X86與ARM交鋒 誰將主宰未來核“芯”市場 - 全文

　　X86與ARM針鋒相對

　　超極本和平板電腦的差異已經(jīng)不明顯，兩者的區(qū)別也在逐漸模糊。必然會有打算入手筆記本的消費者轉而去選擇平板電腦。平板電腦和智能手機，已經(jīng)對PC市場造成了很大的沖擊，隨著平板電腦鍵盤的出現(xiàn)，勢必會對筆記本和超極本市場造成更大的沖擊。而Intel進軍手機市場，同樣對ARM的沖擊也是相當?shù)拇蟆＞涂催@幾大廠商在移動互聯(lián)領域的動作和新品發(fā)布就能看出，X86與ARM已經(jīng)針鋒相對，一場大戰(zhàn)不可避免。

　　X86與ARM針鋒相對

　　首先讓我們簡單了解一下這兩種架構

　　Intel X86處理器

　　x86或80x86是英特爾Intel首先開發(fā)制造的一種微處理器體系結構的泛稱。該系列較早期的處理器名稱是以數(shù)字來表示，并以“86”作為結尾，包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486，因此其架構被稱為“x86”。由于數(shù)字并不能作為注冊商標，因此Intel及其競爭者均在新一代處理器使用可注冊的名稱，如Pentium。現(xiàn)時Intel把x86-32稱為IA-32，全名為“Intel Architecture， 32-bit”。

　　　x86架構

　　x86架構是重要的可變指令長度的CISC（復雜指令集計算機，Complex Instruction Set Computer）。字組（word， 4字節(jié)）長度的存儲器訪問允許不對齊存儲器地址，字組是以低位字節(jié)在前的順序儲存在存儲器中。向前兼容性一直都是在x86架構的發(fā)展背后一股驅動力量（設計的需要決定了這項因素而常常導致批評，尤其是來自對手處理器的擁護者和理論界，他們對于一個被廣泛認為是落后設計的架構的持續(xù)成功感到不解）。但在較新的微架構中，x86處理器會把x86指令轉換為更像RISC的微指令再予執(zhí)行，從而獲得可與RISC比擬的超標量性能，而仍然保持向前兼容。x86架構的處理器一共有四種執(zhí)行模式，分別是真實模式，保護模式，系統(tǒng)管理模式以及虛擬V86模式。

　　ARM處理器

　　ARM架構（過去稱作進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine），更早稱作Acorn RISC Machine）是一個32位元精簡指令集（RISC） 中央處理器（processor）架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)（embedded）設計。由于節(jié)能的特點，ARM處理器非常適用于移動通訊領域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。在今日，ARM家族占了所有32位元嵌入式處理器75%的比例［1］，使它成為占全世界最多數(shù)的32位元架構之一。ARM處理器可以在很多消費性電子產(chǎn)品上看到，從可攜式裝置（PDA、移動電話、多媒體播放器、掌上型電玩，和計算機）到電腦周邊設備（硬盤、桌上型路由器）甚至在導彈的彈載計算機等軍用設施中都有他的存在。在此家族中衍伸的重要產(chǎn)品還包括Marvell的XScale架構和德州儀器的OMAP系列。

　　簡單了解過兩種架構之后，就讓我們盤點一下在最近發(fā)生在兩者之間的大事件。

　　相關事件一：X86 架構手機

　　聯(lián)想K800

　　x86架構的Android設備出現(xiàn)在2012年的CES大展上，由聯(lián)想首發(fā)與英特爾合作的Medfield智能手機——聯(lián)想K800。在聯(lián)想高調(diào)發(fā)布首款X86架構K800智能手機的現(xiàn)場，英特爾人的表現(xiàn)看上去比聯(lián)想員工更激動，因為這是一款采用了英特爾處理器的智能手機。目前有超過80%的全球個人電腦都采用的是英特爾處理器，但是在移動終端領域，英特爾的腳部明顯有些慢了，ARM和英特爾一直在努力向對方的領地擴張，ARM芯片在拓展PC和服務器市場，而英特爾也在加大智能手機和平板電腦的投入。聯(lián)想K800在上市之初并不被人們所看好，我想這款產(chǎn)品面世的意義更多的是要證明英特爾要進軍智能手機領域的一個號角。

