芯片,國之命脈。 這一枚小小的方塊,竟卡住了我國無數(shù)尖端行業(yè)的咽喉,成了科技巨頭們的阿喀琉斯之踵。 2021年,36氪重磅推出《芯征程》系列產(chǎn)業(yè)觀察。本系列將對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上下游進(jìn)行一次全方位的深度研究,包括不斷突破摩爾定律極限的制造巨頭、設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商、以及芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。希望我們的內(nèi)容能夠?yàn)轱柺?ldquo;缺芯”困擾的中國產(chǎn)業(yè)界提供一些借鑒與參考。 這是36氪《芯征程》系列的第七篇,Enjoy。
從2020年至今,ARM一直處于風(fēng)口浪尖,先是傳出ARM和ARM中國的換帥風(fēng)波;后有英偉達(dá)官宣收購ARM,這引起全行業(yè)抵抗、不滿。
進(jìn)入2021年,將整個(gè)IT世界攪得不安的ARM,倒是仍不緊不慢、極其有節(jié)奏地接連官宣產(chǎn)品。就在前幾天的5月25日,ARM還發(fā)布3款CPU和3款GPU核心設(shè)計(jì),為ARM筆記本、高端手機(jī)處理器、智能手表等產(chǎn)品提供新解決方案。
ARM是一家“小公司”,至今年?duì)I收不超過20億美元??葾RM又是一家“大公司”,從蘋果到三星,從華為到高通,全球超過90%以上的手機(jī)芯片里都有著它的技術(shù),幾乎卡住了全世界的“脖子”。
隨著公司業(yè)務(wù)的擴(kuò)展,如今,ARM的影響力已經(jīng)先后進(jìn)入了手機(jī)、電腦、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等不同領(lǐng)域,含有ARM技術(shù)的芯片累計(jì)出貨超過1900億顆,連起來可以繞地球25圈。
本文將回望ARM發(fā)展歷程,看一看這家以賭博機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)起家的公司,是如何發(fā)展為藏身于產(chǎn)品最底層的隱形王者的,又為何會(huì)以一再被迫“賣身”,陷入了長久的動(dòng)蕩之中。
Hello World,I am Arm
1979年,剛剛從英國劍橋大學(xué)博士畢業(yè)的赫爾曼·豪澤和克里斯·克里在英國成立了Acorn電腦公司,也就是ARM的前身。
而Acorn成立三年前,比爾·蓋茨成立了微軟,史蒂夫·喬布斯成立了蘋果。這批未來將在IT產(chǎn)業(yè)消費(fèi)級(jí)市場叱咤風(fēng)云的公司開始登場歷史舞臺(tái)。
1982年,BBC播出紀(jì)錄片《強(qiáng)大的微處理》后,產(chǎn)生了巨大的轟動(dòng)效應(yīng)。這個(gè)紀(jì)錄片向英國觀眾介紹了電腦時(shí)代即將來臨,為了鼓勵(lì)民眾學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī),BBC想為電腦愛好者推出一款價(jià)位適中的英國產(chǎn)設(shè)備。
劍橋的Acorn拿下了這個(gè)訂單。Acorn將這款為微型電腦命名為BBC Micro。令人意想不到的是,BBC Micro大賣,成為當(dāng)時(shí)最受歡迎的電腦設(shè)備之一,銷量從預(yù)計(jì)的1.2萬臺(tái)一路瘋漲到150萬臺(tái),BBC Micro還于1984年獲得了英國科學(xué)技術(shù)桂冠——女王技術(shù)獎(jiǎng)。
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Acorn一炮而紅,在微型機(jī)市場上露了臉。依靠BBC Micro的銷售,Acorn的利潤從1979年的3000英鎊飆升到1983年6月的860萬英鎊。
當(dāng)時(shí)的微型機(jī)(個(gè)人電腦)跟現(xiàn)在的電腦不可同日而語。
萬維網(wǎng)還沒有出現(xiàn),它既不能用來實(shí)時(shí)與人溝通,也無法檢索信息。然而,它卻是人類生產(chǎn)力的一大飛躍。當(dāng)時(shí),它已經(jīng)可以進(jìn)行簡單的文字處理、表格計(jì)算工作,還有了早期的編曲軟件、圖像處理軟件等。
Acorn公司所打造的BBC Micro主要面向國內(nèi)的學(xué)校類客戶、電腦愛好者,市場空間不大。
