ARM的利劍指向PC市場_風聞

不出所料，昨晚剛剛過去的蘋果公司2021年第二場秋季新品發佈會上，搭載M1X芯片的新款Mac產品如期而至。

根據發佈會數據可知，此次更新的M1 Pro以及M1 Max的性能十分強大，在隔壁英特爾為首的X86架構多年擠牙膏的背景下，為PC市場提供了極大的驚喜。

事實上，隨着蘋果M系列芯片的發力，ARM芯片已令傳統PC端市場的半導體廠商壓力壓力倍增，此前軟銀將ARM出售給英偉達的交易一事，更是引起了多方的反對，也是最好的反饋。

對PC行業有一定理解的用户應該都聽説過英偉達，近兩年火熱的虛擬貨幣炒幣一事使得顯卡價格水漲船高，英偉達便是顯卡領域的“頂級玩家”，甚至在整個相關領域，實力都不容小覷。

借用其他媒體的原話：“如今的英偉達已經不再侷限於圖形計算領域，其在人工智能、深度學習、神經網絡等多個領域都已經處於領先地位，同時也是主要的高性能服務中心及超級計算機等市場的主導者之一。”“如果英偉達成功收購Arm公司，那麼就意味着英偉達將會補齊他們的最後一塊短板，成為半導體行業中少有的全領域型半導體公司。”

那麼，為什麼此前多年都在PC端市場聲量較小的ARM，會在這兩年被諸多PC市場“玩家”所關注，這或許需要從車庫開始講起。

一、成功的科技企業似乎總和車庫搭點邊

這一觀點雖頗為離奇，卻又是現實。

正如福爾摩斯所説“When you have eliminated the impossibles，whatever remains,however improbable , must be the truth.”（當你排除一切不可能的情況，剩下的，不管多難以置信，那都是事實）

無論是美國硅谷的鼻祖——惠普，還是如今的全球市值最高的蘋果，他們都有一個共同點，即都創立於車庫。我們此次討論的ARM，其前身為1978年成立的Acorn RISC Machine。上世紀80年代末，Apple和Acorn合作開發出ARM核心，並於1990年時ARM獨立，由Apple和Acorn共同出資創立。

所以，某種意義上，ARM也和車庫搭點邊。

如今這家由在車庫創立的蘋果和Acorn聯合創立的ARM公司，已成為移動端芯片行業的中流砥柱。大家看這篇文章時所用的iPad、iPhone以及幾乎所有安卓產品等移動設備，其SOC基本都是基於ARM架構設計。

關於為什麼在PC市場極具競爭力的X86架構和在移動端市場稱雄的ARM架構兩方長期難以相互涉足，這便於一個字母有關。

二、”R“與”C“的區別

討論”R“與”C“導致的區別之前，我們需要先了解一下何為指令集。

指令集，即指令集架構，包含了一系列的opcode即操作碼（機器語言），以及有特定處理器執行的基本命令，這使得不同處理器的指令集架構往往也各不相同。

如PC市場的Intel Pentium和AMD AMD Athlon，兩者幾乎採用相同版本的X86指令集體系，而移動端市場的“三雄”——華為麒麟芯片、蘋果A系列芯片和高通驍龍芯片，則均基於ARM公版架構研發而成。

我們所討論的“R”與“C”的區別，便是兩種指令集所使用的兩種優化方向——複雜指令系統計算(Complex Instruction Set Computing，CISC)和精簡指令系統計算(Reduced Instruction Set Computing，RISC)。

自計算機誕生之時，CISC指令集便開始被使用，早期各類桌面軟件也都是基於CISC設計而成。而在CISC微處理器中，程序的各條指令是按順序串行執行的，每條指令中的各個操作亦如此。

該設計雖然控制簡單，但計算機利用率並不高，不過由於指令系統相對豐富，可以有專用指令用以完成特定的功能，故在處理一些特殊任務效率較高。

相比較之下，RISC則通過令微處理器執行較少類型計算機指令，使其可以以更快的速度進行操作，亦因此計算機執行每個指令類型都需要額外的晶體管和電路元件，計算機指令集越大就會使微處理器更復雜，執行操作也會更慢。這就使得在早年間半導體行業尚不發達之時，RISC技術難以普及。

相反，早已被學術界認為是過時技術的CISC，在英特爾的廣泛推廣和重金研發下，在當時實現了對RISC處理器性能的超越，並逐漸實現PC端處理器的“準壟斷”地位。

若不是蘋果在2020年開始採用ARM架構的M1芯片，或許PC市場將會在未來很長一段時間內，繼續維持使用CISC指令集的X86架構。

那為什麼明明CISC早在80年代便已過時，卻在今天依舊佔據着PC端處理器絕對的霸主級地位，相比之下，RISC卻始終未成為PC市場的主力。這樣的結果，更多是由於ARM陣營自身“內鬥”所致。

