Arm 芯片的下一站

????????????隨著(zhù) Arm 架構芯片在移動(dòng)設備、嵌入式設備中的普及，憑借算力、功耗、生態(tài)上的快速發(fā)展，Arm 架構芯片正大舉進(jìn)攻高性能計算市場(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(píng)果 M1 芯片用不到一年時(shí)間就開(kāi)始撬動(dòng) x86 陣營(yíng)在傳統 PC 芯片市場(chǎng)上數十年的主導地位。調研機構 Counterpoint 也曾給出預測，在 2027 年基于 Arm 的 pc 市場(chǎng)份額將增長(cháng)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 的硬件運行 Mac 操作系統的能力使蘋(píng)果占據了基于 Arm 的筆記本電腦市場(chǎng)的 90%。正如開(kāi)篇所說(shuō)，蘋(píng)果正在以一己之力帶動(dòng) Arm 架構芯片在筆記本電腦的征途。得益于 ARM 架構低功耗的特點(diǎn)，搭載 M1 芯片的蘋(píng)果 MacBook 系列筆記本電腦，電池續航達到了 20 小時(shí)，相比搭載 X86 架構處理器的筆記本有著(zhù)成倍提升。同時(shí) M1 集成的 8 核心 GPU 甚至超過(guò) X86 架構英特爾的集顯，堪稱(chēng)移動(dòng)端最強集成顯卡。

在筆記本領(lǐng)域，其實(shí)不止蘋(píng)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(mén)、耗電極低，全時(shí)在線(xiàn)的產(chǎn)品大受歡迎。在京東上，一臺 Chrombook 筆記本電腦預估的到手價(jià)格不到 1800 元?？梢钥吹?，搭載 Arm 架構 CPU 的筆記本電腦當前主要集中在最極端的兩個(gè)市場(chǎng)；傳統 x86 架構仍牢牢把持著(zhù)中高端市場(chǎng)。

Arm 的 PC SoC 與 x86 CPU 之爭

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

在高端市場(chǎng)上，基于 Arm 的 SoC 可以針對特定用例進(jìn)行定制。這意味著(zhù) SoC 可以設計有更多數量的高性能 CPU 內核和高度集成的內存，使其能夠與 x86 CPU 競爭。他們的定制內核可以實(shí)現現成處理器內核無(wú)法實(shí)現的更高級功能，并且可以更好地與硬件和操作系統集成。此外，基于 Arm 的 SoC 可以集成高度集成的內存，從而實(shí)現更快、更高效的內存訪(fǎng)問(wèn)。這可以通過(guò)在 CPU 和 GPU 之間實(shí)現更快的數據訪(fǎng)問(wèn)和共享來(lái)提高圖形密集型任務(wù)的性能。因此搭載蘋(píng)果自研的 M 系列芯片開(kāi)始成為創(chuàng )作者的「標配」。

從低端市場(chǎng)來(lái)看，基于 Arm 架構的處理器不是將處理單元與其余硬件分開(kāi)，而是將各種硬件功能（如外圍組件互連等 I/O 總線(xiàn)控制器）位于同一物理平臺上，并且所有不同的功能都通過(guò)內部總線(xiàn)集成在一起，即這稱(chēng)為片上系統或（SOC）。隨著(zhù)性能的提高，通過(guò)不同的設計，ARM 處理器可以擁有極高的性?xún)r(jià)比。甚至可以為入門(mén)級、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勝 x86，不如就用極致的性?xún)r(jià)比搶占市場(chǎng)。畢竟有一大部分成本敏感的低端用戶(hù)，他們對 CPU 的性能要求是夠用就行，不會(huì )接受過(guò)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 Windows 和 Office365 的全面支持以及基于 Arm 的原生應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。當這些因素得到解決，基于 Arm 的 PC 才更有可能成為日常用戶(hù)和企業(yè)的可行選擇。畢竟，對于一半打工人來(lái)說(shuō)，相對于架構，大家還是更關(guān)心能不能使用微軟的一套系統。好在，微軟已經(jīng)在開(kāi)放對 arm 芯片的授權。微軟甚至在 2022 年宣布推出 Windows Dev Kit 2023，即一款為 Windows 開(kāi)發(fā)人員構建的 Arm 驅動(dòng)設備。隨著(zhù)搭載 Arm 架構的 PC 越來(lái)越多，生態(tài)將只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。

于是，Arm PC 芯片的戰爭打響了。

Arm PC 芯片市場(chǎng)：三強爭霸

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

蘋(píng)果 M 系列帶頭沖鋒

作為 Arm PC 最有代表性的產(chǎn)品，蘋(píng)果的 M 系列芯片可以說(shuō)是打響了 Arm 芯片的名片。2020 年，蘋(píng)果的 M1 芯片 Geekbench 5 單線(xiàn)程的跑分超過(guò)了 i9，曾被稱(chēng)為「Arm 架構的勝利」。

隨著(zhù)蘋(píng)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?？梢哉f(shuō) M 系列芯片是 Arm PC 芯片的沖鋒兵。

高通緊隨其后

據報道，微軟與高通達成獨家協(xié)議，Snapdragon 8cx Gen 3 將成為未來(lái) 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 計算平臺的 PC。作為蘋(píng)果的老對手，高通的 Arm PC 也瞄準了高端市場(chǎng)。據報道，高通最新的 Arm PC 處理器為驍龍 8cx Gen4，型號 SC8380，研發(fā)代號「Hamoa」，CPU 內核不再是以往的 Kryo 而是全新打造的 Oryon CPU，來(lái)自高通花費百億巨資收購的 Nuvia 團隊，基于 ARM 指令集完全自研。

