筆記本電腦市場，并且將擴展到移動、汽車和數據中心領域。

從高通第四代座艙芯片開始，高通車載芯片也不再沿用手機芯片的設計。高通座艙芯片與高通筆記本電腦芯片的設計開始非常近似，因為車載芯片與筆記本電腦芯片的需求基本一致，即追求多核性能而非像手機那樣追求單核性能。早期手機也是看重多核性能，隨著短視頻和手機游戲的爆發，大部分人都是抱著手機劃來劃去幾個小時，這時候單核性能重要性便得以凸顯，手機從4大核加4小核改變為今天的1個超大核加3個大核加4個小核，或者再加幾個中核。手機領域的設計在車載領域顯得有些不合時宜了，因此第四代的典型代表SA8295P與高通筆記本電腦領域的8cx Gen 3很接近，這樣做主要是車載領域出貨量相比筆記本電腦和手機都太低了，為車載領域做一款全新的芯片，會導致每顆芯片上分攤的成本太高，采用高通芯片的筆記本電腦已經不少，甚至包括了高通的對手華為，華為的海外版MateBook E Go就采用了8cx Gen3，微軟稱8cx Gen3為SQ3，即Surface Pro 9。

8cx?Gen3型號為SC8280XP，從中不難看出SC8280XP與SA8295P驅動幾乎完全一致，應該差別很小，二者的推出時間差不多也接近，都是2021年4季度。同時SA8295P還有可能取代第一代高通Ride中的SA8540P，SA8540P與SA8195P接近。8cx Gen3有兩個版本，一個帶5G Modem，一個不帶，華為的MateBook E Go就是不帶5G Modem的版本。GPU也有Adreno 695和Adreno 690兩個版本。

大膽推測，8cx Gen4與高通第五代車載芯片重合度也會比較高，估計在量產車上使用要到2026或2027年以后了。為何會拋棄ARM，主要還是ARM擠牙膏擠得讓高通受不了了，ARM架構與蘋果的差距讓高通的手機和筆記本電腦都無法超越蘋果。

ARM目前最頂級架構：Cortex-X3微結構

圖片來源：ARM

蘋果自A14起大核心Firestorm架構

圖片來源：Apple

蘋果微架構的中后端

圖片來源：Apple

ARM目前最頂級架構Cortex-X3與蘋果的A系列和M系列差距非常明顯。

圖片來源：Geekbench

單核跑分對比，蘋果的優勢非常明顯。為何蘋果如此之強？關鍵在于其IPC（每周期執行指令數）也就是圖中的解碼器是8個，即一個周期能執行8條指令。而ARM的Cortex-X3是6個解碼器。另一個關鍵點是緩存大小。

圖片來源：各公司

從上表不難看出ARM擠牙膏的過程就是不斷增加解碼器寬度和L1/L2緩存容量。而蘋果自A14后一步到位，徹底碾壓ARM。并非ARM沒有能力一步到位，主要還是ARM要配合手機芯片廠家每年一升級，每年一換機，性能不能一步到位，否則吸引不了消費者換機了。而蘋果的粉絲忠實度極高，即使蘋果沒有明顯提升性能，蘋果也能讓粉絲換機。

圖片來源：WikiChip

而對亂序執行影響比較大的指令重新排序緩沖區（Re-Order Buffer, ROB），Firestorm有640條，X3只有320條，A78只有256條。蘋果的超強性能也有代價，那就是對晶體管密度要求高，必須用最先進的工藝，因此蘋果需要和臺積電合作，讓臺積電為其做出最先進的工藝，達到最高的晶體管密度，臺積電開價自然不低，這也是臺積電營業利潤率碾壓蘋果的原因。ARM對先進工藝的迫切程度低于蘋果。

蘋果有沒有缺點？當然有。

圖片來源：Anand Tech

上圖是蘋果M1的die shot，可以看出CPU占用面積很大，比一般ARM要大得多，沒辦法，蘋果的緩存太大，為性能不得不做大緩存，GPU面積也略大，GPU的效率肯定比不上高通的Adreno或AMD，這樣就使得NPU不可能做太高，而高通的DSP做AI算力驚人，8 Gen1就有29TOPS，而蘋果的M2才15.8TOPS。

