ARM与英特尔的深度对比 一分钟了解ARM公司

　　ARM与英特尔所称霸的芯片领域是传统的PC及服务器市场，而ARM则是移动终端芯片领域毫无疑问的巨头。ARM与英特尔虽然同在半导体行业，但在发展领域、成就和商业模式上却完全不同。

　　提起芯片厂商，相信每一个人都会想起的是英特尔、三星、高通等这些公司，但今天软银要花243亿英镑收购的这家芯片公司——ARM——你了解吗？

　　ARM被誉为英国最成功的科技公司，与在互联网浪潮中默默无闻的英国一样，它低调到外行人基本没有听过它的名字，但这并不影响它在整个半导体行业的地位。ARM究竟发展如何？其与英特尔的关系又是什么？

　　与英特尔并驾齐驱的ARM

　　从移动智能终端起步到现在，ARM一直处于这个芯片市场的领导地位。2015年，包括高通、三星、联发科等在内的全球1384家移动芯片制造商都采用了ARM的架构，全球有超过85%的智能手机和平板电脑的芯片都采用的是ARM架构的处理器，超过70%的智能电视也在使用ARM的处理器。

　　

　　▲图片说明：ARM在半导体领域的市场份额（资料来源：2015年ARM财报）

　　完全不同的商业模式

　　2015年ARM的营收达到为14.89亿美元，而英特尔则为516.9亿美元。差距悬殊的原因是在于二者的商业模式完全不同。

　　英特尔研发、制造芯片并销售，而ARM则是把技术授权给其他半导体制造商，从中收取少量的授权费。

　　虽然从营收和估值上看，ARM和英特尔对比悬殊，但事实上，作为以技术创新和技术授权为主的ARM一直站在半导体产业链的上游。

　　在ARM这种商业模式下，基本上全球所有的半导体公司都与ARM达成协议，采用ARM的芯片架构与技术，把重心放在生产与销售上。而ARM收取的授权费则继续再投入到研发中，以此反复。

　　2015年，ARM有一半的收入来自于其几年前的一项技术，从智能手机到移动基站，从WiFi热点到企业网络，从智能电视到视频点播服务器，承载着ARM架构设计的芯片几乎无处不在。售卖知识产权的模式让ARM处于整个行业价值链顶端，授权企业的盈亏都与它无关。

　　而反观英特尔，虽然整体营收巨大，却止不住下跌趋势，所以ARM在商业模式就比其成功了不止一点。

　　

　　▲图片说明：ARM技术授权在各领域比例（资料来源：2015年ARM财报）

　　

　　▲图片说明：ARM营收构成（资料来源：2015年ARM财报）

　　移动领域发起的新竞争

　　一个研发、制造并销售，一个只是售卖IP，是不是英特尔与ARM就不存在竞争了呢？

　　确实，由于ARM的授权费相当低廉，从实际的营收角度看，在过去几年的半导体公司收入排行中，三星紧跟在榜首英特尔的后面，因此三星才是英特尔实质性的竞争对手。

　　但随着移动终端芯片市场的不断扩大，英特尔也看到了市场的未来所在，一直想凭借在PC及服务器芯片市场上的绝对优势，将芯片架构引入移动终端，因此这几年动作频频，但却因为其超高的功耗而显得困难重重，而ARM向来只设计低功耗处理器，所以在移动终端领域的芯片竞争，英特尔显得有些力不从心。

　　面对英特尔进攻的压力，ARM也喊出：“英特尔想通吃电脑和手机两块市场，我们要说NO！”这几年，ARM一方面推出新的架构（如big.LITTLE架构），另外一方面也不断改进核心结构提升性能，吸引相关厂商将ARM架构引入PC和服务器市场。

　　附：ARM的成长史

　　1978年，ARM前身Acorn RISC Machine于剑桥成立。

　　1985年2月，当时的IT巨头Olivetti收购Acorn 49.3%的股份，更多地将ARM处理器用于研发，这让Acorn发展受阻，所以Acorn选择独立。

　　1990年11月，Acorn、Apple和VLSI共同出资创建了ARM。Acorn RISC Machine正式更名为Advanced RISC Machine。