相比之下,商用市場有著更為巨大市場體量與想象空間。當(dāng)時(shí),IBM推出的第二代微型機(jī)在商業(yè)市場混得如魚得水,Acorn見狀蠢蠢欲動(dòng),打起了這塊大蛋糕的主意。
Acorn的商業(yè)電腦設(shè)計(jì)方案需要使用第二代處理器與BBC Micro平臺(tái)協(xié)同工作,但Acorn認(rèn)為,BBC Micro上采用的摩斯太克公司6502處理器無法承擔(dān)這個(gè)重任,但他們也一直沒有找到能接替的芯片。Acorn倒是看上了英特爾的286芯片,可英特爾拒絕合作。
無奈之下,Acorn走上了自研處理器的道路??烧沁@一看似不起眼的決策,拉開了Acorn芯片未來稱霸全球的序幕。
由于資源不足,為避開和英特爾、IBM等巨頭競爭,Acorn選擇了RISC技術(shù)路線(精簡指令集),與英特爾主導(dǎo)的x86架構(gòu)相比,它不僅開發(fā)難度低,而且低成本、低性能、低功耗。
1983年10月,ARM正式啟動(dòng)芯片研發(fā)。經(jīng)過18個(gè)月的研發(fā)測試,Acorn在芯片代工廠VLSI公司生產(chǎn)出第一塊使用RISC指令集的ARM芯片,這個(gè)“ARM”不是ARM公司,而是Acorn RISC Machine的首字母縮寫。
1985年4月26日下午3點(diǎn),第一批ARM芯片投入到開發(fā)系統(tǒng),屏幕上出現(xiàn)了“Hello World,I am Arm”字樣,全球第一款商業(yè)RISC處理器ARM1成功運(yùn)行了。
最初,這款A(yù)RM1芯片主要用途是作為BBC Micro的協(xié)處理器運(yùn)行芯片開發(fā)所需的仿真軟件,也被用于支持芯片(VIDC, IOC, MEMC)的開發(fā),和加速ARM2開發(fā)時(shí)所用到的CAD軟件。
芯片的成功讓Acron研發(fā)團(tuán)隊(duì)鼓足了信心,繼續(xù)朝著商業(yè)化的路徑努力。
然而,誰也沒想到,在處理器芯片研發(fā)成功前一年,家用電腦市場突然崩潰,家用電子游戲機(jī)和家用電腦公司Atari(雅達(dá)利)被出售,蘋果電腦瀕臨破產(chǎn),Acorn的日子也很不好過。
在此之前,由于供應(yīng)商產(chǎn)能供藝不足,Acorn一直都被產(chǎn)能問題困擾,如1983年Acorn拿下30萬份訂單,供應(yīng)商卻只供給了3萬臺(tái)機(jī)器。好不容易到1994年供應(yīng)商產(chǎn)能上來了,家用電腦市場崩潰,銷量驟減,Acorn一下子堆積了25萬臺(tái)機(jī)器。
同期,Acorn還投入大量資金進(jìn)行處理器研發(fā)工作,Acorn出現(xiàn)嚴(yán)重的現(xiàn)金流問題。
1985年,Acorn不得不以1200萬英鎊低價(jià)將一半的股權(quán)轉(zhuǎn)讓給意大利的Olivetti電腦公司,用以償還債務(wù)。
歸于Olivetti旗下后,Acorn宣布停止美國市場的銷售,并將剩余的美版BBC微電腦都賣了墨西哥的一家公司。
到1990年,蘋果要給代號(hào)為Newton的項(xiàng)目尋找低功耗處理器。這款產(chǎn)品的設(shè)定是全球第一款平板電腦,對產(chǎn)品耗電量、成本、全靜態(tài)操作等性能要求較高,Acorn的ARM處理器是市面上僅有的能滿足蘋果要求的芯片。
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但ARM處理器仍有一些不足,如Acorn ARM沒有這款產(chǎn)品所需的集成內(nèi)存管理單元,且Acorn公司無法憑一己之力將這一功能集成進(jìn)ARM處理器。于是,蘋果決定和Acorn成立一家新公司,合作開發(fā)ARM處理器。
11月27日,蘋果出資150萬英鎊,Acorn以150萬英鎊的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和12名工程師入股,芯片廠商VLSI出資25萬英鎊,成立了ARM公司——自此,ARM正式從Acron電腦中剝離出來,成為了一家獨(dú)立芯片公司。
不過,由于想法太過超前,且當(dāng)時(shí)喬布斯也不在蘋果公司,這款采用了ARM6的Newton Message Pad市場反響并不好,1993年問世,1997年便停產(chǎn)。
在很長一段時(shí)間,ARM的姿態(tài)都弱小而無助,在追求高性能的電腦市場,ARM的RICS架構(gòu)的產(chǎn)品并無優(yōu)勢,產(chǎn)品性能遠(yuǎn)不能和英特爾相提并論。
