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ARM,正重塑其应用边界

ARM,正重塑其应用边界

  • 分类:行业洞察
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  • 发布时间:2020-12-22
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ARM,正重塑其应用边界

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  • 分类:行业洞察
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ARM在PC与服务器领域正得到巨头的应用

美国时间2020年11月10日,苹果发布了全新一代的Macbook Air,与以往最大不同的是此次苹果放弃了使用多年的Intel处理器,而使用了基于ARM架构的M1处理器,在此前WWDC2020上,苹果宣称将在两年内逐步过渡到ARM处理器。

1983年Lisa作为世界首款图形化电脑问世,苹果采用68000 处理器;1990年代,IBM、Apple和Motorola开发PowerPC芯片成功,并制造出基于PowerPC的多处理器计算机;2005年,苹果因Power PC发热量和能耗大,放弃了PowerPC处理器,转向了英特尔的X86处理器;2020年,苹果宣布新一代Macbook将采用Apple M1处理器。M1拥有160亿个晶体管,包括CPU、GPU、神经引擎和统一的内存架构,5纳米制程。苹果表示,基于ARM的Apple M1芯片的8核中央处理器不但速度最高达前代3.5倍,而且还可在高性能核心与能效核心之间平衡负载,耗电量却仅为以往的十分之一。

2020年6月,根据SiliconANGLE报道,亚马逊AWS部门宣布第六代亚马逊弹性计算服务中的三种计算资源产品由公司自己研制的基于ARM架构的Graviton2处理器支持。和x86的同类产品相比,亚马逊使用自家ARM处理器的三款产品(通用M6g、计算优化C6g和内存优化R6g)的性价比高出40%。

2019年ARM推出第一代的Neoverse N1处理器,也就是之前的7nm Ares战神,CPU架构跟A76同源。2020年发布了新一代的Neoverse N2及Neoverse V1处理器平台。2020年6月,据SiliconANGLE报道,亚马逊云计算部门宣布第六代亚马逊弹性计算服务(EC2)现在开放服务,其中三种计算资源产品由公司自己研制的基于ARM架构的Graviton2处理器支持。亚马逊把Graviton 2与搭配Intel至强铂金的第五代芯片实例进行对比,在单核性能上全面领先,其中SPECjvm2008领先43%,SPEC CPU2017整数领先44%,SPEC CPU 2017浮点领先24%。

资料来源:虎嗅

再来看看ARM的统治领域

目前市面上的CPU分类主要分有两大阵营,一个是Intel、AMD为首的复杂指令集CPU,另一个是以ARM为首的精简指令集CPU。ARM架构广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,ARM处理器非常适用于移动通讯领域,符合其主要设计目标为低耗电的特性。

根据软银2017年世界大会的数据,ARM在智能手机、调制解调器、车载信息设备、可穿戴设备等领域都占据绝对统治地位。

资料来源:199IT互联网数据中心

ARM开创的与生态伙伴合作共赢的独特商业模式是其成功的重要基础

ARM不制造芯片,也不销售实际的芯片给终端客户,而是通过授权其 RISC ISA 和处理器设计方案,由合作伙伴生产出各具特色的芯片。ARM公司利用架构授权的模式与伙伴达成双赢,迅速成了全球性的精简指令集微处理器标准的缔造者。

作为半导体企业,ARM独特的商业模式是不设计和制造芯片,而是专注处理器内核架构的授权。ARM一直以来保持作为处理器 IP 供应商的中立地位。中立地位帮助 ARM 通过架构授权广泛推广了基于 ARM 架构的生态系统。ARM 处理器架构授权主要分为指令集授权和处理器架构授权两个层次:一是 ARM 指令集架构授权,二是 ARM 处理器架构授权。公司收入来源包括:1)对半导体公司的授权费用,一定时间范围内是一次性的;2)半导体公司向其他客户销售芯片的 royalty 费用,客户每生产一颗芯片 ARM 都有一定百分点的版税收入;3)向半导体公司、用户提供技术咨询服务的费用。

ARM指令集架构授权指ARM将ARM RISC精简指令集授权给受让方。受让方可以ARM指令集进行大幅度改造,甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减。之后,受让方根据自己改进过的指令集研发处理器架构,从而在根源上做到了对处理器架构的差异化设计,保持对自研芯片的掌控力,达成独特竞争力同时又兼容ARM的完善生态环境。而ARM在这种合作模式中与合作伙伴结成高度紧密的技术合作关系。

ARM正全面覆盖处理器所有应用领域

经过多年的发展和经营,ARM在经典处理器,嵌入式处理器和应用型处理器方面研发设计出了多个系列的产品,其正全面覆盖处理器所有应用领域。

资料来源:太平洋证券

综上,ARM开创的与生态伙伴合作共赢的独特商业模式,使其迅速成为全球性的精简指令集微处理器标准的缔造者,使其在智能手机、车载信息设备、可穿戴设备等领域占据绝对统治地位。同时,其性能经过多年升级之后,达到了与传统X86体系分庭抗礼的水平,ARM处理器正逐步渗透进PC与服务器领域。除此之外,ARM处理器在汽车、物联网都具备大量应用的潜质。ARM正重塑其应用边界。

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