Arm芯片的下一站

作者：六千

隨著Arm架構(gòu)芯片在移動設(shè)備、嵌入式設(shè)備中的普及，憑借算力、功耗、生態(tài)上的快速發(fā)展，Arm架構(gòu)芯片正大舉進攻高性能計算市場。

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市場這樣一個時間點上?！庇绕涫翘O果M1芯片用不到一年時間就開始撬動x86陣營在傳統(tǒng)PC芯片市場上數(shù)十年的主導地位。調(diào)研機構(gòu)Counterpoint也曾給出預(yù)測，在2027年基于Arm的pc市場份額將增長一倍。

Arm芯片已然征服了移動市場，那么它的下一站是否是PC市場呢？

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(tǒng)的能力使蘋果占據(jù)了基于Arm的筆記本電腦市場的90%。正如開篇所說，蘋果正在以一己之力帶動Arm架構(gòu)芯片在筆記本電腦的征途。得益于ARM架構(gòu)低功耗的特點，搭載M1芯片的蘋果MacBook系列筆記本電腦，電池續(xù)航達到了20小時，相比搭載X86架構(gòu)處理器的筆記本有著成倍提升。同時M1集成的8核心GPU甚至超過X86架構(gòu)英特爾的集顯，堪稱移動端最強集成顯卡。

在筆記本領(lǐng)域，其實不止蘋果在使用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、耗電極低，全時在線的產(chǎn)品大受歡迎。在京東上，一臺Chrombook筆記本電腦預(yù)估的到手價格不到1800元?？梢钥吹?，搭載Arm架構(gòu)CPU的筆記本電腦當前主要集中在最極端的兩個市場；傳統(tǒng)x86架構(gòu)仍牢牢把持著中高端市場。

Arm 的PC SoC 與 x86 CPU之爭

Arm芯片的特性決定了搭載Arm芯片筆記本廠商的市場戰(zhàn)略。

在高端市場上，基于 Arm 的 SoC 可以針對特定用例進行定制。這意味著SoC可以設(shè)計有更多數(shù)量的高性能CPU內(nèi)核和高度集成的內(nèi)存，使其能夠與x86 CPU競爭。他們的定制內(nèi)核可以實現(xiàn)現(xiàn)成處理器內(nèi)核無法實現(xiàn)的更高級功能，并且可以更好地與硬件和操作系統(tǒng)集成。此外，基于 Arm 的 SoC 可以集成高度集成的內(nèi)存，從而實現(xiàn)更快、更高效的內(nèi)存訪問。這可以通過在 CPU 和 GPU 之間實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)訪問和共享來提高圖形密集型任務(wù)的性能。因此搭載蘋果自研的M系列芯片開始成為創(chuàng)作者的“標配”。

從低端市場來看，基于Arm架構(gòu)的處理器不是將處理單元與其余硬件分開，而是將各種硬件功能（如外圍組件互連等 I/O 總線控制器）位于同一物理平臺上，并且所有不同的功能都通過內(nèi)部總線集成在一起，即這稱為片上系統(tǒng)或（SOC）。隨著性能的提高，通過不同的設(shè)計， ARM處理器可以擁有極高的性價比。甚至可以為入門級、500美元以下的Chromebook和Windows PC等低端電腦提供動力。順理成章的，既然不能用極致的性能戰(zhàn)勝x86，不如就用極致的性價比搶占市場。畢竟有一大部分成本敏感的低端用戶，他們對CPU的性能要求是夠用就行，不會接受過于高昂的CPU售價，價格極致便宜的Chromebook就是在搶占這部分市場。

在這樣的兩種選擇之中，也暴露出Arm架構(gòu)的PC的弱點，即x86發(fā)展多年積累的生態(tài)一時之間難以打破。Counterpoint指出，對Windows和Office365的全面支持以及基于Arm的原生應(yīng)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和企業(yè)的可行選擇。畢竟，對于一半打工人來說，相對于架構(gòu)，大家還是更關(guān)心能不能使用微軟的一套系統(tǒng)。好在，微軟已經(jīng)在開放對arm芯片的授權(quán)。微軟甚至在2022年宣布推出Windows Dev Kit 2023，即一款為 Windows 開發(fā)人員構(gòu)建的 Arm 驅(qū)動設(shè)備。隨著搭載Arm架構(gòu)的PC越來越多，生態(tài)將只是一個時間問題。

于是，Arm PC芯片的戰(zhàn)爭打響了。

Arm PC芯片市場：三強爭霸

不同于x86芯片市場的一家獨大（雖然AMD近年市場份額也有所增長，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芯片市場正處于一個人人都有機會的市場新生期，目前最有代表性的三個玩家是：蘋果、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(gòu)的PC芯片。那么接下來我們就來看看這四家的產(chǎn)品情況。

