微軟押注ARM架構，“Wintel”聯(lián)盟搖搖欲墜？

2024年，對于PC產(chǎn)業(yè)而言也許將會(huì )是轉折性的一年。得益于ARM芯片的入局以及ChatGPT所帶來(lái)的人工智能風(fēng)潮，新一代移動(dòng)架構的筆記本和應用人工智能技術(shù)的「AI PC」已經(jīng)走上舞臺。

微軟將在今年舉行的Build大會(huì )上，重點(diǎn)關(guān)注Windows on Arm和全新的人工智能功能。根據The Verge的報道，在活動(dòng)前一天舉辦的Surface和AI專(zhuān)題活動(dòng)上，微軟將重點(diǎn)展示搭載全新ARM處理器的Surface設備和Windows人工智能功能。這或許暗示著(zhù)微軟在CPU性能和應用模擬方面將擊敗蘋(píng)果自研M3芯片，意味著(zhù)微軟在ARM處理器技術(shù)上取得了重大突破，為Windows應用程序提供更強大的性能。

各大廠(chǎng)商扎堆ARM架構

微軟早在2016年就與高通簽訂獨家協(xié)議，讓W(xué)indows操作系統能在A(yíng)RM架構的處理器上運行，業(yè)內稱(chēng)之為“Windows on ARM”。不過(guò)隨著(zhù)雙?排他性協(xié)議今年到期，各大芯??商都有意進(jìn)軍Windows on ARM設備市場(chǎng)。 

隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的普及，大量手機應用催生了算力架構的持續演進(jìn)，能構建更高性能、更低功耗計算平臺的ARM架構正在成為算力發(fā)展的主流。英偉達、AMD和聯(lián)發(fā)科都計劃為Windows平臺推出基于A(yíng)RM架構的芯片，另外三星則有可能會(huì )有對應的Exynos芯?，加上?通帶來(lái)的驍? X Elite，“百花齊放”的盛況將幫助Windows on ARM設備進(jìn)?新階段。 

事實(shí)上，聯(lián)想、惠普和戴爾等?商都有推出Windows on ARM設備，但由于排他性協(xié)議的存在，都只能搭載?通芯?，因此市場(chǎng)上可選的型號并不多，而且定價(jià)較?、性能?般。ARM?席執?官Rene Haas認為，今年隨著(zhù)排他性協(xié)議即將到期，消費者可能會(huì )在今年末?明年初看到?量新款Windows on ARM設備出現。

對于微軟來(lái)說(shuō)，這也是?件好事，更多的?商參與，對Windows on ARM設備的推?有很好的推進(jìn)作?。不過(guò)從?前掌握的情況來(lái)看，?通的驍? X Elite或許仍然是最強的競爭者，其引?了基于NUVIA技術(shù)的定制Oryon內核，放棄了以往基于A(yíng)RM公版的設計，采?了臺積電4nm?藝制造， 初步的測試結果顯示有著(zhù)不錯的性能表現。

微軟的這?系列變化瞄準的正是蘋(píng)果公司，據?位知情??稱(chēng)，微軟?管已經(jīng)觀(guān)察到蘋(píng)果基于A(yíng)RM架構的芯?效率。英偉達、AMD等廠(chǎng)商的布局，會(huì )撼動(dòng)以英特爾為?期主導的個(gè)?電腦?業(yè)，?前該?業(yè)已?臨來(lái)?蘋(píng)果越來(lái)越?的壓?。

x86架構和ARM架構處理器的區別

x86系統由微軟及英特爾構建的“Wintel”聯(lián)盟一統天下，壟斷了個(gè)人電腦操作系統近三十年，形成巨大的用戶(hù)群，也深深固化了眾多用戶(hù)的使用習慣，同時(shí)x86系統在硬件和軟件開(kāi)發(fā)方面早已形成統一的標準，幾乎所有x86硬件平臺都可以直接使用微軟的視窗系統以及現在幾乎所有流行的工具軟件，在兼容性方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢。因此，基于x86架構系統的開(kāi)發(fā)軟件比ARM架構系統更容易、更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟，同時(shí)更容易找到第三方軟件（減少自己開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本），軟件移植更容易。

