Arm 芯片的下一站

????????????隨著 Arm 架構(gòu)芯片在移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備中的普及，憑借算力、功耗、生態(tài)上的快速發(fā)展，Arm 架構(gòu)芯片正大舉進(jìn)攻高性能計(jì)算市場(chǎng)。

此芯科技創(chuàng)始人曾表示「Arm 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了能夠搶奪 x86 市場(chǎng)這樣一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上?！褂绕涫翘O果 M1 芯片用不到一年時(shí)間就開始撬動(dòng) x86 陣營(yíng)在傳統(tǒng) PC 芯片市場(chǎng)上數(shù)十年的主導(dǎo)地位。調(diào)研機(jī)構(gòu) Counterpoint 也曾給出預(yù)測(cè)，在 2027 年基于 Arm 的 pc 市場(chǎng)份額將增長(zhǎng)一倍。

Arm 芯片已然征服了移動(dòng)市場(chǎng)，那么它的下一站是否是 PC 市場(chǎng)呢？

Arm 芯片的筆記本電腦已經(jīng)崛起

基于 Arm 的硬件運(yùn)行 Mac 操作系統(tǒng)的能力使蘋果占據(jù)了基于 Arm 的筆記本電腦市場(chǎng)的 90%。正如開篇所說，蘋果正在以一己之力帶動(dòng) Arm 架構(gòu)芯片在筆記本電腦的征途。得益于 ARM 架構(gòu)低功耗的特點(diǎn)，搭載 M1 芯片的蘋果 MacBook 系列筆記本電腦，電池續(xù)航達(dá)到了 20 小時(shí)，相比搭載 X86 架構(gòu)處理器的筆記本有著成倍提升。同時(shí) M1 集成的 8 核心 GPU 甚至超過 X86 架構(gòu)英特爾的集顯，堪稱移動(dòng)端最強(qiáng)集成顯卡。

在筆記本領(lǐng)域，其實(shí)不止蘋果在使用 Arm CPU。采用 Chrome OS 的 Chromebook 也是基于 Arm CPU 的筆記本電腦。在疫情期間，這種定位入門、耗電極低，全時(shí)在線的產(chǎn)品大受歡迎。在京東上，一臺(tái) Chrombook 筆記本電腦預(yù)估的到手價(jià)格不到 1800 元?？梢钥吹?，搭載 Arm 架構(gòu) CPU 的筆記本電腦當(dāng)前主要集中在最極端的兩個(gè)市場(chǎng)；傳統(tǒng) x86 架構(gòu)仍牢牢把持著中高端市場(chǎng)。

Arm 的 PC SoC 與 x86 CPU 之爭(zhēng)

Arm 芯片的特性決定了搭載 Arm 芯片筆記本廠商的市場(chǎng)戰(zhàn)略。

在高端市場(chǎng)上，基于 Arm 的 SoC 可以針對(duì)特定用例進(jìn)行定制。這意味著 SoC 可以設(shè)計(jì)有更多數(shù)量的高性能 CPU 內(nèi)核和高度集成的內(nèi)存，使其能夠與 x86 CPU 競(jìng)爭(zhēng)。他們的定制內(nèi)核可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)成處理器內(nèi)核無法實(shí)現(xiàn)的更高級(jí)功能，并且可以更好地與硬件和操作系統(tǒng)集成。此外，基于 Arm 的 SoC 可以集成高度集成的內(nèi)存，從而實(shí)現(xiàn)更快、更高效的內(nèi)存訪問。這可以通過在 CPU 和 GPU 之間實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)訪問和共享來提高圖形密集型任務(wù)的性能。因此搭載蘋果自研的 M 系列芯片開始成為創(chuàng)作者的「標(biāo)配」。

從低端市場(chǎng)來看，基于 Arm 架構(gòu)的處理器不是將處理單元與其余硬件分開，而是將各種硬件功能（如外圍組件互連等 I/O 總線控制器）位于同一物理平臺(tái)上，并且所有不同的功能都通過內(nèi)部總線集成在一起，即這稱為片上系統(tǒng)或（SOC）。隨著性能的提高，通過不同的設(shè)計(jì)，ARM 處理器可以擁有極高的性價(jià)比。甚至可以為入門級(jí)、500 美元以下的 Chromebook 和 Windows PC 等低端電腦提供動(dòng)力。順理成章的，既然不能用極致的性能戰(zhàn)勝 x86，不如就用極致的性價(jià)比搶占市場(chǎng)。畢竟有一大部分成本敏感的低端用戶，他們對(duì) CPU 的性能要求是夠用就行，不會(huì)接受過于高昂的 CPU 售價(jià)，價(jià)格極致便宜的 Chromebook 就是在搶占這部分市場(chǎng)。