　　1993年，Cirrus Logic和德州仪器公司先后加入ARM阵营。当年ARM7问世。

　　1997年，ARM里程碑产品ARM9发布，标志着ARM处理器正式进入微处理器领域。

　　1998年4月17日，ARM在英国伦敦证交所和美国纳斯达克上市。

　　2004年，Cortex系列处理器诞生，从此不再用数字为处理器命名。它分为A、R和M三类，面向不同的市场。

　　2008年，ARM芯片的出货量正式突破100亿片

　　2010年6月，苹果表示有意以80亿美元的价格收购ARM，但遭到拒绝。ARM公司CEO Warren East称“ARM公司作为独立公司更具价值”。

　　2011年，ARM推出了旗下首款64位架构ARMv8，还推出了big.LITTLE技术，高性能核心与节能核心相结合。

　　2013年12月13日，ARM收购著名光引擎技术公司Geomerics，扩大在图形技术行业的领先地位。

　　2015年，ARM基于ARMv8架构推出了面向企业级市场的新平台标准，此外还开始在物联网领域发力。

　　ARM与英特尔开启人工智能战争

　　ARM本身的研发体制也很强，主要透过购并、异业结盟来做为强化手段，尤其近2年，ARM在资安、高端运算、医疗等领域的动作频频。

　　2015年7月ARM购并以色列网络安全公司Sansa Security，Sansa Security主要业务为提供嵌入式芯片安全系统设计，完成购并后，ARM可望在旗下芯片增加更多安全功能，而ARM也致力提升自家网络系统的安全性，如2016年10月将软硬件解决方案TrustZone从手机用的Cortex-A系列处理器，延伸到小型物联网（IoT）设备用的Cortex-M系列处理器。TrustZone在韧体更新时，能侦测软件是否被窜改，或感染病毒。

　　目前ARM在高效能运算的技术研发是和伙伴关系的富士通（Fujitsu）为核心，富士通已表明，在下一代超级电脑Post-K将使用ARMv8架构，Post-K计划于2020年推出。

　　放眼望去，能开发搭载超大核心处理器的公司，仅有英特尔等少数几家，而富士通具有长年研发超大核心的经验，若能由此提供ARM架构处理器，将可克服ARM过往服务器性能不如英特尔Xeon的问题，有利ARM推展服务器市场。

　　ARM在和富士通合作研发的高效能运算技术中，嵌入SIMD单指令多数据指令，因此，相较过往单精度32bit或双精度64bit的运算，大幅降低了深度学习过程所需电力，而在手机用Cortex-A系列处理器，也加入适用人工智能演算的指令，以有效执行影像、声音辨识等的处理。

　　善于水平分工、广结善缘的ARM，正式向英特尔宣战，而这场人工智能之战，谁胜谁负尚未得知。

　　据国外媒体报道，ARM预计，其联网笔记本电脑（always-connected laptop）中央处理器（CPU）的性能在直到2020年期间将以每年15%的速度提高。该公司表示，其设计的ARM芯片将用于Windows笔记本电脑和其他设备（例如Chromebook），与采用英特尔芯片的Windows笔记本电脑相比，采用ARM芯片的Windows笔记本电脑的性能提高得更快。

　　ARM营销主管伊恩·斯迈斯（Ian Smythe）在一篇博客文章中表示，该公司正在定位自己，目标是从英特尔手中抢夺联网5G笔记本电脑市场份额。

　　“在过去五年里，ARM技术的进步给我们的智能手机带来了台式机级别的个人电脑性能，从根本上改变了我们在日常生活中使用技术的方式，”伊恩·斯迈斯表示，“这是ARM每年都推出新的世界级CPU设计的直接结果，自2013年以来，这种设计在指令/时钟（IPC）性能方面每年都能实现两位数字的增长。”

　　ARM的这一预测，基于其制程设计以及芯片制造伙伴在制程技术方面的预期收获，但这一预测或许有违芯片业著名的摩尔定律。摩尔定律（Moore‘s Law）曾预言芯片上的晶体管数量将每隔两年增加一倍，但是这一预言中的增长速度在实际中正在放慢。

　　同时，5G无线网络数据处理所需的半导体也面临着新的挑战。

　　ARM改善客户端CPU性能的最新例子是推出了Cortex-A76 CPU，与上一代相比，在不影响能效情况下，它的性能提高了35%。

　　ARM预计，首批7纳米技术的制造产品将于今年晚些时候投入生产，这将给ARM CPU带来性能提升。展望未来，ARM预计从现在到2020年，制造业和芯片设计都将得到改善。

　　Cortex-A76的下一代将取名为Deimos，并于2018年交付给ARM合作伙伴。优化为最新的7纳米制造工艺的Deimos，基于Arm DynamIQ技术，预计其计算性能将至少提升15%。

　　在2019年，代号为Hercules的CPU将提供给ARM合作伙伴。Hercules也基于DynamIQ技术，它将提升至最新的5纳米和7纳米节点两个技术。Hercules保持着计算性能的提升，同时还将功率和面积效率提高了10%（除了来自5纳米进程节点可以实现的效率增益）。

　　伊恩·斯迈斯表示，ARM客户端CPU的路线图旨在利用5G将给所有客户设备带来的颠覆性创新。他说，再加上硅代工合作伙伴的创新，ARM芯片将能够突破x86的主导地位，未来五年内将能够在Windows笔记本电脑和Chromebook领域获得巨大的市场份额。

　　领先的PC制造商正在推出基于ARM的机器。这些机器由基于ARM架构的高通Snapdragon系统芯片（SoC）驱动，可以运行Windows 10。伊恩·斯迈斯表示，这些基于ARM的笔记本电脑，已经由华硕、联想、惠普和三星电子公司推出。与微软一起，这些合作伙伴为用户提供了一个新的连通性选择，并提供了一年前无法实现的永远在线体验。