苹果与Arm互相成就一统移动互联网时代,未来是继续抱团还是分道扬镳?

电子芯技术 2022-03-23

移动互联网arm苹果公司

3751 字丨阅读本文需 9 分钟

目前,英特尔仍是PC芯片市场的霸主,但苹果和AMD已经开始挑战这个地位了。目前看来,苹果的动作比所有人的想象都要快。

尽管AMD近几年来势汹汹,但总体来看,过去十几年来,英特尔在传统PC芯片x86市场上占据统治地位。

不过现在,苹果似乎用了不到一年的时间,就开始挑战这个地位了。英特尔第五任CEO保罗·欧德宁退休时追悔莫及的一件事,就是没对苹果iPhone说“yes”。可惜世上没有后悔药,错误决策使英特尔与移动革命擦肩而过,被拒的苹果转身与名不见经传的Arm公司相扶相携,成就了主宰移动互联网时代游戏规则的“王牌芯片设计师”。

从2001到2016年,十五年间,苹果重新定义了五个消费电子赛道:以iPod革命MP3,以iPhone革命移动手机,以iPad革命便携式电脑,以Apple Watch革命电子手表,以AirPods革命无线耳机。

这些重塑游戏规则的颠覆性产品,都内置了基于Arm架构的芯片。

回溯往昔,苹果和Arm的命运交织远不止于此。Arm从诞生到确定授权模式,再到开辟新的疆域,都离不开其“亲爸”苹果的助攻;苹果芯片帝国成长的背后,Arm亦是始终避不开的主人公。

但当苹果坐稳全球顶尖芯片设计公司之位,Arm的命运却陷入风雨飘摇,前路满是迷雾。

1、诞生于苹果同行之手的Arm

如果苹果没有向艾康电脑伸出橄榄枝,Arm能否作为一家独立公司出现在历史舞台上,或许要打上一个问号。

1976年4月,史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼亚克在美国加州库比蒂诺成立苹果电脑公司,专注于研发消费级个人电脑(PC)产品。三年后,奥地利籍物理学博士赫尔曼·豪瑟和英国工程师克里斯·柯里在英国剑桥创办了一家电脑公司艾康电脑(Acorn Computers)。

Acorn英文含义为橡果,关于其命名来源,还有个有趣的传闻,说是创始人想让公司在电话黄页里排在苹果(Apple)公司的前面。后来因其对80年代PC革命初期的贡献,艾康也被人称为“英国的苹果公司”。

而Arm设计的出现,就要从艾康开发BBC Micro计算机的契机说起。

1981年,英国广播公司(BBC)计划在英国推出一套计算机普及节目,为此广发“英雄帖”,想要一款与节目配套的标准电脑。艾康团队果断抓住机遇,只用一周左右时间就造出满足BBC需求的微型电脑BBC Micro。

但棘手的问题仍摆在艾康面前,BBC要求这台电脑售价不超过500英镑,可当时一颗摩托罗拉6800系列微处理器的成本就高达100英镑,根本没法将电脑价格控制到500英镑以内。

艾康想请英特尔提供80286芯片的技术资料,又遭拒绝。就在它四处碰壁之时,其工程师看到了一份来自美国加州大学伯克利分校的《伯克利RISC计划》白皮书,这让艾康团队萌生了自研芯片的念头。

指令集架构(ISA)是架起芯片与软件操作系统之间沟通桥梁的标准语言,风靡PC处理器界的x86指令集架构即属于复杂指令集运算(CISC)架构,用于实现复杂度较高的硬件执行命令。

相比之下,伯克利提出的精简指令集(RISC)总指令集数更为精简、优雅、灵活,能大幅降低特定任务的芯片设计复杂度和成本。这正合艾康对芯片的需求。

这是Arm故事的起点,37年后的今天,它所主宰的疆域将远远超出英国,遍布整个世界。

2、苹果与艾康“生子”,为牛顿电脑造芯

Arm架构初出茅庐之际,英特尔x86架构已与微软Windows操作系统组成“WinTel”联盟,并逐步成为全球PC行业的黄金标准。

相比x86架构,Arm架构的功耗和成本更低,但在性能方面难以与之匹敌。到1985年,Arm芯片在PC市场上表现平平,艾康和苹果亦在PC领域销量不济,乔布斯被苹果董事会撤去经营大权。

两家失意的电脑公司很快产生交集。上世纪80年代后期,苹果正在为其即将上市的牛顿掌上电脑Newton MessagePad寻找一种合适的移动处理器,这时苹果的芯片代工合作伙伴VLSI将拥有低功耗、高效能芯片的艾康介绍给了苹果。