在這樣的兩種選擇之中，也暴露出 Arm 架構(gòu)的 PC 的弱點(diǎn)，即 x86 發(fā)展多年積累的生態(tài)一時(shí)之間難以打破。Counterpoint 指出，對(duì) Windows 和 Office365 的全面支持以及基于 Arm 的原生應(yīng)用程序的采用速度是決定 Arm SoC 在 PC 中滲透率的關(guān)鍵因素。當(dāng)這些因素得到解決，基于 Arm 的 PC 才更有可能成為日常用戶和企業(yè)的可行選擇。畢竟，對(duì)于一半打工人來說，相對(duì)于架構(gòu)，大家還是更關(guān)心能不能使用微軟的一套系統(tǒng)。好在，微軟已經(jīng)在開放對(duì) arm 芯片的授權(quán)。微軟甚至在 2022 年宣布推出 Windows Dev Kit 2023，即一款為 Windows 開發(fā)人員構(gòu)建的 Arm 驅(qū)動(dòng)設(shè)備。隨著搭載 Arm 架構(gòu)的 PC 越來越多，生態(tài)將只是一個(gè)時(shí)間問題。

于是，Arm PC 芯片的戰(zhàn)爭(zhēng)打響了。

Arm PC 芯片市場(chǎng)：三強(qiáng)爭(zhēng)霸

不同于 x86 芯片市場(chǎng)的一家獨(dú)大（雖然 AMD 近年市場(chǎng)份額也有所增長(zhǎng)，但英特爾的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)還是相當(dāng)明顯），正處于萌芽狀態(tài)的 Arm PC 芯片市場(chǎng)正處于一個(gè)人人都有機(jī)會(huì)的市場(chǎng)新生期，目前最有代表性的三個(gè)玩家是：蘋果、高通、聯(lián)發(fā)科。值得注意的是，有消息指出 ARM 公司也在計(jì)劃研發(fā) Arm 架構(gòu)的 PC 芯片。那么接下來我們就來看看這四家的產(chǎn)品情況。

蘋果 M 系列帶頭沖鋒

作為 Arm PC 最有代表性的產(chǎn)品，蘋果的 M 系列芯片可以說是打響了 Arm 芯片的名片。2020 年，蘋果的 M1 芯片 Geekbench 5 單線程的跑分超過了 i9，曾被稱為「Arm 架構(gòu)的勝利」。

隨著蘋果宣布將 M2 Ultra 用于工作站產(chǎn)品 Mac Pro，徹底停用所有 x86 芯片。Arm 芯片在 PC 上的實(shí)用性已經(jīng)不需要更多證明。可以說 M 系列芯片是 Arm PC 芯片的沖鋒兵。

高通緊隨其后

據(jù)報(bào)道，微軟與高通達(dá)成獨(dú)家協(xié)議，Snapdragon 8cx Gen 3 將成為未來 Windows 筆記本電腦中唯一基于 Arm 的高端芯片產(chǎn)品。如果這筆交易確實(shí)，市場(chǎng)有望看到更多 Windows on Arm 產(chǎn)品。

前文提到的微軟的 Windows Dev Kit 2023 就是搭載了高通 Snapdragon? 8cx Gen 3 計(jì)算平臺(tái)的 PC。作為蘋果的老對(duì)手，高通的 Arm PC 也瞄準(zhǔn)了高端市場(chǎng)。據(jù)報(bào)道，高通最新的 Arm PC 處理器為驍龍 8cx Gen4，型號(hào) SC8380，研發(fā)代號(hào)「Hamoa」，CPU 內(nèi)核不再是以往的 Kryo 而是全新打造的 Oryon CPU，來自高通花費(fèi)百億巨資收購(gòu)的 Nuvia 團(tuán)隊(duì)，基于 ARM 指令集完全自研。