早年，尚“如日中天”的摩托羅拉、IBM以及惠普等諸多企業都在研製和生產基於RISC指令集的處理器產品，不過由於涉足企業過多，ARM端芯片價格戰現象頻頻發生，反倒是依靠X86架構的英特爾這場沒有硝煙的商業戰爭中藉機上位，在PC市場稱霸，後期這些早年研發RISC的企業也開始轉向CISC指令集。

但隨着時間的推移，尤其是蘋果去年推出的M1版MacBook產品，已證明了使用RISC指令集的ARM架構在個人PC市場行業的競爭力。但一年過後，更隨着卻仍舊寥寥無幾。一方面是大多數企業沒有蘋果的實力，另一方面，也是微軟和英特爾“從中作梗”。

三、前人栽樹，後人遭罪

古人云：“前人栽樹，後人乘涼”，但在商業市場中，這個邏輯卻並不成立。

上文已提及，英特爾在選擇CISC時，RISC尚未出現，雖然RISC推出初期由於各企業的惡性價格戰發展受阻，然而此後近30年間卻仍鮮有企業進入，這便是由於已在PC行業形成壟斷的Wintel聯盟所致。

這是一個在PC領域令諸多芯片廠商“談之色變”的存在。

Wintel聯盟，顧名思義，便是微軟與英特爾的合作。自上世紀末以來，英特爾和微軟便以所謂“為推動PC產業發展”的理由，組成了Wintel聯盟。美其名曰兩家企業在PC產業內密切合作，推動Windows操作系統在基於英特爾CPU的PC機上運行。

但亦需承認，正是由於這種超大型企業的聯合，使得全球個人電腦產業在時間的推移中逐步形成了所謂的“雙寡頭壟斷”格局，再配合上下游的相關企業，一個強大的產業體系便形成了。

Wintel聯盟的存在，使得一眾芯片廠商若想入局PC領域不僅需要自己有足夠的核心技術，更要能突破Wintel聯盟的“統治”，進而才可有足夠的市場。

該聯盟的存在，直接導致並無先發優勢的ARM始終難以突破移動端領域進入PC市場。

不過，也並非所有企業都未嘗試入局，此前高通這類在移動端ARM芯片領域技術十分強大的企業，便曾被爆出研發更多元化場景所使用的ARM芯片，如服務器芯片。

2014年，高通便宣佈打造基於ARM的服務器芯片，然而這一規劃在2018年，卻被傳出高通已放棄相關業務，高管也早已離職。

即便如此，ARM依舊憑藉在移動端的高性能和低功耗在移動端市場出盡風頭。連Wintel聯盟的微軟，也隨着5G的普及和萬物互聯風口來臨，提出了AC-PC的概念，即Always Connected PC（始終在線PC）。

這一概念無疑對芯片功耗提出了較高的要求，而這正是X86架構的弱項，尤其是在蘋果推出M1芯片後，這個技術演變更為加速。

特別是許多人並不知悉，即便是Wintel聯盟的創立者，基於RISC指令集的ARM架構也曾是微軟的“心儀之選”。

四、於PC端市場異軍突起的ARM

其實早在2012年，微軟便曾試圖藉助ARM架構芯片以推動Windows的桌面化，並推出了Windows RT產品線。

但受限技術限制與微軟在軟件市場的號召力，使得這類產品不僅在硬件性能上遠落後於同期的產品，WoA（Windows on ARM）系統軟件生態更被無數用户所抱怨，使得該產品線不久後便擱淺。

微軟WoA產品的失敗，也使得整個ARM芯片在PC市場進入低谷期，直到2020年，蘋果開始發力，這一局面才有所改變。

不同於Windows和Android，蘋果在MacOS與IOS軟件生態的號召力遠超微軟和谷歌，配合近乎極致的硬件統一性，使得蘋果在將此前使用X86系統的Macbook產品線升級至基於ARM架構的搭載M1芯片MacBook產品線時，並沒有出現當時WoA的軟硬件生態割裂問題，轉化過程十分順暢。

最關鍵的是，當時的M1芯片性能已十分可人。根據相關行業人員的測試數據可知，M1芯片無論是在單核還是多核性能層面，相較於傳統X86架構筆記本差距並不大。在單核性能方面更是遠遠領先一眾包括去年的R7-4800H和i9-9980HK等桌面級處理器。

不僅如此，由於ARM架構低功耗的特點，基於X86架構的R7-4800H和i9-9980HK在性能測試環節風扇已進入“狂暴旋轉”的情況下，Mac這邊的風扇噪音和發熱卻並不明顯。

當時，便有科技領域的一些大V表示，基於ARM架構M1芯片的推出，對英特爾主導的PC端市場，毫無疑問是一次不小的衝擊，此次新推出的M1 Pro和M1 Max，更是如此。

加之最近微軟官方已開始號召開發者適配相應的ARM架構系統，以及今年新推出的搭載高通芯片的筆記本產品，未來的筆電行業，或許會迎來一波ARM架構的發展小高潮，也會進一步推動X86陣容的技術更新。