ARM與英特爾的深度對比　一分鐘了解ARM公司

ARM與英特爾所稱霸的芯片領域是傳統(tǒng)的PC及服務器市場，而ARM則是移動終端芯片領域毫無疑問的巨頭。ARM與英特爾雖然同在半導體行業(yè)，但在發(fā)展領域、成就和商業(yè)模式上卻完全不同。

提起芯片廠商，相信每一個人都會想起的是英特爾、三星、高通等這些公司，但今天軟銀要花243億英鎊收購的這家芯片公司——ARM——你了解嗎？

ARM被譽為英國最成功的科技公司，與在互聯(lián)網(wǎng)浪潮中默默無聞的英國一樣，它低調(diào)到外行人基本沒有聽過它的名字，但這并不影響它在整個半導體行業(yè)的地位。ARM究竟發(fā)展如何？其與英特爾的關系又是什么？

與英特爾并駕齊驅(qū)的ARM

從移動智能終端起步到現(xiàn)在，ARM一直處于這個芯片市場的領導地位。2015年，包括高通、三星、聯(lián)發(fā)科等在內(nèi)的全球1384家移動芯片制造商都采用了ARM的架構，全球有超過85%的智能手機和平板電腦的芯片都采用的是ARM架構的處理器，超過70%的智能電視也在使用ARM的處理器。

▲圖片說明：ARM在半導體領域的市場份額（資料來源：2015年ARM財報）

完全不同的商業(yè)模式

2015年ARM的營收達到為14.89億美元，而英特爾則為516.9億美元。差距懸殊的原因是在于二者的商業(yè)模式完全不同。

英特爾研發(fā)、制造芯片并銷售，而ARM則是把技術授權給其他半導體制造商，從中收取少量的授權費。

雖然從營收和估值上看，ARM和英特爾對比懸殊，但事實上，作為以技術創(chuàng)新和技術授權為主的ARM一直站在半導體產(chǎn)業(yè)鏈的上游。

在ARM這種商業(yè)模式下，基本上全球所有的半導體公司都與ARM達成協(xié)議，采用ARM的芯片架構與技術，把重心放在生產(chǎn)與銷售上。而ARM收取的授權費則繼續(xù)再投入到研發(fā)中，以此反復。

2015年，ARM有一半的收入來自于其幾年前的一項技術，從智能手機到移動基站，從WiFi熱點到企業(yè)網(wǎng)絡，從智能電視到視頻點播服務器，承載著ARM架構設計的芯片幾乎無處不在。售賣知識產(chǎn)權的模式讓ARM處于整個行業(yè)價值鏈頂端，授權企業(yè)的盈虧都與它無關。

而反觀英特爾，雖然整體營收巨大，卻止不住下跌趨勢，所以ARM在商業(yè)模式就比其成功了不止一點。

▲圖片說明：ARM技術授權在各領域比例（資料來源：2015年ARM財報）

▲圖片說明：ARM營收構成（資料來源：2015年ARM財報）

移動領域發(fā)起的新競爭

一個研發(fā)、制造并銷售，一個只是售賣IP，是不是英特爾與ARM就不存在競爭了呢？

確實，由于ARM的授權費相當?shù)土瑥膶嶋H的營收角度看，在過去幾年的半導體公司收入排行中，三星緊跟在榜首英特爾的后面，因此三星才是英特爾實質(zhì)性的競爭對手。

但隨著移動終端芯片市場的不斷擴大，英特爾也看到了市場的未來所在，一直想憑借在PC及服務器芯片市場上的絕對優(yōu)勢，將芯片架構引入移動終端，因此這幾年動作頻頻，但卻因為其超高的功耗而顯得困難重重，而ARM向來只設計低功耗處理器，所以在移動終端領域的芯片競爭，英特爾顯得有些力不從心。

面對英特爾進攻的壓力，ARM也喊出：“英特爾想通吃電腦和手機兩塊市場，我們要說NO！”這幾年，ARM一方面推出新的架構（如big.LITTLE架構），另外一方面也不斷改進核心結(jié)構提升性能，吸引相關廠商將ARM架構引入PC和服務器市場。

附：ARM的成長史

1978年，ARM前身Acorn RISC Machine于劍橋成立。

1985年2月，當時的IT巨頭Olivetti收購Acorn 49.3%的股份，更多地將ARM處理器用于研發(fā)，這讓Acorn發(fā)展受阻，所以Acorn選擇獨立。

1990年11月，Acorn、Apple和VLSI共同出資創(chuàng)建了ARM。Acorn RISC Machine正式更名為Advanced RISC Machine。