　　搭載Intel處理器的聯(lián)想K800

　　據(jù)聯(lián)想的測試，K800雖然采用的是英特爾單核凌動處理器Z2460，速度卻直追其他廠商的四核處理器。作為首款采用英特爾X86架構處理器的手機，聯(lián)想樂Phone K800自曝光之日起就備受矚目。它搭載了主頻1.6GHz的英特爾Atom Z2460移動處理器，并具有PC處理器的超線程能力，此外還配備了4.5英寸1280×720分辨率的超大高清屏幕，內(nèi)置1GB RAM及可攝錄1080p視頻的800萬像素攝像頭，運行Android 2.3版本系統(tǒng)，配置可謂十足。聯(lián)想K800采用英特爾處理器智能手機將具備更小的功耗，能夠維持8小時3G通話，待機時間則長達14天。視頻播放時間達到6小時，音頻播放則可達到45小時。

　　聯(lián)想K800

　　從配置上我們可以看出聯(lián)想K800的配置還是很霸道的，X86在性能方面的優(yōu)勢大家有目共睹。但是在K800發(fā)布之前，很多人都擔心其續(xù)航問題，但是，我們看到聯(lián)想K800采用英特爾處理器智能手機將具備更小的功耗，能夠維持8小時3G通話，待機時間則長達14天。視頻播放時間達到6小時，音頻播放則可達到45小時。這樣的續(xù)航能力已經(jīng)相當不錯，說明Intel在功耗上的控制還是很到位的。K800的續(xù)航能力跟主流智能手機基本持平，所以之前大家擔心的續(xù)航已經(jīng)不存在問題。

　　X86架構安卓平板電腦

　　除此之外還有支持X86架構的安卓平板電腦。

　　相關事件二：英特爾欲憑凌動先發(fā)制人

　　在ARM還未威脅到自己的傳統(tǒng)優(yōu)勢領域之前，英特爾已經(jīng)先發(fā)制人，向嵌入式領域發(fā)起了進攻。經(jīng)過兩年的發(fā)展，原本為便攜移動設備設計的凌動處理器已經(jīng)全面殺入了嵌入式市場，在互聯(lián)網(wǎng)電視、車載設備方面取得了一定的成績。英特爾的舉動給ARM帶來壓力的同時，也會迫使ARM在壓力下更為積極地進行拓展。

　　Intel凌動處理器

　　現(xiàn)如今X86硬件體系中有3家是核芯，分別是intel、nvidia和AMD，3家為了自己的處于日后的領導地位對未來做出了不同的選擇：

　　首先，intel，intel希望日后X86的CPU價格能夠繼續(xù)統(tǒng)治整個X86領域，甚至延伸到嵌入式領域比如現(xiàn)在手機中和平板上用的ATOM，甚至想讓這個結構帶入顯卡領域，畢竟X86的CPU領域中他是王者，很多規(guī)則他說了算，這個是intel選擇的道路。

　　Intel凌動處理器

　　其次是nvidia，nvidia在費米時代就開始引入了顯卡的通用計算，他希望顯卡能夠替代CPU成為電腦領域里面新的核芯，因為現(xiàn)在顯卡已經(jīng)接替了CPU不少的工作，而且在并行計算領域中他也有所建樹了，軟件接口做的也不錯了，這個是nvidia所選擇的道路。

　　Nvida Tegra處理器

　　最后一條就是AMD，AMD同時擁有CPU和顯卡的不俗實力，而CPU適合做串行式的計算，GPU適合做并行式的計算，兩者成為一種互補的關系，利用這種互補的關系的形成的就是APU，這個是理論上最好的方式，混合運算這個就成為了AMD選擇的道路。

　　AMD APU處理器

　　三家任何一家取得勝利之后實際上都會成為一家獨大的局面，和現(xiàn)在的intel沒多大的區(qū)別，那么三家都有優(yōu)勢和劣勢：

　　未來會不會屬于APU取決于：1、intel的顯卡性能能不能有足夠的提升來支持混合運算，2、AMD能不能解決產(chǎn)能和利潤問題來提升產(chǎn)品性能以及提升市場占有率來讓軟件廠商支持他的混合運算體系這兩點，nvidia混合運算就不要考慮了他們有CPU也不打算進入X86CPU領域，他想的是用GPU替代CPU成為電腦的核芯，就算他想進入混合運算領域也必須和intel或者AMD合作，以intel的強勢和AMD本身就有不俗的顯卡設計能力來說基本不可能和他合作。所以短期內(nèi)是不用擔心現(xiàn)有的體系被破壞的。

　　相關事件三：NVIDIA謀求破局

　　NVIDIA謀求破局

　　在PC領域的三大芯片供應商中，NVIDIA的地位最為尷尬。雖然它在圖形處理器市場風生水起，并憑借CUDA在高性能計算領域殺出一條新路，但與另兩家相比，沒有自己的CPU是其競爭中的軟肋，這甚至讓NVIDIA的芯片組業(yè)務也受到影響?；贏RM架構的Tegra2的推出改變了NVIDIA無CPU的歷史，并擴大了ARM在移動設備領域的市場影響力，NVIDIA在PC和高性能領域的影響力也許也能成為ARM進一步擴展的助力。

