ARM的利剑指向PC市场

不出所料，昨晚刚刚过去的苹果公司2021年第二场秋季新品发布会上，搭载M1X芯片的新款Mac产品如期而至。

根据发布会数据可知，此次更新的M1 Pro以及M1 Max的性能十分强大，在隔壁英特尔为首的X86架构多年挤牙膏的背景下，为PC市场提供了极大的惊喜。

事实上，随着苹果M系列芯片的发力，ARM芯片已令传统PC端市场的半导体厂商压力压力倍增，此前软银将ARM出售给英伟达的交易一事，更是引起了多方的反对，也是最好的反馈。

对PC行业有一定理解的用户应该都听说过英伟达，近两年火热的虚拟货币炒币一事使得显卡价格水涨船高，英伟达便是显卡领域的“顶级玩家”，甚至在整个相关领域，实力都不容小觑。

借用其他媒体的原话：“如今的英伟达已经不再局限于图形计算领域，其在人工智能、深度学习、神经网络等多个领域都已经处于领先地位，同时也是主要的高性能服务中心及超级计算机等市场的主导者之一。”“如果英伟达成功收购Arm公司，那么就意味着英伟达将会补齐他们的最后一块短板，成为半导体行业中少有的全领域型半导体公司。”

那么，为什么此前多年都在PC端市场声量较小的ARM，会在这两年被诸多PC市场“玩家”所关注，这或许需要从车库开始讲起。

一、成功的科技企业似乎总和车库搭点边

这一观点虽颇为离奇，却又是现实。

正如福尔摩斯所说“When you have eliminated the impossibles，whatever remains,however improbable , must be the truth.”（当你排除一切不可能的情况，剩下的，不管多难以置信，那都是事实）

无论是美国硅谷的鼻祖——惠普，还是如今的全球市值最高的苹果，他们都有一个共同点，即都创立于车库。我们此次讨论的ARM，其前身为1978年成立的Acorn RISC Machine。上世纪80年代末，Apple和Acorn合作开发出ARM核心，并于1990年时ARM独立，由Apple和Acorn共同出资创立。

所以，某种意义上，ARM也和车库搭点边。

如今这家由在车库创立的苹果和Acorn联合创立的ARM公司，已成为移动端芯片行业的中流砥柱。大家看这篇文章时所用的iPad、iPhone以及几乎所有安卓产品等移动设备，其SOC基本都是基于ARM架构设计。

关于为什么在PC市场极具竞争力的X86架构和在移动端市场称雄的ARM架构两方长期难以相互涉足，这便于一个字母有关。

二、”R“与”C“的区别

讨论”R“与”C“导致的区别之前，我们需要先了解一下何为指令集。

指令集，即指令集架构，包含了一系列的opcode即操作码（机器语言），以及有特定处理器执行的基本命令，这使得不同处理器的指令集架构往往也各不相同。

如PC市场的Intel Pentium和AMD AMD Athlon，两者几乎采用相同版本的X86指令集体系，而移动端市场的“三雄”——华为麒麟芯片、苹果A系列芯片和高通骁龙芯片，则均基于ARM公版架构研发而成。

我们所讨论的“R”与“C”的区别，便是两种指令集所使用的两种优化方向——复杂指令系统计算(Complex Instruction Set Computing，CISC)和精简指令系统计算(Reduced Instruction Set Computing，RISC)。

自计算机诞生之时，CISC指令集便开始被使用，早期各类桌面软件也都是基于CISC设计而成。而在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作亦如此。

该设计虽然控制简单，但计算机利用率并不高，不过由于指令系统相对丰富，可以有专用指令用以完成特定的功能，故在处理一些特殊任务效率较高。

相比较之下，RISC则通过令微处理器执行较少类型计算机指令，使其可以以更快的速度进行操作，亦因此计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。这就使得在早年间半导体行业尚不发达之时，RISC技术难以普及。

相反，早已被学术界认为是过时技术的CISC，在英特尔的广泛推广和重金研发下，在当时实现了对RISC处理器性能的超越，并逐渐实现PC端处理器的“准垄断”地位。

若不是苹果在2020年开始采用ARM架构的M1芯片，或许PC市场将会在未来很长一段时间内，继续维持使用CISC指令集的X86架构。

那为什么明明CISC早在80年代便已过时，却在今天依旧占据着PC端处理器绝对的霸主级地位，相比之下，RISC却始终未成为PC市场的主力。这样的结果，更多是由于ARM阵营自身“内斗”所致。