1993年，Cirrus Logic和德州儀器公司先后加入ARM陣營。當年ARM7問世。

1997年，ARM里程碑產(chǎn)品ARM9發(fā)布，標志著ARM處理器正式進入微處理器領域。

1998年4月17日，ARM在英國倫敦證交所和美國納斯達克上市。

2004年，Cortex系列處理器誕生，從此不再用數(shù)字為處理器命名。它分為A、R和M三類，面向不同的市場。

2008年，ARM芯片的出貨量正式突破100億片

2010年6月，蘋果表示有意以80億美元的價格收購ARM，但遭到拒絕。ARM公司CEO Warren East稱“ARM公司作為獨立公司更具價值”。

2011年，ARM推出了旗下首款64位架構ARMv8，還推出了big.LITTLE技術，高性能核心與節(jié)能核心相結(jié)合。

2013年12月13日，ARM收購著名光引擎技術公司Geomerics，擴大在圖形技術行業(yè)的領先地位。

2015年，ARM基于ARMv8架構推出了面向企業(yè)級市場的新平臺標準，此外還開始在物聯(lián)網(wǎng)領域發(fā)力。

ARM與英特爾開啟人工智能戰(zhàn)爭

ARM本身的研發(fā)體制也很強，主要透過購并、異業(yè)結(jié)盟來做為強化手段，尤其近2年，ARM在資安、高端運算、醫(yī)療等領域的動作頻頻。

2015年7月ARM購并以色列網(wǎng)絡安全公司Sansa Security，Sansa Security主要業(yè)務為提供嵌入式芯片安全系統(tǒng)設計，完成購并后，ARM可望在旗下芯片增加更多安全功能，而ARM也致力提升自家網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全性，如2016年10月將軟硬件解決方案TrustZone從手機用的Cortex-A系列處理器，延伸到小型物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備用的Cortex-M系列處理器。TrustZone在韌體更新時，能偵測軟件是否被竄改，或感染病毒。

目前ARM在高效能運算的技術研發(fā)是和伙伴關系的富士通（Fujitsu）為核心，富士通已表明，在下一代超級電腦Post-K將使用ARMv8架構，Post-K計劃于2020年推出。

放眼望去，能開發(fā)搭載超大核心處理器的公司，僅有英特爾等少數(shù)幾家，而富士通具有長年研發(fā)超大核心的經(jīng)驗，若能由此提供ARM架構處理器，將可克服ARM過往服務器性能不如英特爾Xeon的問題，有利ARM推展服務器市場。

ARM在和富士通合作研發(fā)的高效能運算技術中，嵌入SIMD單指令多數(shù)據(jù)指令，因此，相較過往單精度32bit或雙精度64bit的運算，大幅降低了深度學習過程所需電力，而在手機用Cortex-A系列處理器，也加入適用人工智能演算的指令，以有效執(zhí)行影像、聲音辨識等的處理。

善于水平分工、廣結(jié)善緣的ARM，正式向英特爾宣戰(zhàn)，而這場人工智能之戰(zhàn)，誰勝誰負尚未得知。

據(jù)國外媒體報道，ARM預計，其聯(lián)網(wǎng)筆記本電腦（always-connected laptop）中央處理器（CPU）的性能在直到2020年期間將以每年15%的速度提高。該公司表示，其設計的ARM芯片將用于Windows筆記本電腦和其他設備（例如Chromebook），與采用英特爾芯片的Windows筆記本電腦相比，采用ARM芯片的Windows筆記本電腦的性能提高得更快。

ARM營銷主管伊恩·斯邁斯（Ian Smythe）在一篇博客文章中表示，該公司正在定位自己，目標是從英特爾手中搶奪聯(lián)網(wǎng)5G筆記本電腦市場份額。

“在過去五年里，ARM技術的進步給我們的智能手機帶來了臺式機級別的個人電腦性能，從根本上改變了我們在日常生活中使用技術的方式，”伊恩·斯邁斯表示，“這是ARM每年都推出新的世界級CPU設計的直接結(jié)果，自2013年以來，這種設計在指令/時鐘（IPC）性能方面每年都能實現(xiàn)兩位數(shù)字的增長?！?/p>

ARM的這一預測，基于其制程設計以及芯片制造伙伴在制程技術方面的預期收獲，但這一預測或許有違芯片業(yè)著名的摩爾定律。摩爾定律（Moore‘s Law）曾預言芯片上的晶體管數(shù)量將每隔兩年增加一倍，但是這一預言中的增長速度在實際中正在放慢。

同時，5G無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理所需的半導體也面臨著新的挑戰(zhàn)。

ARM改善客戶端CPU性能的最新例子是推出了Cortex-A76 CPU，與上一代相比，在不影響能效情況下，它的性能提高了35%。

ARM預計，首批7納米技術的制造產(chǎn)品將于今年晚些時候投入生產(chǎn)，這將給ARM CPU帶來性能提升。展望未來，ARM預計從現(xiàn)在到2020年，制造業(yè)和芯片設計都將得到改善。

Cortex-A76的下一代將取名為Deimos，并于2018年交付給ARM合作伙伴。優(yōu)化為最新的7納米制造工藝的Deimos，基于Arm DynamIQ技術，預計其計算性能將至少提升15%。

在2019年，代號為Hercules的CPU將提供給ARM合作伙伴。Hercules也基于DynamIQ技術，它將提升至最新的5納米和7納米節(jié)點兩個技術。Hercules保持著計算性能的提升，同時還將功率和面積效率提高了10%（除了來自5納米進程節(jié)點可以實現(xiàn)的效率增益）。

伊恩·斯邁斯表示，ARM客戶端CPU的路線圖旨在利用5G將給所有客戶設備帶來的顛覆性創(chuàng)新。他說，再加上硅代工合作伙伴的創(chuàng)新，ARM芯片將能夠突破x86的主導地位，未來五年內(nèi)將能夠在Windows筆記本電腦和Chromebook領域獲得巨大的市場份額。

領先的PC制造商正在推出基于ARM的機器。這些機器由基于ARM架構的高通Snapdragon系統(tǒng)芯片（SoC）驅(qū)動，可以運行Windows 10。伊恩·斯邁斯表示，這些基于ARM的筆記本電腦，已經(jīng)由華碩、聯(lián)想、惠普和三星電子公司推出。與微軟一起，這些合作伙伴為用戶提供了一個新的連通性選擇，并提供了一年前無法實現(xiàn)的永遠在線體驗。