獨(dú)占手機(jī)市場鰲頭
真正讓ARM在市場上站穩(wěn)腳跟的,是移動(dòng)智能設(shè)備的發(fā)展。
英特爾憑借高性能的x86處理器在PC市場獨(dú)占鰲頭,ARM的產(chǎn)品難以望其項(xiàng)背。但在移動(dòng)設(shè)備市場,這個(gè)優(yōu)勢反而成了劣勢。
移動(dòng)設(shè)備看重功耗和續(xù)航能力,英特爾x86架構(gòu)高功耗優(yōu)勢成了快速掉電劣勢。ARM架構(gòu)低功耗、高續(xù)航的好處顯現(xiàn)了出來。
ARM在手機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展大致可分為兩個(gè)階段。
第一階段,1993年-2006年,在IP授權(quán)商業(yè)模式之下,ARM的RISC處理器逐漸被大量芯片廠商、手機(jī)公司采用。
1993年,ARM推出了全新的ARM7處理器核心。ARM過往產(chǎn)品的壞運(yùn)氣仿佛都是在為這款產(chǎn)品蓄力。基于ARM7的ARM7-TDMI成為明星作品,這款產(chǎn)品基于32位微處理器,搭載了Thumb指令集,將代碼密度提升了35%,內(nèi)存占用僅和16位處理器相當(dāng)。
同年,意識(shí)到不能僅依靠個(gè)別產(chǎn)品發(fā)展后,ARM提出IP授權(quán)的商業(yè)模式:ARM只向客戶提供處理器授權(quán),不直接提供芯片產(chǎn)品;芯片生產(chǎn)廠商可通過支付前期許可費(fèi)和后期生產(chǎn)芯片的專利使用費(fèi),獲得ARM處理器的授權(quán)。
ARM所提供的業(yè)務(wù)簡單來說,就是對外銷售芯片設(shè)計(jì)圖紙。蘋果、三星、高通、華為、聯(lián)發(fā)科這些芯片公司將ARM的圖紙買回來,再添加上自己的修改設(shè)計(jì),從而打造出自己的芯片。
其IP授權(quán)有三種,架構(gòu)授權(quán)、POP(processor optimization pack,處理器優(yōu)化包)、處理器使用授權(quán)。
架構(gòu)授權(quán)授權(quán)指合作廠商可以根據(jù)ARM架構(gòu),自行設(shè)計(jì)處理器;
POP指ARM會(huì)為合作廠商提供優(yōu)化后的處理器,方便客戶在特定工藝下設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出性能有保證的處理器;
處理器使用授權(quán)則是指廠商不能更改原有設(shè)計(jì),只能調(diào)整產(chǎn)品頻率、功耗等,自由度較低。
比起英特爾全包、封閉式的產(chǎn)品邏輯,ARM只做底層ISA的設(shè)計(jì),給手機(jī)廠商、芯片廠商足夠的自由度,讓他們根據(jù)需求自行設(shè)計(jì)產(chǎn)品。對于蘋果、三星等一線品牌而言,優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)、突出手機(jī)特性是優(yōu)化手機(jī)性能的一大必然追求,ARM這一舉動(dòng)可謂正得其心。
這個(gè)模式讓ARM的指令集迅速在手機(jī)市場鋪開。
德州儀器率先用這款處理器打造了一款芯片,這驗(yàn)證了ARM IP授權(quán)商業(yè)模式的可行性,也為ARM產(chǎn)品作了背書。
到1994年,德州儀器還說服下游客戶諾基亞上船。通過與諾基亞合作,ARM還發(fā)明出了16位的Thumb指令集。諾基亞當(dāng)年采用了ARM架構(gòu)的6110手機(jī),成為第一部采用ARM處理器的GSM手機(jī)。
這款手機(jī)也是ARM IP授權(quán)在消費(fèi)電子領(lǐng)域推廣的開始。
此后,高通、飛思卡爾、DEC等公司相繼加入ARM-7的授權(quán)陣營,得到授權(quán)的公司數(shù)量超過170家,使用ARM-7的芯片數(shù)量超過100億顆,ARM-7成為ARM在移動(dòng)處理器的旗艦系列。
1995年,ARM7還引起服務(wù)器領(lǐng)域處理器巨頭DEC的關(guān)注,DEC在ARM授權(quán)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出新的處理器架構(gòu)Strong ARM,并于次年2月發(fā)布了SA110處理器。