驍龍 8cx Gen4 采用 12 核設(shè)計(jì)，8 大核 3.4GHz+4 小核 2.4GHz，支持獨(dú)顯/PCIe 4.0 外圍設(shè)備等，測(cè)試設(shè)備包括一款 10 寸二合一平板以及 13 寸筆記本電腦。CEO 阿蒙日前在采訪中透露，這款處理器最終會(huì)在 2023 年 9 到 10 月份發(fā)布，終端產(chǎn)品則會(huì)在 2024 年初上市。首發(fā)驍龍 8cx Gen4 的是微軟新一代 Surface，使用 Win11 系統(tǒng)，整體對(duì)標(biāo)蘋果的 M1/M2 筆記本。

在 CPU 性能方面，高通的 Snapdragon 8cx Gen 2 與超極本級(jí)芯片（例如低功耗 15W 版本的英特爾 i5 處理器）旗鼓相當(dāng)。通過高通內(nèi)部參考設(shè)計(jì)（QRD）測(cè)試產(chǎn)品提交的基準(zhǔn)測(cè)試顯示，Snapdragon 8cx Gen 3 的平均單核得分為 1,000；多核平均得分徘徊在 5000 分左右。相對(duì)于 x86 仍有一定競(jìng)爭(zhēng)力。

不過高通的芯片性能距離蘋果 M 系列仍有一定差距。Snapdragon 8cx Gen 3 泄露的 Geekbench 單核成績(jī)?yōu)?1,000 分，與 M1 領(lǐng)先的 1,700 分仍有很大差距。雖然多核分?jǐn)?shù)的差異并不那么明顯，但仍然存在差距。Apple M1 的平均得分約為 7,700 分，而 Snapdragon 芯片的平均得分為 5,000 分。

事實(shí)上，基準(zhǔn)測(cè)試顯示，即使在 Windows 虛擬機(jī)中運(yùn)行，Apple M1 也能擊敗 8cx Gen 3 的單核分?jǐn)?shù)。盡管虛擬化和運(yùn)行額外的操作系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生額外的開銷，但 M1 的多核得分與新的高通芯片相差無幾。

M1 Pro 和 M1 Max SoC 的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)就更加明顯了。它們甚至提供足夠的圖形處理能力，可以與 NVIDIA 和 AMD 的一些附加 GPU 競(jìng)爭(zhēng)。最后，Apple 最近宣布了加速 ProRes 視頻編碼和 ML 訓(xùn)練功能，讓專業(yè)用戶感到滿意。

在價(jià)格方面，8cx Gen 2 比 Apple M1 更便宜，但它在相似的價(jià)格范圍內(nèi)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng) Galaxy Book Go 是最便宜的 8cx Gen 2 設(shè)備，售價(jià) 799 美元，但配備 4GB RAM——對(duì)于現(xiàn)代 Windows 設(shè)備來說顯然不夠。與此同時(shí)，Surface Pro X 使用了 8cx Gen 2 的改進(jìn)版本，但起價(jià)遠(yuǎn)高于 1,000 美元。在這樣的定價(jià)來看，用戶或許更傾向于選擇一臺(tái)蘋果筆記本，而不是一臺(tái)有著 Windows 系統(tǒng)的驍龍芯片筆記本。除了價(jià)格之外，迄今為止發(fā)布的基于 Snapdragon 的 Windows 設(shè)備的 I/O 表現(xiàn)不佳。例如，上述設(shè)備均不提供 Thunderbolt。

聯(lián)發(fā)科走自己的路

另一家也在 Arm 芯片深有積累的芯片公司聯(lián)發(fā)科選擇了 PC 市場(chǎng)。聯(lián)發(fā)科副總曾表示，PC 是規(guī)模 400 億美元的巨大市場(chǎng)，聯(lián)發(fā)科計(jì)劃涉足高功耗市場(chǎng)，將不少已經(jīng)應(yīng)用于手機(jī)的移動(dòng)技術(shù)如 5G、藍(lán)牙、Wi-Fi、顯示 IC 等帶到 PC 平臺(tái)上，和高通驍龍爭(zhēng)高低。