圖片來源：ARM

ARM 2023與2024路線圖，估計2024年推出的CXC24（可能會叫Cortex-X5）會采用7位解碼器，且必須配合3納米制造工藝，即便是X5和蘋果的Firestorm也有差距，換句話說，ARM落后蘋果4-5年。因此高通等不及了，決定自研架構，這就是高通2021年1月收購的Nuvia。

Nuvia由三位蘋果前高管創立，他們分別是威廉姆斯（Gerard Williams III）、古拉蒂（Manu Gulati）和布魯諾（John Bruno）。這三位創始人都曾在蘋果工作過，且在iPhone芯片部門擔任過高管職務，擁有超過20年的半導體工程經驗，迄今已獲得100多項專利。其中：

威廉姆斯曾擔任蘋果CPU和A系列SoC首席設計師，九年期間幾乎負責了蘋果所有芯片的研發，包括Cyclone、Typhoon、Twister、Hurricane、Monsoon和Vortex等架構。他于2019年初離開蘋果公司。除了蘋果經歷，另外兩位創始人還在谷歌工作過。

古拉蒂曾在AMD和谷歌從事芯片研究，且在蘋果公司工作了八年，從事移動端SoC的開發。

布魯諾曾在谷歌從事芯片研究工作，2012年加入蘋果公司，并在芯片平臺架構小組工作了五年多。

2019年2月，三人在美國加州圣克拉拉郡（Santa Clara）聯合創立Nuvia。

2019年11月15日，Nuvia宣布完成5300萬美元的A輪融資，由著名的硅谷投資者Capricorn Investment Group和戴爾技術資本領投，Mayfield、WRVI Capital以及Nepenthe LLC參投。

加上2020年9月官宣完成的2.4億美元的B輪融資，Nuvia兩輪總募集資金達到2.93億美元。

2021年1月高通以14億美元收購了Nuvia。

2022年ARM起訴高通，主要是針對Nuvia，不過近期似乎兩者已達成了和解，官司即使贏了，也打壓不了高通另起爐灶的心，反而堅定了高通走獨立研發架構的決心，輸了對ARM自然也是不利，對高通來說，贏了也和長期合作伙伴ARM關系不再和睦，輸了意味著14億美元可能打水漂了。因此兩家可能秘密和解了。

我們大致知道8cx?Gen4的基本情況：

l8 performances cores - 3.4 GHz peak clock speed

l4 efficiency cores - 2.5 GHz peak clock speed（標稱速率2.34GHz）

lAdreno 740 GPU（現在手機旗艦8Gen 2也用這個GPU，2.14TFLOPS）

lHexagon Tensor NPU (45 TOPS)

l36 MB L2 cache

l8 MB L3 cache

l12 MB system-level cache

l4 MB GPU cache

8個大核心每核心的L2緩存估計是4MB，4個小核心是1MB，性能比現在的SA8295P要強很多，SA8295P的大核心估計每核心的L2緩存也只有1MB。至于Nuvia Phoenix的架構，高通從未透露過，只能推測大概像蘋果那樣，8個大核心類似Firestorm，小核心類似Icestorm，將采用4納米工藝制造，3納米還太貴，3納米用在出貨量上億的手機領域更合適。不過不管硬件如何演進，ARM的指令集誰也無法繞開，ARM建立了強大的生態系統，這個系統的核心就是ARM指令集，無論是蘋果、英偉達還是高通，都繞不開。

高通即將在2023年推出的8Gen3旗艦手機芯片預計還是會采用ARM架構，臺積電4納米工藝N4P制造，超大核心是Cortex-X4，中核心是2個Cortex-A520，小核心是5個Cortex-A720。2024年推出的旗艦手機芯片8Gen 4也會采用Nuvia的架構，不過是2大核心（性能核）加6小核心（效率核），將采用臺積電的N3E即第二代3納米工藝制造。

8cx Gen4的AI算力很高，有45TOPS，幾乎是蘋果M2的3倍，對筆記本電腦來說，AI算力沒什么作用，蘋果一直都沒有增加AI算力的打算，從M1到M2再到M2 Pro，AI算力一直都是15.8TOPS，但車載就不一樣了，多多益善。高通第一代艙駕合一或者說中央計算芯片SA8295P的AI算力是60TOPS，估計第二代能到100-120TOPS，第五代座艙至少也是45TOPS，是目前SA8295P的1.5倍。

對國內芯片廠家來說，想徹底拋棄ARM恐怕還難以做到，如何面對高通的競爭，只能用ARM的服務器系列芯片與之對抗。

編輯：黃飛

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