DEC的幫助讓ARM處理器獲得前所未有的關(guān)注。這顆160MHz、DMIPS為185的處理器,功耗還不足500mW,引起工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對ARM的關(guān)注。
1997,DEC被英特爾收購,英特爾獲得Strong ARM的使用權(quán)和ARM的相應(yīng)授權(quán),并將其發(fā)展為旗下RISC處理器產(chǎn)品線,用于黑莓、Palm Treo和摩托羅拉Q系列手機(jī)中;英特爾還將Strong ARM升級(jí)為XScale,并為之生產(chǎn)配套芯片,為ARM處理器發(fā)展添磚加瓦。
值得一提的是,ARM8趕上了Strong ARM的發(fā)布,ARM10則趕上了XScale的發(fā)布,兩款芯片效果并不好。倒是1997年發(fā)布的ARM9,標(biāo)志著ARM處理器正式進(jìn)入微處理器領(lǐng)域,成為ARM的里程碑式產(chǎn)品。
短時(shí)間看,ARM公司并未獲得任何好處,但英特爾放棄其ARM架構(gòu)產(chǎn)品后,這片DEC和英特爾打下的江山,最終還是落到了ARM公司手上。
1998年4月17日,ARM在英國倫敦證交所和美國納斯達(dá)克上市,行價(jià)為每股5.75英鎊(納斯達(dá)克發(fā)行價(jià)為29.17美元),市值達(dá)到2.64億英鎊。僅僅一年半后,ARM就登上了倫敦證交所富時(shí)100指數(shù)。
第二階段,則是2006年之后,隨著智能手機(jī)和谷歌安卓系統(tǒng)的發(fā)展,ARM越發(fā)強(qiáng)大,最終壟斷了整個(gè)手機(jī)市場。
從2005年開始,ARM對產(chǎn)品進(jìn)行了進(jìn)一步細(xì)化。
ARM意識(shí)到除了ARM9的高端處理器市場以外,還有低成本低功耗的微控制器市場,提出了Cortex產(chǎn)品線,并將處理器架構(gòu)分為面向高性能的Cortex-A、面向?qū)崟r(shí)控制場景的 Cortex-R,以及面向微控制器市場的 Cortex-M,產(chǎn)品進(jìn)一步細(xì)化。
2006年,英特爾放棄移動(dòng)芯片業(yè)務(wù),從此再未在手機(jī)領(lǐng)域處理器架構(gòu)之爭中掀起水花。
當(dāng)年,英特爾遭遇危機(jī),業(yè)績墜入低谷,PC端業(yè)務(wù)遭遇老對手AMD的猛烈攻擊。為守住PC市場,英特爾時(shí)任CEO貝瑞特決定放棄移動(dòng)芯片市場,英特爾進(jìn)行了有史以來最大的一次裁員,砍掉了當(dāng)時(shí)看起來并不賺錢的移動(dòng)通信業(yè)務(wù),并于6月將XScale其通信及應(yīng)用處理器業(yè)務(wù)出售給Marvell公司。
2007年,蘋果發(fā)布的跨時(shí)代產(chǎn)品iPhone開啟了智能手機(jī)時(shí)代,第一代iPhone采用了ARM設(shè)計(jì)、三星制造的芯片。次年,谷歌推出的Android(安卓)系統(tǒng),也是基于ARM指令集的。
全球兩大手機(jī)操作系統(tǒng)IOS和Android都基于ARM指令集設(shè)計(jì),這將全球軟件應(yīng)用廠商都和ARM指令集綁定起來。ARM在手機(jī)領(lǐng)域擁有了絕對的生態(tài)優(yōu)勢。蘋果、高通、英偉達(dá)、微軟、亞馬遜、Ampere Computing、華為等客戶都是ARM陣營一員。
等英特爾2008年穩(wěn)固好PC市場,想通過Intel Bonnell微處理器架構(gòu)開發(fā)Atom重啟移動(dòng)芯片市場時(shí),已經(jīng)錯(cuò)過了時(shí)間窗口期。
到2011年,ARM在手機(jī)市場上的份額已經(jīng)超過90%,顛覆了英特爾一家獨(dú)大的處理器市場格局。
2016年,英特爾徹底關(guān)閉Atom生產(chǎn)線;2019年,隨著高通和蘋果的和解,英特爾將5G業(yè)務(wù)賣給蘋果,徹底退出了移動(dòng)基帶市場。
尋找第二增長曲線
ARM靠收取授權(quán)費(fèi)為生,雖然它在手機(jī)領(lǐng)域市場占比較高,但全球手機(jī)市場幾乎陷入增長停滯狀態(tài),ARM必須找到新的增長點(diǎn)。
ARM最早盯上的是PC市場。
2010年,英特爾入侵手機(jī)領(lǐng)域時(shí),原本覺得可以和平相處的ARM覺得有被冒犯到,開始反向進(jìn)軍PC市場。
ARM公司前總裁Tudor Brown表示:“英特爾公司想通吃電腦和手機(jī)兩塊市場,我們要說NO!為什么它進(jìn)入我的地盤,我就不能直接跑到PC市場上去呢?”
