華米是國內目前除華為外第二家做到自研芯片+自研系統的,看看今年的缺芯狀況就知道自研芯片的重要性了。目前市面上主流的智能手表芯片還是基于arm的,華米采用RISC-V芯片就顯得突出了,但是并不意外,因為未來RISC-V芯片很可能會成為主流。如果觀察消費電子的發展史會發現,處理器芯片、對應的操作系統和生態都是成對出現的,Wintel組合在PC時代所向無敵,X86處理器成為了市場的主流;智能手機時代的到來讓arm一飛沖天,arm+Android/IOS的組成統治了市場。每一次時代的更替都會有新的更適合這個時代的處理器出現并占據主流,很多人說未來是IOT的時代,按目前的情況來看,如果IOT時代到來可能就會有新類型的處理器成為主流,IOT設備中大多數的設備對性能要求不像手機、PC一樣高但是對功耗的要求很高,同時IOT設備廠商很多都是中小企業。RISC-V的最大特點就是開源指令集,作為對比arm不僅要授權費,還要版稅,對于初創公司極為不友好。當大量IOT產品出現的時候,RISC-V是最有潛力成為主流的一個指令集,目前智能手表已經成為了目前IOT市場的重要組成。華米基于RISC-V的處理器+基于FreeRTOS 的Zepp OS的組合,在這個時間點出現真的是非常有趣的事情。
目前智能手表還存在很多的痛點,尤其是續航和功能方面,要解決這些問題必須從底層下手,也就是處理芯片和系統。
智能手機大家都很清楚,他們與智能手表有很多相似的地方,所以我們從手機說起,這樣的大家更容易理解。今年各大廠商摩拳擦掌在搶奪市場份額,然而驍龍888的表現讓所有準備沖擊高端的廠商有苦難言,可是有更多別的選擇嗎?答案是沒有,所以將芯片掌握在自己手中是非常重要的,既不會有缺芯的困擾,又可以定制更合適的芯片,還不會被卡脖子。在智能手表行業,其實高通芯片也是主流芯片,比如驍龍4100就是一款面向穿戴設備的芯片,從性能表現各方面來看都不錯,但是有個很大的問題,高性能帶來的續航問題。
對于智能手表來說大部分時間是出于息屏狀態的,在息屏狀態下完成諸如心率、GPS等數據的監測和處理是智能手表很重要的功能,這并不需要很強的性能。當然,我們也會使用智能手表來完成一些更高級的功能,比如比如看地圖,支付等,此時對性能的要求就比較高,高性能與低功耗的問題一直是智能手表發展的一大阻力。在智能手機上為了解決性能與功耗之間的矛盾,引入了大小核的設計,小核負責低負載的情況省電增加續航,高負載時開啟大核提升性能保持流暢。華米將大小核的設計引入到了手表芯片中,黃山2S就采用了雙核RISC-V架構,大核算力強負責高負載的應用計算,與上一代相比性能提升了18%,小核功耗低可以24小時負責處理傳感器的數據,運行功耗與上一代相比降低56%,休眠功耗更是降低93%。
對于智能手表來說,市面上的芯片已經足以擔當大任,但是要做好功耗和高性能的平衡,要有更好的體驗,手表廠商往往比單純的芯片廠商更知道需求在哪里,也更知道什么樣的芯片是最符合需求的。其它智能手表廠商自然也知道,但是知道的人多做的人少,主要是自研芯片門檻太高,華米為了更好的軟硬件體驗,自研的魄力還是值得肯定的。設計、流片驗證、量產應用,一系列下來費用非常的高昂,華米近3年的平均研發費用支出達到4.1億/年,2020年為5.38億/年,這對于一個IOT廠商來說是非常高的。
不過采用RISC-V指令集的芯片還面臨一個問題,就是系統和應用的適配,這個已經后很多的先例了,PC上的exe應用無法在手機上運行,Windows操作系統適配多年依然不能完美的運行在arm處理器上,intel曾經為了適配Android做了大量工作但是依然飲恨移動市場。這不是偶然的,因為我們看到的應用主要是界面的交互部分,實際在處理器上運行的 編譯出是二進制代碼,在不同指令集的處理器上二進制代碼是有區別的,所以不能把PC上的exe應用放在手機上運行,操作系統則是一個特殊的軟件,同樣需要針對指令集做適配和優化。
目前可穿戴市場的主流還是arm處理器,華米既然采用RISC-V芯片,那就必須解決操作系統和應用的問題,最好的選擇就是基于開源的操作系統的深度定制并為ricsc-v做好優化。如果用Android wear這樣的操作系統,首先面臨的問題是在谷歌的主導下很難自己把控進度做好適配,此外在應用生態的建設上也要看谷歌的臉色。所以華米選擇了基于FreeRTOS 定制Zepp OS并不算意外,FreeRTOS是一個開源的,可裁剪適應自己硬件的微內核操作系統。這與此前華米基于AOSP開發的Amazfit OS 完全不同,相對于智能手表來說基于AOSP開發的系統還是過于臃腫了,雖然功能豐富但是系統太大,太耗電。
目前Zepp OS的消息還不多,根據介紹Zepp OS系統僅占用55MB,是原來Amazfit OS的1/10,是watchOS 8的1/28,可以流暢的運行在不同性能的處理器上,同時運行功耗降低65%,續航提升190%。
其實自研芯片、基于FreeRTOS 定制Zepp OS跟生態的建設比起來還是小巫見大巫,不過好在現在智能手表市場還是處于群雄混戰的局面,機會還有不少。通常一個應用的開發是需要完整的工具鏈支持的,經過開發、編譯成對應處理器指令集的發行版。跟相對還算成熟的arm+android wear開發來比,華米采用的RISC-V芯片以及FreeRTOS系統的開發工具鏈成熟度還差一些。現實中更加殘酷的一點是即便相對成熟的arm+android wear組合,應用的豐富程度也不盡如人意,如何豐富自己的應用生態這是所有準備走自研之路的廠商所面臨的重要問題,華米自然也不例外。
生態的這個問題短時間內很難解決,不過從這個大會的信息來看華米準備走另一條路—小程序,通過Zeus Mini-Program Framework小程序應用框架來解決應用不足的問題,就像微信小程序一樣。因為小程序是不依賴于操作系統和芯片的,而且開發周期很短,開發的門檻也很低,所以可以快速的豐富應用內容,這倒是個好方法。缺點是小程序是架構在小程序框架上的應用,執行效率方面會略差一點,不過考慮到手表上的都是輕量級應用,影響不大,當然,想要有更好的應用體驗還是需要原生應用。在我看來華米的Zeus Mini-Program Framework小程序應用框架是一個豐富應用的過渡產品,也是原生應用外的最好補充。
簡單總結一下:
手表廠商最明白用戶的需求,相對于購買市面上的現有芯片,自研的效果可能會更好,但是這條路不好走,需要大量的燒錢迭代完善,選擇RISC-V也是華米押寶IOT時代RISC-V會崛起的一種選擇,其實不僅僅華米押寶RISC-V,阿里云也選擇了RISC-V,Intel也正在考慮收購RISC-V處理器IP開發商SiFive(華米有投資),大家都看好RISC-V的未來。
自研的RISC-V芯片決定了華米必須要有一個能夠快速使用且適配的操作系統,基于FreeRTOS 開發的Zepp OS完美滿足了這一點,小程序框架則讓RISC-V的生態可以快速的豐富起來。既然選擇了這樣一條相對不好走的路,那就祝華米早日走通,這條路一旦走通將會有更高的上限。
來源:萌哈科技?
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