　　Nvdia Tegra處理器

　　據(jù)《華爾街日報》報道，聯(lián)想目前已經(jīng)跟英偉達建立合作關系，他們正一起在研發(fā)Windows RT平板電腦，并且該款平板還將帶有一個實體鍵盤。此前有相關報道表示，微軟已經(jīng)跟一些芯片制造商和OEM合作，從而限制這些硬件開發(fā)商的活動。不過，相關報道顯示，英偉達還是跟聯(lián)想公司合作了，為其提供ARM芯片。

　　相關事件四：Win8支持ARM

　　北京時間6月8日，COMPUTEX 2012臺北電腦展進入第三天議程，不同于前兩天的大型發(fā)布會云集和新品連續(xù)曝光，第三天顯得少許平淡，但在今天上午，本站前方記者參加了一場獨特的媒體交流會，對話對象是一向深藏于幕后的英國ARM公司，作為全世界絕大部分移動SoC架構標準的實際擁有者和控制者，ARM似乎顯得太低調(diào)了。

　　ARM無意進軍芯片制造業(yè) 為國內(nèi)芯片制造商浦路

　　Win8支持ARM處理器

　　詹姆斯·布魯斯首先介紹了ARM其建立起的獨特生態(tài)模式，并表示肯定不會考慮進軍處理器制造業(yè)，他表示ARM每年只生產(chǎn)100片左右的處理器用來測試工藝，這是ARM生產(chǎn)的全部芯片。ARM專注于移動SoC架構設計，盈利來源于IP（知識產(chǎn)權）授權，雖然盈利比不上英特爾等處理器業(yè)界巨頭，但由于ARM專注于目前的業(yè)務，資金完全足以保證新產(chǎn)品的研發(fā)。

　　與很多上游廠商傾向于控制下游企業(yè)并制定游戲規(guī)則不同，ARM鼓勵合作伙伴創(chuàng)新，NVIDIA的四加一（Tegra 3）和高通的Krait都是非常優(yōu)秀的創(chuàng)新，ARM不會去制定產(chǎn)品標準或產(chǎn)品認證。

　　Nvdia處理器

　　ARM還將為大陸芯片設計公司帶來機會，在傳統(tǒng)PC業(yè)界大陸除了組裝制造業(yè)之外沒有其他的利潤，但是加入ARM陣營后，國內(nèi)芯片制造公司在購買ARM的授權費后就有機會進入上游產(chǎn)業(yè)，這給很多國內(nèi)廠商，比如華為（海思）、瑞芯微等帶來了更廣闊的市場。

　　ARM將Windows帶入移動互聯(lián)時代 Windows RT強于Windows 8

　　ARM將Windows帶入移動互聯(lián)時代

　　在本屆COMPUTEX上，Windows平臺新品不斷，其中不僅有基于英特爾處理器的產(chǎn)品，也同樣有基于ARM架構處理器的產(chǎn)品，詹姆斯·布魯斯對此表示是ARM讓Windows的用戶使用體驗發(fā)生了革命性的變化，目前市場上基于ARM架構處理器的平板電腦和智能手機已經(jīng)實現(xiàn)了隨時待機、隨時聯(lián)網(wǎng)、隨時隨地訪問Facebook和微博，ARM處理器將把同樣的使用體驗帶給Windows平臺。

　　高通在本屆COMPUTEX上展示基于ARM架構處理器的Windows 8平板電腦

　　搭載Windows8操作系統(tǒng)的平板電腦

　　針對有記者談到英特爾架構處理器在Windows 8上更有優(yōu)勢的問題，詹姆斯·布魯斯表示這種說法是錯誤的，微軟推出了基于ARM架構處理器的Windows RT操作系統(tǒng)，采用該操作系統(tǒng)的產(chǎn)品擁有低功耗、超長待機等特性，這能給傳統(tǒng)PC、傳統(tǒng)應用帶來全新的使用體驗，因此在移動領域，Windows RT產(chǎn)品將比傳統(tǒng)Windows 8的產(chǎn)品更有優(yōu)勢。

