蘋果芯片領(lǐng)域的籌謀 高通、三星都在局中

在芯片領(lǐng)域很多人都在猜測(cè)蘋果布了一個(gè)“王炸之局”，高通、三星等都在蘋果的布局之中。蘋果不僅拔得 64 位 ARM 架構(gòu)頭籌，性能亦持續(xù)領(lǐng)先，被蘋果推向 64 位的 ARM，雖成霸主但客戶皆懷異心。

在智能手機(jī)領(lǐng)域，蘋果從指令集到微架構(gòu)一手打造的 64 位芯片可說打遍天下無敵手，即便是三星、高通等芯片產(chǎn)業(yè)龍頭，也難以撼動(dòng)其市場(chǎng)地位。

然而，這次在 MWC 2018 中，我們可以看到包含三星、高通，都已經(jīng)推出基于自有微架構(gòu)的手機(jī)處理芯片，在 GeekBench 效能的測(cè)試數(shù)據(jù)中僅落后去年推出的蘋果 A11 芯片約 2 成，而不再是僅能達(dá)到其同世代產(chǎn)品一半性能的窘?jīng)r，自研微架構(gòu)可說已經(jīng)帶來了一定的成果。不過，嚴(yán)格說來，其性能差距仍是相當(dāng)明顯，未來數(shù)年這個(gè)格局應(yīng)該也很難被轉(zhuǎn)變。

雖然華為早些年也投入微架構(gòu)的自研工作，但 2018 年 MWC 上并沒有宣布相關(guān)的信息，其最新的麒麟 970 因?yàn)榛跇?biāo)準(zhǔn) ARM 公版架構(gòu)，整體效能約為 A11 的一半左右，落差相當(dāng)大。DT 君認(rèn)為，華為自研微架構(gòu)芯片應(yīng)該會(huì)隨著年底新款高端手機(jī)一并發(fā)布，而屆時(shí)期 AI 核心也會(huì)有一定的變革，借以應(yīng)對(duì)高通和三星，甚至蘋果在高端手機(jī)市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。

像聯(lián)發(fā)科、瑞芯微、全志等追求性能價(jià)格比的公司，基本上就和自研微架構(gòu)無緣了，ARM 官方發(fā)表的架構(gòu)表現(xiàn)如何，基本上這些公司的產(chǎn)品就是長怎么樣，不會(huì)有太大意外。也因此，落后蘋果產(chǎn)品一大截已經(jīng)是可預(yù)見的結(jié)果，不過這些公司的目標(biāo)市場(chǎng)本來就不是高端定位，所以也不用期待太多。

所以，當(dāng)年蘋果對(duì) ARM 指令集的布局可以說回報(bào)豐厚，其投資效益不出意外的話甚至還可繼續(xù)延續(xù)數(shù)年之久，當(dāng)然，蘋果在芯片研發(fā)和布局的資本投入并不是其他芯片廠商可以相提并論的，即便占了先機(jī)，但持續(xù)的投入才是蘋果未來得以維持絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。

無論如何，整件事情要從一個(gè)影響手機(jī)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)極為深遠(yuǎn)，但又不為人知的老故事開始說起，然后回頭看看目前的 ARM 架構(gòu)市場(chǎng)變化。

這一切都要由蘋果所布的局開始。一位在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資歷極深、曾在各大處理器廠商中擔(dān)任要職的人士對(duì) DT 君透露，蘋果自有芯片的布局，甚至要往上延伸至 IP 供貨商，也就是 ARM 身上。

那么，身為芯片最上游的 ARM 如何受到蘋果的影響？這要從 ARM 對(duì) 64 位架構(gòu)發(fā)展態(tài)度的消極開始看。

ARM 從推出高端 Cortex-A 架構(gòu)之后，就一直固守在 32 位，并且強(qiáng)調(diào) 32 位的性能已經(jīng)足夠使用，甚至在 PC 或服務(wù)器市場(chǎng)也能和 X86 相提并論。但事實(shí)上，ARM 的 32 位指令在移動(dòng)市場(chǎng)表現(xiàn)雖不錯(cuò)，但成長性有限，且隨著未來應(yīng)用復(fù)雜度增加，其先天的 4GB 內(nèi)存尋址限制將會(huì)成為整個(gè)應(yīng)用生態(tài)的緊箍咒，而在服務(wù)器市場(chǎng)，缺乏 64 位尋址能力的 ARM 架構(gòu)，也幾乎找不到半點(diǎn)市場(chǎng)空間。