英特爾在芯片研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造上一條龍的強(qiáng)勢地位,給各環(huán)節(jié)公司造成壓力。當(dāng)ARM CEO Warren East放話“希望能在未來的12個(gè)月內(nèi),在服務(wù)器市場看到一些我們的東西”后,傳統(tǒng)、封閉的PC生態(tài)圈被拉開了一個(gè)口子,ARM吸引了IBM、戴爾等計(jì)算機(jī)廠商的目光。
踏出和ARM合作第一步的是微軟。
采用ARM架構(gòu)的蘋果iPad大火后,微軟就對平板電腦這個(gè)產(chǎn)品種類覬覦不已。
2011年,微軟在CES展會(huì)上推出基于32位Arm架構(gòu)的PC操作系統(tǒng)Windows RT操作系統(tǒng);次年6月,微軟在洛杉哥發(fā)布了搭載了Windows RT操作系統(tǒng)Surface RT,一款融合了筆記本電腦和平板形態(tài)的產(chǎn)品。
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由于上層軟件生態(tài)原因,該產(chǎn)品只能下載微軟應(yīng)用商店中的程序,無法運(yùn)行傳統(tǒng)的Windows exe應(yīng)用程序,因?yàn)檫@些軟件以x86架構(gòu)為基礎(chǔ)研發(fā)的,無法適配ARM架構(gòu)。
“磚頭”電腦顯然不會(huì)引起客戶關(guān)注,Surface RT產(chǎn)品只發(fā)布了兩代就停產(chǎn)了。
微軟因此虧損了9億美元。但這并未阻止微軟躍躍欲試的心情。
到2016年,微軟開始了向ARM轉(zhuǎn)向的第二次嘗試,宣布Windows 10將全面支持 ARM 生態(tài)系統(tǒng)。
相比上一次,此時(shí)的微軟已經(jīng)不這么極端,Windows 10能通過模擬器運(yùn)行Win32程序,讓電腦買家有軟件產(chǎn)品可用,不過Windows 10并不支持運(yùn)行64位程序的軟件。2017年推出的華碩 NovaGo 和惠普 ENVY X2就是基于高通驍龍835平臺(tái)的 Windows 10產(chǎn)品,這兩款產(chǎn)品電池續(xù)航能超過一整天。
Windows 10成功與ARM相結(jié)合,ARM取得進(jìn)入PC市場的階段性勝利。
這邊,ARM也沒閑著。2018年,Arm推出號(hào)稱“媲美低壓版酷睿i5"的 Cortex-A76核心。高通還基于此芯片推出驍龍8cx處理器,并聯(lián)合了聯(lián)想、惠普等電腦行業(yè)巨頭打造出了“Always Connect PC”這一新的電腦品類,不過叫好不叫座。
雖然ARM在操作系統(tǒng)、芯片、電腦廠商上都做足了準(zhǔn)備,可不出現(xiàn)一款強(qiáng)有力的產(chǎn)品,整個(gè)行業(yè)對ARM架構(gòu)能推出高性能芯片這件事仍有所遲疑。
2020年,蘋果M1芯片和基于M1的Macbook,讓全行業(yè)看到了ARM架構(gòu)做高性能芯片潛力。
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和微軟不同,在嘗試ARM這件事上,微軟的態(tài)度是不斷嘗試、不放棄、兩邊游離;蘋果的態(tài)度則是研究多年、要一擊必中。
從2010年發(fā)布的第一款iPad開始,蘋果就開始在iPad和iPhone 4上使用自研芯片A4處理器。也是從這時(shí)開始,蘋果開始了對ARM架構(gòu)的自主設(shè)計(jì)、研發(fā)。
這意味著,到令業(yè)內(nèi)人士震驚的M1芯片出來,蘋果用了整整10年時(shí)間研究和研發(fā)ARM架構(gòu)。
搭載了M1芯片的Macbook,續(xù)航能力可達(dá)無線上網(wǎng)15小時(shí)。根據(jù)蘋果公布的測試數(shù)據(jù),基于ARM架構(gòu)的M1的性能,已超越英特爾的高階i9處理器。
英特爾之所以在PC市場風(fēng)頭無兩,是因?yàn)檐浖用娴牟僮飨到y(tǒng)和上層應(yīng)用軟件都是基于x86架構(gòu)研發(fā)的,在ARM架構(gòu)上運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)不佳的情況。
蘋果M1電腦發(fā)布前不久,ARM還推出了它決心征戰(zhàn)PC市場的產(chǎn)品Cortex-X1核心,一改以往ARM核心IP均衡PPA的設(shè)計(jì)哲學(xué),犧牲了芯片面積與功耗,更多專攻性能的核心。