聯(lián)發(fā)科目前的 Arm PC 芯片多用于中低端 Chromebook。2022 年 1 月，聯(lián)發(fā)科發(fā)布迅鯤 Kompanio 1380 芯片，采用 6nm 工藝。迅鯤 1380 配備了 8 核心 CPU，其中包含 4 個(gè) Arm Cortex-A78 核心，配備 5 核心 Arm Mali-G57 GPU。今年 5 月，聯(lián)發(fā)科和英偉達(dá)還將合作開發(fā)用于筆記本應(yīng)用的 WOA（Windows on Arm）平臺(tái)產(chǎn)品。同時(shí)，消息人士補(bǔ)充說，由英偉達(dá) GPU 和 AI 技術(shù)提供支持的 WOA 平臺(tái)產(chǎn)品將幫助兩家公司打入筆記本電腦市場(chǎng)。不同于高通，搭載聯(lián)發(fā)科芯片的 PC 更加「親民」。兩家手機(jī) SoC 巨頭在 PC 市場(chǎng)的上的路線也基本與原本市場(chǎng)定位相似。

觀望中的 ARM、微軟

除了已經(jīng)有產(chǎn)品問世的三家公司，還有一些公司的糧草已經(jīng)先行。

有報(bào)道指出，ARM 公司組建了一個(gè)新的 "解決方案工程 "團(tuán)隊(duì)，將領(lǐng)導(dǎo)這些用于移動(dòng)設(shè)備、筆記本電腦和其他電子產(chǎn)品的原型芯片的開發(fā)。此外，微軟也在招募半導(dǎo)體相關(guān)人才，比如 SOC 架構(gòu)師、芯片設(shè)計(jì)工程師等等。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)就是為了自研一款 PC 用的 ARM 芯片，用于抗衡蘋果 M 系列芯片，而這款芯片也極有可能和 Windows12 一同亮相。

越來越多的智能設(shè)備成為新應(yīng)用市場(chǎng)

隨著 PC 的普及，PC 市場(chǎng)已經(jīng)逐漸成熟。因此，對(duì)于更加架構(gòu)靈活的 Arm 芯片來說，去擴(kuò)展更多智能設(shè)備也是 Arm PC 級(jí) SoC 的新思路。例如，在 VR 耳機(jī)中使用基于 Arm 的 PC 級(jí) SoC，它們可以讓 VR 耳機(jī)提供類似 PC 的性能，并能夠處理更復(fù)雜和要求更高的 VR 應(yīng)用。

在國(guó)內(nèi)，智能家居成為了有潛力的新場(chǎng)景。通過利用新一代的通信信息技術(shù)，智能家居可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)和家居產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通，滿足用戶對(duì)于信息獲取和使用的需求。智能家居具有許多功能，例如集中管理、遠(yuǎn)程功能控制、場(chǎng)景互聯(lián)互通、自主學(xué)習(xí)迭代等。這些功能可以構(gòu)建出智能化的家居生活場(chǎng)景，提升家居生活的舒適性、安全性和便捷性。

根據(jù) IDC 及 CSHIA 的數(shù)據(jù)，2016～2020 年間，中國(guó)智能家居市場(chǎng)規(guī)模由 2608.5 億元增長(zhǎng)至 5144.7 億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 18.51%。2021 年中國(guó)智能家居設(shè)備市場(chǎng)出貨量超過 2.2 億臺(tái)，同比增長(zhǎng) 9.2%，規(guī)模達(dá)到 5800 億元。2022～2026 年，中國(guó)智能家居設(shè)備市場(chǎng)出貨量將以 21.4% 的復(fù)合增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng)，到 2026 年市場(chǎng)出貨量有望接近 5.4 億臺(tái)，規(guī)模將達(dá)到 8000 億元，并在有望在不久的將來突破萬億元。近期比較火的百度的閨蜜機(jī)添添就搭載了聯(lián)發(fā)科的 MTK8768 芯片。如同前文所說，聯(lián)發(fā)科主打的是一種「農(nóng)村包圍城市」路線。

在硬件創(chuàng)新來到瓶頸的時(shí)候，不如在概念上尋找突破。

回到開篇的問題，在占領(lǐng)了手機(jī)芯片市場(chǎng)之后，Arm 芯片的下一站是 PC 市場(chǎng)嗎？答案是肯定，但要補(bǔ)充的是，Arm 芯片的下一站不止是 PC 市場(chǎng)。