双方一拍即合,时任苹果首席科学家的拉里·特斯勒(Larry Tesler)当即决定,在牛顿掌上电脑里使用根据该产品需求做调整的定制版Arm芯片。

做调整需要开销,但艾康的钱不够用。于是1990年秋天,苹果、VLSI和艾康花了六周时间就合资事宜进行谈判,最终决定苹果出钱、艾康出人、VLSI提供工具技术,三家公司共同创立一家芯片合资公司,公司名由“Acorn RISC Machine”改为“Advanced RISC Machine”,简称Arm。

创立伊始,艾康与苹果各占了43%的Arm股权。艾康除了出资外,还提供了12名工程师作为Arm的初始成员,VLSI则在出资25英镑的同时,包揽了Arm的芯片代工生产需求。

苹果牛顿掌上电脑的订单,为Arm撑起了初期的营生。但因为苹果高估了当时可利用的技术,苹果牛顿掌上电脑市场表现不太好。这令Arm高层意识到,要保持成功,不能依赖个别产品。

于是,时任Arm CEO的卢宾·萨克斯比(Robin Saxby)决定启用IP商业模式,也就是将自家的芯片设计知识产权(IP)授权给更多芯片公司,靠收取前期授权费(license)和后期版税(royalty)来营生。从此,全球芯片设计从业者都可以是Arm的客户。

这一时期,全球半导体产业链分工开始细化。中国台湾晶圆代工企业台积电的崛起,改变了传统芯片公司大包大揽芯片全产业链的垂直一体化生产模式(IDM),IP授权、芯片设计、代工、封装等环节分离的商业模式登上历史舞台。

就在不久之后,苹果对Arm的投资将襄助苹果起死回生,并在未来为苹果带来丰硕的回报。

3、一统移动互联网时代:无处不Arm

2005年6月6日,英特尔第五任CEO欧德宁穿上英特尔标志性的兔子服(Bunny Suit)工装,风风光光登上苹果WWDC大会,和乔布斯一起宣布:苹果电脑Mac将换用英特尔芯片。

这是英特尔在PC领域的又一个胜利时刻。沉浸于喜悦中的欧德宁,却忽略了一场划时代的变局:PC时代走到瓶颈,智能手机时代赶来接棒,而新晋大客户苹果,正是发动创新革命的关键引擎。

一个改变重新定义手机的革命性产品——第一代iPhone正在研发当中,它的出现,将让当时的行业巨头诺基亚和黑莓很快变得无足轻重。

令人唏嘘的是,80年代在存储芯片领域被日企逼至绝境时,英特尔正是凭借抓住PC兴起之机转型微处理器供应商,登顶全球半导体霸主的王座。但当苹果找到英特尔,希望它能为iPhone提供移动芯片时,英特尔却未能对这个冲着自己敞开大门的新兴领域怀有足够的敬畏之心。

欧德宁认为,无法确定iPhone的未来,苹果开价又低于预期,这笔利润稀薄的买卖,对于能在PC芯片上大赚特赚的英特尔并不划算。多年后,欧德宁回想起这一决定,感到无比后悔:“事后,我们再回过头来看,产出已然高出投入不知多少倍了,iPhone的成绩显然也出乎了每个人的预料。”

英特尔亦有过基于Arm的XScale芯片业务。说起来,XScale也与苹果颇有渊源,其前身是英特尔1997年从DEC公司收购来的StrongARM架构,苹果曾在其牛顿移动设备中使用StrongARM芯片。

XScale一度成为掌上电脑芯片领域的主宰者,还曾开发一款基于Arm的手机芯片,被当时业界称为仅次于德州仪器芯片的第二大智能手机芯片。然而推进XScale业务近十年后,2006年英特尔却将它转手约6亿美元卖给了美国芯片公司Marvell。待日后英特尔再想切入移动领域,为时晚矣。

2007年6月初,苹果发布革命性产品iPhone,移动互联网到了黎明破晓时分。5个月后,谷歌推出了第一版开源的安卓操作系统,高通推出首款骁龙处理器骁龙S1,采用Armv6架构。

经过四年的市场厮杀后,谷歌安卓系统跃居全球第一大智能手机操作系统,高通骁龙处理器则为绝大多数安卓手机的芯片供应商,谷歌安卓和高通因而被赐予对标PC市场WinTel联盟的新名号——手机市场Quadroid。