同年12月,微軟再次在推進(jìn)ARM的路上跑起來,推出能兼容64位x86應(yīng)用的基于ARM架構(gòu)的Windows 10操作系統(tǒng)。Surface Pro X等使用ARM架構(gòu)處理器的設(shè)備,將正式支持包括ARM32、ARM64、x86和x64在內(nèi)的完整代碼體系。
而ARM 的Cortex-X1核心和微軟在操作系統(tǒng)上的動(dòng)作意味著,從2012年就開始的基于ARM架構(gòu)Windows設(shè)備在軟件兼容性、實(shí)用性上的不足,可以補(bǔ)足了。
ARM耕耘多年的PC市場,終于可以看到曙光。
在PC市場之外,數(shù)據(jù)中心也是ARM覬覦已久的領(lǐng)域。
從2011年開始,ARM公司就嘗試進(jìn)入服務(wù)器市場,Cavium、高通、AMD、華芯通半導(dǎo)體等國內(nèi)外公司都曾和ARM合作進(jìn)軍服務(wù)器市場,都以失敗告終。
Cavium的ARMv8服務(wù)器芯片ThunderX(2014年面世)有低負(fù)載卻高功耗的問題;高通Centriq 2400服務(wù)器(2017年面世)出貨僅半年,高通就退出了服務(wù)器市場;AMD的Opteron A1100服務(wù)器(2014年面世)反響平平;華芯通半導(dǎo)體推出升龍4800(2018年面世),但高通退出服務(wù)器市場后,這家高通投資的公司就關(guān)門了。
接連的打擊并沒有讓ARM放棄該市場,2018年,ARM首次推出面向這些數(shù)據(jù)中心的專門IP——面向云到邊緣基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品Neoverse,開始了面向數(shù)據(jù)中心處理器市場第二次進(jìn)軍。
此后,不少面向基礎(chǔ)設(shè)施市場的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)基于Neoverse推出芯片產(chǎn)品,云計(jì)算廠商也開始推出基于ARM架構(gòu)的自研芯片。亞馬遜云AWS推出Graviton處理器(2018年推出),華為云推出“Hi1620”的ARM服務(wù)器計(jì)算芯片(2018年推出),也就是鯤鵬920的ARM服務(wù)器芯片。2020年年底,據(jù)彭博社援引內(nèi)部人士消息,微軟也正在籌備用于 Azure 云服務(wù)器上的ARM 芯片
不過10多年來,英特爾幾乎是全球服務(wù)器市場的唯一CPU供應(yīng)商,其市場份額長期超過90%。AMD的EPYC(霄龍)服務(wù)器芯片讓英特爾市場下降,但AMD采用的也是x86架構(gòu)。
AMR若想在服務(wù)器市場有所發(fā)展,仍需補(bǔ)足生態(tài)空缺。
除移動(dòng)設(shè)備、服務(wù)器以外,ARM也將物聯(lián)網(wǎng)看作未來大有所為的發(fā)展空間。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要低成本、低功耗的芯片,Arm架構(gòu)低功耗特性與物聯(lián)網(wǎng)市場的需求非常契合。軟銀收購孫正義花320億美元收購ARM,也正是看中其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展空間。
ARM 2013年就有物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部了,當(dāng)年8月,ARM就收購了曾領(lǐng)導(dǎo)低成本、低功耗設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)6LoWPAN制定芬蘭物聯(lián)網(wǎng)軟件創(chuàng)業(yè)公司Sensinode,在物聯(lián)網(wǎng)市場布局。
到2018年,Arm布局物聯(lián)網(wǎng)的步伐開始加快,收購和產(chǎn)品發(fā)布同步推進(jìn):6月收購物聯(lián)網(wǎng)連接管理技術(shù)公司Stream Technologies;8月收購數(shù)據(jù)分析公司Treasure Data,獲得連接管理的能力和 匯總、解析大量第三方分散、孤立數(shù)據(jù)的能力。當(dāng)年,ARM還接連發(fā)布了Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)Mbed Linux OS,形成了完整的芯片IP、操作系統(tǒng)、云平臺(tái)服務(wù)的產(chǎn)品體系。