蘋果M系列帶頭沖鋒

作為Arm PC最有代表性的產(chǎn)品，蘋果的M系列芯片可以說是打響了Arm芯片的名片。2020年，蘋果的M1芯片Geekbench 5單線程的跑分超過了i9，曾被稱為“Arm架構(gòu)的勝利”。

隨著蘋果宣布將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上的實用性已經(jīng)不需要更多證明?？梢哉fM系列芯片是Arm PC芯片的沖鋒兵。

高通緊隨其后

據(jù)報道，微軟與高通達成獨家協(xié)議，Snapdragon 8cx Gen 3 將成為未來 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，市場有望看到更多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。作為蘋果的老對手，高通的Arm PC也瞄準了高端市場。據(jù)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(nèi)核不再是以往的Kryo而是全新打造的Oryon CPU，來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(shè)計，8大核3.4GHz+4小核2.4GHz，支持獨顯/PCIe 4.0外圍設(shè)備等，測試設(shè)備包括一款10寸二合一平板以及13寸筆記本電腦。CEO阿蒙日前在采訪中透露，這款處理器最終會在2023年9到10月份發(fā)布，終端產(chǎn)品則會在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(tǒng)，整體對標蘋果的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。通過高通內(nèi)部參考設(shè)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。

不過高通的芯片性能距離蘋果M系列仍有一定差距。Snapdragon 8cx Gen 3 泄露的 Geekbench 單核成績?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(shù)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(shù)。盡管虛擬化和運行額外的操作系統(tǒng)會產(chǎn)生額外的開銷，但 M1 的多核得分與新的高通芯片相差無幾。
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，讓專業(yè)用戶感到滿意。

在價格方面， 8cx Gen 2 比Apple M1更便宜，但它在相似的價格范圍內(nèi)進行競爭Galaxy Book Go 是最便宜的 8cx Gen 2 設(shè)備，售價 799 美元，但配備 4GB RAM——對于現(xiàn)代 Windows 設(shè)備來說顯然不夠。與此同時，Surface Pro X 使用了 8cx Gen 2 的改進版本，但起價遠高于 1,000 美元。在這樣的定價來看，用戶或許更傾向于選擇一臺蘋果筆記本，而不是一臺有著Windows系統(tǒng)的驍龍芯片筆記本。除了價格之外，迄今為止發(fā)布的基于 Snapdragon 的 Windows 設(shè)備的 I/O 表現(xiàn)不佳。例如，上述設(shè)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。聯(lián)發(fā)科副總曾表示，PC是規(guī)模400億美元的巨大市場，聯(lián)發(fā)科計劃涉足高功耗市場，將不少已經(jīng)應(yīng)用于手機的移動技術(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 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發(fā)用于筆記本應(yīng)用的 WOA（Windows on Arm）平臺產(chǎn)品。同時，消息人士補充說，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。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市場的上的路線也基本與原本市場定位相似。

觀望中的ARM、微軟

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

有報道指出，ARM公司組建了一個新的 "解決方案工程 "團隊，將領(lǐng)導這些用于移動設(shè)備、筆記本電腦和其他電子產(chǎn)品的原型芯片的開發(fā)。此外，微軟也在招募半導體相關(guān)人才，比如SOC架構(gòu)師、芯片設(shè)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，用于抗衡蘋果M系列芯片，而這款芯片也極有可能和Windows12一同亮相。

越來越多的智能設(shè)備成為新應(yīng)用市場

隨著PC的普及，PC市場已經(jīng)逐漸成熟。因此，對于更加架構(gòu)靈活的Arm芯片來說，去擴展更多智能設(shè)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 耳機提供類似 PC 的性能，并能夠處理更復(fù)雜和要求更高的 VR 應(yīng)用。

在國內(nèi)，智能家居成為了有潛力的新場景。通過利用新一代的通信信息技術(shù)，智能家居可以實現(xiàn)系統(tǒng)平臺和家居產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通，滿足用戶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、場景互聯(lián)互通、自主學習迭代等。這些功能可以構(gòu)建出智能化的家居生活場景，提升家居生活的舒適性、安全性和便捷性。

根據(jù)IDC及CSHIA的數(shù)據(jù)，2016～2020年間，中國智能家居市場規(guī)模由2608.5億元增長至5144.7億元，年均復(fù)合增長率達到18.51%。2021年中國智能家居設(shè)備市場出貨量超過2.2億臺，同比增長9.2%，規(guī)模達到5800億元。2022～2026年，中國智能家居設(shè)備市場出貨量將以21.4%的復(fù)合增長率快速增長，到2026年市場出貨量有望接近5.4億臺，規(guī)模將達到8000億元，并在有望在不久的將來突破萬億元。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，聯(lián)發(fā)科主打的是一種“農(nóng)村包圍城市”路線。

在硬件創(chuàng)新來到瓶頸的時候，不如在概念上尋找突破。

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