　　ARM表示 Intel短期內(nèi)不會造成威脅

　　針對目前業(yè)界熱炒的“英特爾攜手聯(lián)想進軍移動產(chǎn)業(yè)，對ARM構成威脅”的說法，我們詢問了詹姆斯·布魯斯先生的看法，他表示ARM的官方說法是英特爾是一家大公司、擁有大量的資金儲備，其生產(chǎn)的產(chǎn)品很杰出，可以讓大象跳舞（指COMPUTEX上大量展示的平板電腦超極本變形產(chǎn)品，如華碩太極超極本），其在傳統(tǒng)PC領域的優(yōu)勢毋庸置疑。

　　ARM處理器

　　但ARM在移動領域的優(yōu)勢同樣無法撼動，英特爾每年的出貨量約為10億片，而ARM則是80億片，去年全球ARM處理器智能手機的出貨量為4.7億部，已經(jīng)超過了PC的總出貨量，這還不計算平板電腦和其他移動終端產(chǎn)品。ARM在全世界范圍內(nèi)擁有海量的合作伙伴，包括三星、HTC等等移動終端業(yè)界的領先者，其生產(chǎn)的產(chǎn)品采用不同的ARM架構處理器，擁有完全不同的使用體驗，對應用戶各種各樣的需求，這是英特爾產(chǎn)品所無法比擬的，從某種意義上講是全世界的手機對決聯(lián)想的智能手機。

　　Intel處理器的聯(lián)想K800手機

　　ARM在全世界的合作伙伴生產(chǎn)有各種不同特性的移動SoC平臺，下游廠商也根據(jù)不同的處理器生產(chǎn)不同特性的產(chǎn)品，ARM通過該生態(tài)模式覆蓋了所有用戶人群，使用ARM架構處理器的產(chǎn)品表現(xiàn)非常優(yōu)秀。在ARM看來，英特爾在智能手機市場推出了兩款新品（聯(lián)想K800和印度Lava公司的產(chǎn)品）并沒有給人驚艷的感覺，因此智能手機目前還不需要貼上“Intel inside”的標志。

　　ARM在架構上的優(yōu)勢大于英特爾在制程上的優(yōu)勢

　　本站記者隨后提出英特爾在工藝制程上存在巨大優(yōu)勢，該優(yōu)勢可能是英特爾在移動處理器業(yè)界取得成功的關鍵，對此，ARM方面回應：英特爾也許擁有全世界最好的處理器制造工藝，但其合作伙伴也在飛快的進步著，高通22nm工藝的處理器在明年就會量產(chǎn)。ARM在處理器代工業(yè)界擁有大量的合作伙伴，包括三星、TSMC（臺積電）、UMC（聯(lián)華電子）、Global Foundries以及中國大陸的SMIC（中芯國際）等，ARM的優(yōu)勢非常大，比英特爾在工藝上的優(yōu)勢要大得多。

　　三星最近發(fā)布的新一代旗艦手機Galaxy SIII

　　ARM處理器架構

　　單純用數(shù)位工藝看的話，英特爾是領先，但如果將眼光放寬，ARM的合作伙伴才是領先的，英特爾應用于智能手機的Atom移動處理器是32nm制程，如果英特爾有優(yōu)勢，為什么不直接做到22nm呢？這證明英特爾在整合方面有問題的，而ARM的合作伙伴已經(jīng)走到28nm制程。

　　合作伙伴正在進軍PC領域 英特爾也是ARM客戶

　　ARM首先否認其將大舉進軍PC領域的說法，詹姆斯·布魯斯表示是ARM的合作伙伴決定將ARM架構處理器引入PC市場，ARM鼓勵市場競爭和創(chuàng)新，ARM架構處理器能夠進軍PC領域將給用戶帶來全新的使用體驗，最終使消費者受益。

　　同樣，ARM也不排斥英特爾進軍移動領域，很歡迎英特爾將其生產(chǎn)的處理器向ARM架構方向演進，事實上，隨著英特爾收購英飛凌無線業(yè)務部門，其已經(jīng)成為了ARM的客戶。

　　設想ARM與x86將只能剩下一個

　　我們可以大膽設想，ARM與x86將只能剩下一個。

　　也許有人會嘲笑作者無知。ARM與x86的架構差別相當?shù)拇?。它們兩者一個在移動領域舉足輕重，一個在PC、服務器市場呼風喚雨，在各自的領域內(nèi)都無可替代。說兩者中任何一個要消失，都讓人難以置信。然而，ARM和x86的本質(zhì)都是計算芯片?，F(xiàn)在，計算早已在發(fā)生深刻的變化。試想，當人們能夠通過電視上網(wǎng)，能夠用平板電腦撰寫報告和生成報表，能夠用手機收發(fā)電子郵件。