所謂ARM架構，是?種微處理器架構，它最初是由英國的ARM公司在20世紀80年代中期設計的。與傳統的CISC架構（例如x86）相?，ARM使?更少、更簡(jiǎn)單的精簡(jiǎn)指令集。ARM架構因其?效、低功耗和?度可擴展的特性，成為了移動(dòng)和嵌?式市場(chǎng)的主導技術(shù)。?前來(lái)說(shuō)ARM架構使??常?泛，?機芯?都是基于A(yíng)RM架構。

值得注意的是，因考慮要適應各種應用的需求，x86的發(fā)展思路是：性能+速度，因為其發(fā)展的方向和模式，使它的功耗一直居高不下，與ARM價(jià)格無(wú)法相比。高功耗導致了一系列x86系統無(wú)法解決的問(wèn)題出現：系統的續航能力弱、體積無(wú)法縮小、穩定性差、對使用環(huán)境要求高等問(wèn)題。

ARM架構偏向于效率和功耗，低功耗意味著(zhù)散熱成本低和可以考慮更小的產(chǎn)品體積：對高功耗的產(chǎn)品不可避免要考慮散熱問(wèn)題，而散熱設備（或器件）的存在，制約了產(chǎn)品的體積，但ARM的功耗就完全不用考慮散熱問(wèn)題。

早先ARM架構的性能單一，但近幾年ARM系統的飛速發(fā)展，特別是Android操作系統出現后，ARM+Android大有取代x86系統占領(lǐng)（低功耗）終端應用領(lǐng)域的趨勢。ARM陣營(yíng)努力增加其性能和系統（特別是操作系統）的通用性，蠶食x86系統的部分終端應用市場(chǎng)。

相比于傳統的x86架構PC，ARM架構PC成本低、功耗低、日常性能夠用，同時(shí)蘋(píng)果M系列芯片也驗證了ARM架構可以完成高負載的工作，是面向未來(lái)理想型的PC架構。億歐智庫數據顯示，全球范圍內ARM架構PC的市場(chǎng)份額，已經(jīng)從2020年的1.4%增長(cháng)至2022年的12.8%，增長(cháng)速度非?？捎^(guān)。

ARM在通用計算領(lǐng)域大顯身手

2018年，高通曾在驍龍 855芯片的基礎上，推出了面向PC端的驍龍 8cx處理器，但性能甚至不及當時(shí)iPhone的A12芯片。此后，基本沒(méi)有芯片廠(chǎng)商再進(jìn)行ARM架構在PC上的嘗試。

多年以來(lái)，x86架構處理器在PC市場(chǎng)一直處于絕對的霸主地位，其生態(tài)繁衍根深蒂固程度，幾乎達到了無(wú)可撼動(dòng)的地位。隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，ARM架構很快統領(lǐng)了移動(dòng)市場(chǎng)的份額，之后一直覬覦PC市場(chǎng)的份額，直到蘋(píng)果Mac棄用英特爾芯片，好戲才真正剛剛開(kāi)始。

2020年，基于A(yíng)RM架構的蘋(píng)果M1芯片問(wèn)世，憑借出色的性能以及優(yōu)秀的能效比刷新了消費者對于A(yíng)RM處理器的刻板印象，人們才發(fā)現ARM架構在功耗方面大幅領(lǐng)先x86架構處理器的同時(shí)，性能同樣可以有不俗的表現：搭載M1芯片的蘋(píng)果MacBook系列筆記本電腦，電池續航達到了驚人的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。

以蘋(píng)果M1/M2為代表的ARM處理器正在PC市場(chǎng)上異軍突起。來(lái)自調研機構Counterpoint Research的最新研報稱(chēng)，蘋(píng)果已經(jīng)占據了ARM PC市場(chǎng)90%的份額。對于A(yíng)RM生態(tài)上的產(chǎn)業(yè)鏈而言，蘋(píng)果在PC上的“自研芯片”不僅僅是降低成本的一步棋子。隨著(zhù)臺積電在先進(jìn)制程上的不斷進(jìn)步，而英特爾的先進(jìn)制程優(yōu)化表現在近年受到阻礙的情況下，ARM不斷升級核心頻率與提升運算效能，對于A(yíng)RM陣營(yíng)來(lái)說(shuō)，目前是一個(gè)難得的奮起直追的機會(huì )。

