淺談晶片設計趨勢：GPU 成為新戰場

2025 即將步入尾聲，今年對手機和 PC 晶片來說又是個大年，因為各家都推出了新一代的旗艦晶片，包含蘋果的 M5 和 A19、高通的 Snapdragon Elite Gen 5、聯發科的天璣 9500 和即將於明年 CES 正式亮相的 Panther Lake。

如果細看這些新晶片的規格，不難發現有許多共通之處，除了幾乎清一色使用台積電的N3P製程（Panther Lake採用了英特爾自家的18A），在效能漲幅方面則是所有的晶片在GPU的效能都繳出了漂亮的成績單，GPU難道已經成為了下一代半導體設計的新顯學了嗎？

（Source：影片截圖）

確實筆者之前就說過，在製程帶來的效能紅利即將耗盡的年代，之後要催出動輒15~20%的CPU效能漲幅會越來越困難。即便是半導體設計的佼佼者蘋果，也僅在A19 Pro上繳出了11~15%不等的效能。最大的競爭對手高通的水準也差不多，最新的Snapdragon Elite Gen 5相較於上一代的效能也約莫增加了10%；天璣9500則是幾乎在低瓦耗帶和上一代一樣，要一路到了高瓦耗帶才能和上一代的效能稍稍拉開距離。

（Source：影片截圖）

新晶片在 CPU 效能漲幅不明顯，但 GPU 效能漲幅巨大

不只手機晶片，PC用的晶片也能看到類似的狀況，甚至效能漲幅更有限。蘋果的M5相較於M4平均只有著6%的效能漲幅；Panther Lake根據英特爾官方的說法則是將重點放在效率：提供和Arrow Lake同樣的效能但瓦耗更低，等於是迭代的效能沒有進步。

（Source：影片截圖）

這些新晶片在CPU效能的漲幅雖然不是很明顯，但在GPU的效能漲幅說是巨大可能都不算太誇張。最經典的例子莫過於天璣9500和A19 Pro了，除了GPU的峰值性能提升了近26%，光線追蹤（Ray Tracing）的效能更是一口氣提升了超過200%，一舉坐穩了今年手機GPU效能的王座。A19 Pro雖然在GPU效能部分未能贏過天璣9500，但其超過40%的效能漲幅卻也是所有手機晶片裡面進步最多的。

（Source：影片截圖）

PC晶片同樣也上演了GPU效能突飛猛進的戲碼：M5的GPU效能相較於上一代提升了超過30%，光線追蹤效能更是提升了近50%；Panther Lake雖然尚未上市，但從目前英特爾揭露出的GPU規格大概也可以推測至少有超過50%的效能漲幅。

製程進步已經不如之前迅速，效能漲幅越來越小

所以為什麼大家都不約而同地大力推進GPU的效能，但CPU部分就顯得保守許多？就像筆者說的，以往CPU的效能進步除了本身架構的改進，製程的進步也會帶來一定程度的效能紅利。但如今製程的進步已經不如之前迅速，相對的帶來的效能漲幅也會越來越小。

但GPU這塊就不一樣了。SoC的GPU長久以來就不是產品重點，但隨著GPU在運算界（特別是AI領域）的重要性逐漸提升，各Vendor也開始將設計重點移至GPU。且GPU的效能在現階段很容易透過堆料的方式拉高，如增加核心數（Panther Lake）或是增加專門的處理單元（如光追單元），所以我們才看到今年各手機和PC晶片的GPU效能飛漲，說不定在不久的將來我們也可以單靠著SoC運行高畫質的3A級遊戲大作或是繁重的AI工作，而且是在手機或是超輕薄的筆電上，著實令人期待！