Arm公司2017年的一份PPT顯示,基于Arm架構(gòu)設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備控制器達(dá)90%,占有率較高。
不過,ARM在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展也并不順暢。物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展速度并不像想象中的快,市場難以一下子做大。孫正義曾預(yù)計(jì),到2025年,物聯(lián)網(wǎng)市場的規(guī)模將達(dá)到11萬億美元,但I(xiàn)DC數(shù)據(jù)顯示,2020年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模也才1.36萬億美元。
此外,同指令集架構(gòu)的RISC-V虎視眈眈,其開源特性和架構(gòu)優(yōu)勢,讓很多行業(yè)人士覺得,它可以在AIoT時(shí)代大有作為。RISC-V的領(lǐng)先廠商SiFive和IP廠商CEVA合作,開發(fā)面向智能家居、汽車、機(jī)器人、安保、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、工業(yè)和物聯(lián)等一系列邊緣智能SoC。這正是ARM所物聯(lián)網(wǎng)所聚焦的領(lǐng)域。
自動(dòng)駕駛領(lǐng)域是ARM進(jìn)入最晚的領(lǐng)域。2018年12月,ARM才正式宣布進(jìn)入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。
到如今,高通、德州儀器、 恩智浦、瑞薩等基于 ARM 發(fā)布的多款芯片亦在車機(jī)芯片中大量落地。
ARM預(yù)計(jì),到2029年,能參與的市場空間將達(dá)到2320億美元,而目前收入不到20億美元的ARM,離天花板還有著無盡的空間。
動(dòng)蕩之中的ARM
ARM的表現(xiàn)沒有人讓孫正義滿意。
2017-2019年,ARM營收分別為18.31億美元、18.36億美元和18.98億美元,增長微乎其微。
由于ARM已經(jīng)退市,難以看到其2020年?duì)I收,而2020 AMD、英偉達(dá)、英特爾的營收則分別為97.6億、166.75億、779億美元,差距甚遠(yuǎn)。
為收購ARM,孫正義曾接連拋售阿里、GungHo、Supercell這些公司的控股,讓ARM于2016年9月6日從倫敦證券交易所退市,完成私有化。
然而,僅四年之后,2020年9月,軟銀再次宣稱即將賣出ARM公司,英偉達(dá)宣布接手。此時(shí)孫正義對ARM的態(tài)度,已經(jīng)從考慮了10年、“一生中最重要的交易”,變成急于脫手。值得一提的是,該交易并不包括ARM的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)事業(yè)群。
單從英偉達(dá)和ARM看,這樁買賣實(shí)在是個(gè)不錯(cuò)的交易。
ARM采用的是IP授權(quán)模式,這意味著,若無法拓展到其他市場,只在市場空間已停滯多年的手機(jī)、個(gè)人電腦市場發(fā)展,ARM的營收將一直呈現(xiàn)這種小而美、增長幾乎為零的現(xiàn)狀。
英偉達(dá)強(qiáng)于GPU,目前數(shù)據(jù)中心常用英特爾的CPU加英偉達(dá)GPU的解決方案。ARM強(qiáng)于CPU架構(gòu),一旦英偉達(dá)收購ARM,就可以同時(shí)擁有CPU和GPU的能力,二者結(jié)合后,ARM可以更好地進(jìn)入數(shù)據(jù)中心市場。
不過,這一合作目前阻力重重,ARM今日成就和它中立的身份不無關(guān)系。ARM全球業(yè)務(wù)涉及將近500多家大型企業(yè),一旦被收購,存在英偉達(dá)為拿下芯片市場份額打壓競爭對手的風(fēng)險(xiǎn);哪怕沒有此類行動(dòng),英偉達(dá)提前獲得ARM的最新架構(gòu)產(chǎn)品,也足以讓競對們失去先機(jī)。