對于蘋(píng)果來(lái)說(shuō)，PC上的架構轉換并不是第一次。從摩托羅拉到IBM再到英特爾的X86架構，時(shí)間撥回到十五年前，蘋(píng)果選擇英特爾取代PowerPC時(shí)，部分原因就是PowerPC的性能要求無(wú)法滿(mǎn)足蘋(píng)果的需求。在當時(shí)，換用英特爾酷睿處理器的iMac，運算速度比最后一代的PowerPC架構iMac快了2到3倍。

蘋(píng)果決心向ARM架構轉變的時(shí)機是，桌面計算在市場(chǎng)上早已不是最重要的部分 —— 目前蘋(píng)果絕大部分的營(yíng)收和利潤，都來(lái)自于移動(dòng)設備和移動(dòng)設備周邊的生態(tài)系統，在這樣的背景下，Mac生態(tài)和其他產(chǎn)品出現了巨大的割裂，成為蘋(píng)果硬件生態(tài)中的體驗短板。盡快彌合裂痕，重新統一生態(tài)成了蘋(píng)果在戰略上的當務(wù)之急。

從iPhone 4開(kāi)始，蘋(píng)果就在A(yíng)RM架構的基礎上發(fā)力自研芯片，到今天為止，已經(jīng)積累了十一年。當自身生態(tài)需要整合的時(shí)候，蘋(píng)果沒(méi)有任何理由不去動(dòng)用這些經(jīng)驗和成果。得益于蘋(píng)果本身就已經(jīng)十分成功的生態(tài)，ARM架構原生應用已經(jīng)非常充足，M系列芯片的出現就顯得順理成章，這也是蘋(píng)果布局已久的一次長(cháng)期戰略。

更重要的是，蘋(píng)果有望以其生態(tài)聚合力，協(xié)助ARM打破英特爾在PC領(lǐng)域的神話(huà)，再進(jìn)一步，甚至可以影響到英特爾盈利能力最強的數據中心芯片業(yè)務(wù)。2019年華為率先出手，先是用ARM架構芯片替代x86的芯片，用于服務(wù)器領(lǐng)域，鯤鵬920芯片大名鼎鼎，目前已蠶食了很多x86芯片的市場(chǎng)，大有星火燎原之勢。

“在過(guò)去，ARM服務(wù)器市場(chǎng)推進(jìn)緩慢的原因之一是大部分人沒(méi)有ARM架構的PC，很難在電腦上開(kāi)發(fā)和測試適用于A(yíng)RM架構的云端企業(yè)級軟件，使x86架構仍然可以主導企業(yè)級市場(chǎng)?！盠inux操作系統的創(chuàng )造者林納斯·托瓦茲曾表示，如果ARM架構開(kāi)始占領(lǐng)PC市場(chǎng)，障礙有望克服。

蘋(píng)果憑借ARM架構在PC市場(chǎng)上取得的成功，給許多芯片設計廠(chǎng)商打入了一針強心劑，紛紛開(kāi)始布局ARM PC市場(chǎng)?？梢灶A見(jiàn)的是，未來(lái)筆記本電腦設計和性能將隨著(zhù)人工智能、大數據的引入而變得更加強大，在端側AI（即可以在離線(xiàn)狀態(tài)下使用）概念興起的當下，ARM架構低功耗的特性非常適合端側大模型的場(chǎng)景，挑戰英特爾地位的一戰終將到來(lái)。

2022年，ARM PC占比12.8%、AMD占比17.6%、英特爾占比70%，最快2024年，ARM PC的份額將反超AMD，預計在2027年，ARM PC將攫取市場(chǎng)25.3%的份額，每四個(gè)PC里就有一個(gè)采用ARM芯片。眼下ARM力量的不斷崛起可能會(huì )撼動(dòng)英特爾長(cháng)期主導的個(gè)人電腦行業(yè)，由x86架構長(cháng)期“霸占”的CPU市場(chǎng)格局正在被改變，不過(guò)現在還遠沒(méi)有到能危及英特爾的時(shí)候，x86在市場(chǎng)仍然有著(zhù)絕對的領(lǐng)先優(yōu)勢。短時(shí)間內，ARM PC芯片與x86架構的處理器難以抗衡。