在这智能手机市场洗牌的四年间,苹果也开始未雨绸缪,筹备自己的芯片团队。此后无论全球移动芯片市场如何风云变幻,苹果、高通、华为、联发科、紫光展锐……几大头部玩家的核心芯片产品,均离不开Arm架构的授权。

4、与苹果「分手」,又被AMD紧追,英特尔日子不好过

McCarron表示,随着越来越多消费者将英特尔芯片的 Mac,升级为配备苹果芯片的Mac,Arm 的 PC 处理器市场份额还将继续扩大。

未来,一旦 Mac 升级趋势放缓,Arm的市场份额增长可能会趋于平稳,不过未来的趋势仍有待观察。

目前,采用Arm芯片的Chromebook的销售已经放缓。Windows系统的电脑用户,并没有改用采用高通芯片的Arm的笔记本电脑。

这些数字加强了苹果作为芯片设计巨头的实力。从最初的6502到68000,再到 PowerPC和x86,苹果不仅具备芯片设计的过渡经验,而且多年来一直在设计自己的 Arm 内核。

在另一个战场,英特尔芯片的市场正在被 x86 老对手 AMD 不断蚕食,自 2017 年AMD Ryzen 芯片在PC平台出现, Epyc处理器开始在服务器平台推出以来,AMD一直在抢夺英特尔的市场份额。

同时,基于Arm的单片机(主要是Raspberry Pi)不断流行,可能会为传统 PC 提供替代系统。

根据 Mercury 的数据,今年第三季度 AMD 的 x86 处理器市场份额(包括服务器、PC 和游戏机)为 24.6%,高于一年前的 22.5%,达到2006年第三季度以来的最高水平。

英特尔的份额在第三季度下降至 75.4%,而去年同期为 77.6%。

AMD 的台式机份额从 2020 年第三季度的 20.1% 下降到 2021 年第三季度的 17%,不过,笔记本电脑和其他移动 PC 的份额从 20.2% 攀升至 22.0%。服务器份额从 6.6% 跃升至 10.2%。

凭借 Ryzen 和 Epyc ,AMD现在能够提供从入门级个人电脑,到游戏机,再到服务器的全套产品。而在Ryzen推出之前,AMD主要只能在中低端与「奔腾」和「酷睿i3」等英特尔芯片竞争。

5、高端市场成绝对「香饽饽」

最近,Facebook改名后不久即宣布:将在其数据中心使用 AMD 芯片来为其微服务器提供动力。此外,英特尔的通用处理器还面临来自GPU、FPGA和针对特定工作负载优化的定制芯片的竞争。这在很大程度上促使处理器供应商专注于高端产品,比如 Core i9 或 i7 」。

对高端处理器的关注以及对 Chromebook 需求的相应下降,让今年第三季度入门级PC芯片的市场开始降温。

在新冠疫情初期,Chromebook 一度很受欢迎,因为人们在SOHO和宅家时会追求PC的便携性和日常工作的轻度应用。

在2020年,尤其是在第四季度,Chromebook的销量甚至超过了MacBook。据市场分析机构数据显示,2020年全球Chromebook总出货量几乎翻了两番,达到1120万台,而2019年只有290万台。

从今年第二季度起,轻度设备的市场需求开始逐渐饱和,市场份额出现回落。

在 Chromebook 最热的时候,英特尔的「赛扬」和AMD的入门级A4-9120C 芯片的出货量一度达到数百万。McCarron表示,目前很难确定 Chromebook 的需求何时会回暖。

结语:两个商业传奇的命运共振

当时光的列车驶过移动互联网的黄金岁月,苹果和Arm这两家技术领袖,在相互扶持的共生关系下,命运纠缠共振,成就了彼此。

苹果的创新需求带来了Arm崛起的第一桶金,并以其行业领导者的影响力帮Arm扩大生态版图;Arm的技术进化,又加速苹果芯片帝国的构筑。

正如经济学家约瑟夫·熊彼特所言,现代商业革命的经济特征始终伴随着两大特征——“永不停止的狂风”与“创造性的破坏”。技术浪潮永远推陈出新,当年曾向旧秩序发起挑战、引领科技新革命的苹果和Arm,如今身份已经转变守擂者。

尽管Arm的命运簿上写满了未知数,苹果亦背负着巩固其创新领导者地位的压力,但毋庸置疑的是,这两家立于移动时代潮涌浪峰的企业,正涌动着改变的渴望,它们不断地拓展边界,试图在过去的辉煌上叠加出新的价值。

来源:智东西,新智元,魔铁的世界

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