蘋果、高通等美企曾聯(lián)合起來向美國監(jiān)管部門施壓,華為等中企也向國內(nèi)監(jiān)管部門提出否決英偉達(dá)收購案的消息。英國政府也表態(tài),會(huì)對這項(xiàng)收購案進(jìn)行審核。
不過5月26日據(jù)外媒theRegister報(bào)道,ARM公司在英偉達(dá)交易完成之前,已經(jīng)實(shí)行了招聘凍結(jié),并取消了每年支付給員工的福利津貼,做足了等待收購姿態(tài)。
而ARM可能對這個(gè)收購案產(chǎn)生影響的是,ARM和安謀中國之間的爭端。
安謀中國(Arm China,以下簡稱ARM中國)成立于2018年,是中方投資人和軟銀集團(tuán)成立的合資公司。中方控股51%,其中厚樸投資擁有中方資本35%的股權(quán),吳雄昂持股16%;外方持股49%, Arm占47.33%的外資股權(quán)。
ARM中國成立后就表示“專注中國市場,做中國的核心技術(shù)”,注重自主研發(fā)基于ARM架構(gòu)技術(shù)的IP與標(biāo)準(zhǔn),通過研發(fā)更符合中國客戶需求的IP,提供更貼近客戶的本土化支持和服務(wù)。
三年以來,ARM中國陸續(xù)推出4款I(lǐng)P產(chǎn)品——“周易”AIPU、“星辰”處理器、“山海”信息安全解決方案和“玲瓏”i3/i5 ISP處理器。
但2020年6月10日,ARM發(fā)媒體聲明稿,表示聯(lián)合大股東厚樸投資,以危害公司利益為名,罷免吳雄昂安謀中國CEO一職。次日,ARM中國發(fā)聲明表示ARM的指控莫須有,罷免程序不具合法性,吳雄昂繼續(xù)擔(dān)任CEO一職領(lǐng)導(dǎo)公司。上演了一出換帥鬧劇。
(ARM 中國公開信)
7月28日,ARM中國還在官方公眾號(hào)發(fā)布了一則附有公司員工簽名的聯(lián)名信,力挺吳雄昂。
(ARM中國公眾號(hào)發(fā)布的聯(lián)名書)
ARM曾連續(xù)派遣三名高管接替吳雄昂的位置。今年4月,彭博社曾報(bào)道有知情人士表示,吳雄昂將起訴這三名高管,要求他們歸還公司財(cái)產(chǎn),旨在將ARM中國控制權(quán)保留在現(xiàn)任CEO吳雄昂手中。不過到目前為止,并未看到和此次訴訟相關(guān)消息。
中國市場對ARM很重要,2018年中國市場占據(jù)ARM整體銷售額的五分之一;而2019年ARM中國年增長近50%,占ARM全球IP業(yè)務(wù)的27%。這個(gè)增長態(tài)勢和營收增長幾乎為零的ARM公司相比,可謂是難得的活水。ARM中國也很難脫離ARM發(fā)展,畢竟,ARM中國的底層技術(shù)基因是總公司的產(chǎn)品。
目前,ARM和ARM中國的合作交流仍在繼續(xù)。
36氪了解到,ARM中國的工作仍在繼續(xù)推進(jìn)。對于此事,吳雄昂對員工的回復(fù)是“這是工作股東層面的事情,公司股東會(huì)解決”,而ARM和ARM中國的員工也仍在進(jìn)行正常的技術(shù)交流。
無論是收并購,還是換帥風(fēng)波,事情要解決,公司也要繼續(xù)發(fā)展。
進(jìn)入2021年后,ARM可謂是極其規(guī)律地更新著最大的變化。
先是在3月,ARM發(fā)布v9指令集,取代了已更新10年的v8;緊接著,4月,ARM基于v9發(fā)布了面向數(shù)據(jù)中心IP的“ARM Neoverse N2”;就在前幾天的5月25日,ARM還發(fā)布3款CPU和3款GPU核心設(shè)計(jì),為ARM筆記本、高端手機(jī)處理器、智能手表等產(chǎn)品提供新解決方案。
縱觀ARM發(fā)展,從賭博機(jī)系統(tǒng)到眾多產(chǎn)品的底層基礎(chǔ),幾經(jīng)收購,ARM做底層架構(gòu)的內(nèi)核從不曾改變,時(shí)代機(jī)遇、多年籌謀、生態(tài)建構(gòu)成就了如今的ARM。
如今,ARM所屬前途未卜,但ARM架構(gòu)入駐除手機(jī)以外其他領(lǐng)域,和x86架構(gòu)對壘的態(tài)勢卻不會(huì)改變。
參考資料:
ARM起源史:一家英國小公司如何發(fā)明了ARM并改變了世界,機(jī)器之心
ARM 成長史:殺出奇才輩出的七十年代,虎嗅
Arm高性能之路:從全軍覆沒,到重整旗鼓,電子工程專輯
Arm的十年P(guān)C征程,和微軟的“曖昧”,電子工程專輯
Arm的物聯(lián)網(wǎng)野望與危機(jī),愛集微
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