英特爾會(huì )不會(huì )重蹈覆轍？

早在2012年，微軟就推出過(guò)Windows RT系統，運行在搭載ARM芯片的Surface上，但由于原生軟件生態(tài)的缺失，畢竟Windows上的應用都是基于x86架構開(kāi)發(fā)，極度影響用戶(hù)使用體驗，這也導致微軟在A(yíng)RM上的首次落敗。微軟在A(yíng)RM上的第一次嘗試就是因為軟件生態(tài)問(wèn)題才遺憾退場(chǎng)，而蘋(píng)果則是憑借一直以來(lái)的自研軟硬件生態(tài)打破次元墻，實(shí)現生態(tài)閉環(huán)。

英特爾CEO帕特·基辛格曾經(jīng)回應表示ARM處理器在PC領(lǐng)域不會(huì )有什么威脅。他認為基于A(yíng)RM處理器的Windows PC依然存在大量的問(wèn)題，在這個(gè)領(lǐng)域內不足為慮，英特爾也有自己強勢的產(chǎn)品和技術(shù)路線(xiàn)圖。事實(shí)上，英特爾在歷史上曾多次錯過(guò)重大機遇，比如當初拒絕為蘋(píng)果手機設計處理器，比如賣(mài)掉了XScale而錯失移動(dòng)市場(chǎng)。如今如此輕視Arm PC，會(huì )不會(huì )重蹈覆轍？

其實(shí)在基辛格看來(lái)，ARM PC也是機遇，但不是與x86 PC競爭，而是給英特爾代工業(yè)務(wù)帶來(lái)了潛在合作。英特爾和ARM已經(jīng)達成了代工服務(wù)合作，將基于Intel 18A工藝制造ARM架構的處理器，首先是手機處理器，未來(lái)將擴展到汽車(chē)、IoT物聯(lián)網(wǎng)、數據中心、航空航天等領(lǐng)域。

另外，英特爾也將受益于人工智能的繁榮?？蛻?hù)端處理器將配備用于此類(lèi)系統硬件加速的特殊單元，未來(lái)兩年內將有超過(guò)一億個(gè)具有x86兼容架構和相應功能的處理器上市。

在軟件生態(tài)上，雖然ARM架構才剛剛起步，但卻有著(zhù)更好的通用性。ARM架構具有與智能手機通用的開(kāi)發(fā)工具，在跨設備應用越來(lái)越頻繁的趨勢下，基于移動(dòng)端生態(tài)優(yōu)勢更容易打破PC和智能手機之間的邊界。隨著(zhù)芯片供應商與OEM在產(chǎn)品供應方面的合作更加緊密，ARM生態(tài)系統的滲透率將不斷提高。

消費者對ARM與英特爾長(cháng)期x86的競爭力的認識不斷提高，也可能支持市場(chǎng)份額的擴大。面對ARM解決方案的競爭，PC市場(chǎng)的最大廠(chǎng)商英特爾將遭受最大損失，在五年內失去近10%的份額。但英特爾仍將主導PC市場(chǎng)，占據超過(guò)60%的市場(chǎng)份額。至于A(yíng)RM PC產(chǎn)品何時(shí)能夠對英特爾產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的沖擊，讓我們拭目以待。

ARM架構產(chǎn)品引入通用計算產(chǎn)品，其實(shí)對于用戶(hù)來(lái)講是很好的事情。這不僅給我們帶來(lái)了不同取向的產(chǎn)品可供選擇，而且全新的競爭格局有利于科技產(chǎn)品從底層芯片層面帶來(lái)全新得到發(fā)展推動(dòng)力，或許還會(huì )催生出全新產(chǎn)品形態(tài)且更適合移動(dòng)的PC產(chǎn)品。