　　“相關工作已經(jīng)啟動，系統(tǒng)設計師正在積極考慮ARM架構。2010年，ARM CEO沃倫伊斯特表示，到2014年，ARM架構的服務器將開始蠶食x86的市場份額。實際上，ARM公司創(chuàng)始之初，瞄準的目標就是PC市場。只是由于面臨經(jīng)營壓力，才退出了PC市場的角逐，并轉向授權的經(jīng)營模式。

　　與此同時，x86陣營也沒有閑著。英特爾在過去兩年一直在緊鑼密鼓地向嵌入式領域滲透。凌動處理器的轉型、收購風河、發(fā)展MeeGo，在嵌入式領域已經(jīng)形成了完整的布局。

　　AMD臥薪嘗膽多年，終于推出了集CPU與GPU之大成的APU。據(jù)AMD透露，即將推出的新處理器能在9瓦的功耗下提供優(yōu)秀的圖形計算能力。這讓它在移動設備方面的前景更為廣闊。

　　與x86陣營的企業(yè)不同，ARM沒有工廠，也不售賣芯片。它只是將自己掌握的技術授權給其他合作伙伴，并收取少量授權費用。這導致，雖然ARM芯片具有巨大的出貨量，但ARM的營收卻并不驚人。與此同時，它的擴張，也完全憑借合作伙伴來完成。飛思卡爾、意法半導體、三星和蘋果等行業(yè)巨頭都是ARM開疆擴土的伙伴。憑借這些伙伴的努力，ARM在手機等領域取得了無人可比的地位。不過，ARM之前的合作伙伴的長項并不在PC和服務器領域。不貿(mào)然投入陌生領域，是商業(yè)競爭中大公司避免財務波動的不二法則。

　　因此，ARM一方面得益于自己的商業(yè)模式，憑借合作伙伴的力量占領了一部分市場;另一方面，又受限于合作伙伴的想法，無法自由地進入一個新的領域。

　　不過，2010年，ARM與兩個重要的合作伙伴加深了合作，它們所熟悉的市場恰恰是PC和服務器領域。它們就是NVIDIA和微軟。

　　NVIDIA和微軟合作

　　今年的GPU高性能計算峰會上，NVIDIA總裁黃仁勛公開表示，未來的服務器會形成ARM、x86和GPU三分天下的局面。

　　未來的服務器會形成ARM、x86和GPU三分天下的局面

　　2010年，微軟與ARM的距離不斷拉近。2010年年中，微軟與ARM簽訂了授權協(xié)議，“擴展了兩家公司之間的合作關系”。ARM表示微軟獲得的是ARM最高級別的授權，而微軟則稱新授權協(xié)議會大大強化微軟對ARM架構產(chǎn)品的研發(fā)能力。果不其然，僅過了半年，就爆出了微軟將在2011年CES上展示支持ARM的操作系統(tǒng)的消息。

　　蘋果的存在也為ARM戰(zhàn)役帶來了變數(shù)。借PC起家，又憑借消費電子奠定了行業(yè)地位的蘋果素來能推出讓人耳目一新的產(chǎn)品。介于傳統(tǒng)PC和移動設備之間的設備正是ARM與x86正面對決的灘頭陣地。平板電腦就是這樣的產(chǎn)品。蘋果最終會偏向哪方？我想之前喬布斯也許知道，至于現(xiàn)在，到底誰知道就不好說了。

　　蘋果的存在也為ARM戰(zhàn)役帶來了變數(shù)

　　小編總結：

　　不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在市場的競爭主要在于ARM與英特爾在移動領域的競爭關系，與英特爾強調(diào)其在高性能計算和制程方面擁有絕對優(yōu)勢相似，ARM也在著力強調(diào)應用其架構的處理器在功耗方面的優(yōu)秀表現(xiàn)，兩家所發(fā)表的言論都是基于其各自的利益出發(fā)，很難稱得上客觀。在筆者看來，ARM所倡導的全新生態(tài)系統(tǒng)確實足以威脅英特爾在上游產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)治地位，但在短時間內(nèi)，ARM架構處理器依然無法在高性能計算領域挑戰(zhàn)英特爾，同樣的，英特爾想要撼動ARM在移動SoC領域的霸主地位也要走很長的路。但是隨著Intel的超極本和平板電腦之間的界限逐漸模糊和平板電腦對筆記本市場的不斷蠶食，相信Intel不會坐視不管，兩者在未來的競爭中將會產(chǎn)生更大的摩擦。小編預計兩者將會在平板電腦與輕薄筆記本之間發(fā)生大規(guī)模的交鋒，可以說兩虎相爭必有一傷，但究竟孰勝孰負，實難意料。