如果沒有前進(jìn)到 64 位，ARM 架構(gòu)不只在服務(wù)器市場(chǎng)將持續(xù)空白，移動(dòng)市場(chǎng)也可能早就被重新經(jīng)營低功耗移動(dòng)市場(chǎng)的 X86 架構(gòu)給擊倒了。

2012 年，ARM 終于在其長遠(yuǎn)的處理器列表上添加了 64 位架構(gòu)，晚了 X86 架構(gòu) 13 年，然而這并非完全出自 ARM 自己之手。

蘋果希望維持 A 系列處理器在移動(dòng)市場(chǎng)上的性能優(yōu)勢(shì)，且將應(yīng)用擴(kuò)及包含筆記本與 PC 市場(chǎng)，作為取代 X86 架構(gòu)的武器。但是在遲遲等不到 64 位架構(gòu)到來的情況下，只好主動(dòng)和 ARM 進(jìn)行溝通，提供其研究多年的 64 位指令集設(shè)計(jì)建議，蘋果總共定義了 26 條 64 位指令，在 2012 年發(fā)表的 ARM v8.0a 使用了其中的 18 條指令，次年的 ARM v8.1a 則補(bǔ)上了其余的 8 條指令。

談到這邊，各位應(yīng)該對(duì)蘋果 A 系列芯片性能要比同時(shí)期產(chǎn)品更高的理由心里有點(diǎn)底了吧。

當(dāng)然，ARM 作為公正 IP 供應(yīng)者，理論上不應(yīng)該也不會(huì)偏向任何一方，雖然在大客戶的要求下，硬著頭皮推出采用蘋果建議的 64 位架構(gòu)設(shè)計(jì)，但完成后也同樣對(duì)外開放授權(quán)。蘋果無償貢獻(xiàn)這些指令集，最后所有芯片廠商都能借助授權(quán)使用，乍看之下是為人作嫁衣，讓競(jìng)爭者撿了便宜。

但實(shí)際上，蘋果在芯片設(shè)計(jì)方面早有深厚的基礎(chǔ)，且在 A5 之后轉(zhuǎn)而自行設(shè)計(jì)芯片架構(gòu)，最后一款 32 位芯片 A6 更是自行設(shè)計(jì)微架構(gòu)，對(duì)相關(guān)指令集所需要的配套優(yōu)化架構(gòu)了然于心，反觀套用 64 位 ARM 公版架構(gòu)的廠商紛紛在市場(chǎng)上受挫而叫苦連天。

ARM 后續(xù)雖不斷改進(jìn)其公版微架構(gòu)，但蘋果已經(jīng)穩(wěn)居市場(chǎng)先機(jī)，包含高通、三星、華為等都認(rèn)為繼續(xù)采用公版架構(gòu)將無法拉近與蘋果的距離，因此紛紛投入研發(fā)基于 64 位 ARM 指令集的自有微架構(gòu)，但市場(chǎng)的落差已然存在，即便到現(xiàn)在，蘋果仍在處理器微架構(gòu)的效率表現(xiàn)上遙遙領(lǐng)先其他芯片設(shè)計(jì)廠商，甚至逼近 X86 的程度。

所以說，蘋果已為其 64 位架構(gòu)布了一個(gè)非常深遠(yuǎn)的局，而且其影響將持續(xù)下去。

不過 ，ARM 被軟銀（SoftBank）并購之后，除了在 IoT 市場(chǎng)推出各種相應(yīng)方案，也積極布局服務(wù)器市場(chǎng)，沒有死守在由蘋果開拓出來的 64 位路徑上，而是以此為基礎(chǔ)，增加更多的應(yīng)用可能性。

然而，過去幾年被蘋果遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋開的移動(dòng)芯片供貨商也逐漸走出自己的路，畢竟，如果只是單純依照建議公版，那永遠(yuǎn)也追不上蘋果。通過自有微架構(gòu)的開發(fā)，這些廠商也逐漸拉近與蘋果的距離。