早年，尚“如日中天”的摩托罗拉、IBM以及惠普等诸多企业都在研制和生产基于RISC指令集的处理器产品，不过由于涉足企业过多，ARM端芯片价格战现象频频发生，反倒是依靠X86架构的英特尔这场没有硝烟的商业战争中借机上位，在PC市场称霸，后期这些早年研发RISC的企业也开始转向CISC指令集。

但随着时间的推移，尤其是苹果去年推出的M1版MacBook产品，已证明了使用RISC指令集的ARM架构在个人PC市场行业的竞争力。但一年过后，更随着却仍旧寥寥无几。一方面是大多数企业没有苹果的实力，另一方面，也是微软和英特尔“从中作梗”。

三、前人栽树，后人遭罪

古人云：“前人栽树，后人乘凉”，但在商业市场中，这个逻辑却并不成立。

上文已提及，英特尔在选择CISC时，RISC尚未出现，虽然RISC推出初期由于各企业的恶性价格战发展受阻，然而此后近30年间却仍鲜有企业进入，这便是由于已在PC行业形成垄断的Wintel联盟所致。

这是一个在PC领域令诸多芯片厂商“谈之色变”的存在。

Wintel联盟，顾名思义，便是微软与英特尔的合作。自上世纪末以来，英特尔和微软便以所谓“为推动PC产业发展”的理由，组成了Wintel联盟。美其名曰两家企业在PC产业内密切合作，推动Windows操作系统在基于英特尔CPU的PC机上运行。

但亦需承认，正是由于这种超大型企业的联合，使得全球个人电脑产业在时间的推移中逐步形成了所谓的“双寡头垄断”格局，再配合上下游的相关企业，一个强大的产业体系便形成了。

Wintel联盟的存在，使得一众芯片厂商若想入局PC领域不仅需要自己有足够的核心技术，更要能突破Wintel联盟的“统治”，进而才可有足够的市场。

该联盟的存在，直接导致并无先发优势的ARM始终难以突破移动端领域进入PC市场。

不过，也并非所有企业都未尝试入局，此前高通这类在移动端ARM芯片领域技术十分强大的企业，便曾被爆出研发更多元化场景所使用的ARM芯片，如服务器芯片。

2014年，高通便宣布打造基于ARM的服务器芯片，然而这一规划在2018年，却被传出高通已放弃相关业务，高管也早已离职。

即便如此，ARM依旧凭借在移动端的高性能和低功耗在移动端市场出尽风头。连Wintel联盟的微软，也随着5G的普及和万物互联风口来临，提出了AC-PC的概念，即Always Connected PC（始终在线PC）。

这一概念无疑对芯片功耗提出了较高的要求，而这正是X86架构的弱项，尤其是在苹果推出M1芯片后，这个技术演变更为加速。

特别是许多人并不知悉，即便是Wintel联盟的创立者，基于RISC指令集的ARM架构也曾是微软的“心仪之选”。

​四、于PC端市场异军突起的ARM

其实早在2012年，微软便曾试图借助ARM架构芯片以推动Windows的桌面化，并推出了Windows RT产品线。

但受限技术限制与微软在软件市场的号召力，使得这类产品不仅在硬件性能上远落后于同期的产品，WoA（Windows on ARM）系统软件生态更被无数用户所抱怨，使得该产品线不久后便搁浅。

微软WoA产品的失败，也使得整个ARM芯片在PC市场进入低谷期，直到2020年，苹果开始发力，这一局面才有所改变。

不同于Windows和Android，苹果在MacOS与IOS软件生态的号召力远超微软和谷歌，配合近乎极致的硬件统一性，使得苹果在将此前使用X86系统的Macbook产品线升级至基于ARM架构的搭载M1芯片MacBook产品线时，并没有出现当时WoA的软硬件生态割裂问题，转化过程十分顺畅。

最关键的是，当时的M1芯片性能已十分可人。根据相关行业人员的测试数据可知，M1芯片无论是在单核还是多核性能层面，相较于传统X86架构笔记本差距并不大。在单核性能方面更是远远领先一众包括去年的R7-4800H和i9-9980HK等桌面级处理器。

不仅如此，由于ARM架构低功耗的特点，基于X86架构的R7-4800H和i9-9980HK在性能测试环节风扇已进入“狂暴旋转”的情况下，Mac这边的风扇噪音和发热却并不明显。

当时，便有科技领域的一些大V表示，基于ARM架构M1芯片的推出，对英特尔主导的PC端市场，毫无疑问是一次不小的冲击，此次新推出的M1 Pro和M1 Max，更是如此。

加之最近微软官方已开始号召开发者适配相应的ARM架构系统，以及今年新推出的搭载高通芯片的笔记本产品，未来的笔电行业，或许会迎来一波ARM架构的发展小高潮，也会进一步推动X86阵容的技术更新。