驍龍 8cx Gen4 采用 12 核設計，8 大核 3.4GHz+4 小核 2.4GHz，支持獨顯/PCIe 4.0 外圍設備等，測試設備包括一款 10 寸二合一平板以及 13 寸筆記本電腦。CEO 阿蒙日前在采訪(fǎng)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，整體對標蘋(píng)果的 M1/M2 筆記本。

在 CPU 性能方面，高通的 Snapdragon 8cx Gen 2 與超極本級芯片（例如低功耗 15W 版本的英特爾 i5 處理器）旗鼓相當。通過(guò)高通內部參考設計（QRD）測試產(chǎn)品提交的基準測試顯示，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。相對于 x86 仍有一定競爭力。

不過(guò)高通的芯片性能距離蘋(píng)果 M 系列仍有一定差距。Snapdragon 8cx Gen 3 泄露的 Geekbench 單核成績(jì)?yōu)?1,000 分，與 M1 領(lǐng)先的 1,700 分仍有很大差距。雖然多核分數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，基準測試顯示，即使在 Windows 虛擬機中運行，Apple M1 也能擊敗 8cx Gen 3 的單核分數。盡管虛擬化和運行額外的操作系統會(huì )產(chǎn)生額外的開(kāi)銷(xiāo)，但 M1 的多核得分與新的高通芯片相差無(wú)幾。

M1 Pro 和 M1 Max SoC 的領(lǐng)先優(yōu)勢就更加明顯了。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 競爭。最后，Apple 最近宣布了加速 ProRes 視頻編碼和 ML 訓練功能，讓專(zhuān)業(yè)用戶(hù)感到滿(mǎn)意。

在價(jià)格方面，8cx Gen 2 比 Apple M1 更便宜，但它在相似的價(jià)格范圍內進(jìn)行競爭 Galaxy Book Go 是最便宜的 8cx Gen 2 設備，售價(jià) 799 美元，但配備 4GB RAM——對于現代 Windows 設備來(lái)說(shuō)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)遠高于 1,000 美元。在這樣的定價(jià)來(lái)看，用戶(hù)或許更傾向于選擇一臺蘋(píng)果筆記本，而不是一臺有著(zhù) Windows 系統的驍龍芯片筆記本。除了價(jià)格之外，迄今為止發(fā)布的基于 Snapdragon 的 Windows 設備的 I/O 表現不佳。例如，上述設備均不提供 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 是規模 400 億美元的巨大市場(chǎng)，聯(lián)發(fā)科計劃涉足高功耗市場(chǎng)，將不少已經(jīng)應用于手機的移動(dòng)技術(shù)如 5G、藍牙、Wi-Fi、顯示 IC 等帶到 PC 平臺上，和高通驍龍爭高低。

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)科和英偉達還將合作開(kāi)發(fā)用于筆記本應用的 WOA（Windows on Arm）平臺產(chǎn)品。同時(shí)，消息人士補充說(shuō)，由英偉達 GPU 和 AI 技術(shù)提供支持的 WOA 平臺產(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 SoC 巨頭在 PC 市場(chǎng)的上的路線(xiàn)也基本與原本市場(chǎng)定位相似。

觀(guān)望中的 ARM、微軟

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

有報道指出，ARM 公司組建了一個(gè)新的 "解決方案工程 "團隊，將領(lǐng)導這些用于移動(dòng)設備、筆記本電腦和其他電子產(chǎn)品的原型芯片的開(kāi)發(fā)。此外，微軟也在招募半導體相關(guān)人才，比如 SOC 架構師、芯片設計工程師等等。團隊的目標就是為了自研一款 PC 用的 ARM 芯片，用于抗衡蘋(píng)果 M 系列芯片，而這款芯片也極有可能和 Windows12 一同亮相。

越來(lái)越多的智能設備成為新應用市場(chǎng)

隨著(zhù) PC 的普及，PC 市場(chǎng)已經(jīng)逐漸成熟。因此，對于更加架構靈活的 Arm 芯片來(lái)說(shuō)，去擴展更多智能設備也是 Arm PC 級 SoC 的新思路。例如，在 VR 耳機中使用基于 Arm 的 PC 級 SoC，它們可以讓 VR 耳機提供類(lèi)似 PC 的性能，并能夠處理更復雜和要求更高的 VR 應用。

在國內，智能家居成為了有潛力的新場(chǎng)景。通過(guò)利用新一代的通信信息技術(shù)，智能家居可以實(shí)現系統平臺和家居產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通，滿(mǎn)足用戶(hù)對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、遠程功能控制、場(chǎng)景互聯(lián)互通、自主學(xué)習迭代等。這些功能可以構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 IDC 及 CSHIA 的數據，2016～2020 年間，中國智能家居市場(chǎng)規模由 2608.5 億元增長(cháng)至 5144.7 億元，年均復合增長(cháng)率達到 18.51%。2021 年中國智能家居設備市場(chǎng)出貨量超過(guò) 2.2 億臺，同比增長(cháng) 9.2%，規模達到 5800 億元。2022～2026 年，中國智能家居設備市場(chǎng)出貨量將以 21.4% 的復合增長(cháng)率快速增長(cháng)，到 2026 年市場(chǎng)出貨量有望接近 5.4 億臺，規模將達到 8000 億元，并在有望在不久的將來(lái)突破萬(wàn)億元。近期比較火的百度的閨蜜機添添就搭載了聯(lián)發(fā)科的 MTK8768 芯片。如同前文所說(shuō)，聯(lián)發(fā)科主打的是一種「農村包圍城市」路線(xiàn)。

在硬件創(chuàng )新來(lái)到瓶頸的時(shí)候，不如在概念上尋找突破。

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