外媒：證明ARM是錯(cuò)的 要為英特爾“平反”

隨著ARM架構(gòu)處理器在移動(dòng)市場(chǎng)的崛起，英特爾所堅(jiān)持的x86架構(gòu)似乎被認(rèn)為是錯(cuò)的，一直以來(lái)也有不少人堅(jiān)持這樣的觀點(diǎn)，Seeking Alpha作者Ashraf Eassa近日卻撰文表示，ARM是錯(cuò)的，ARM在PC領(lǐng)域和服務(wù)器領(lǐng)域會(huì)很快消亡，而英特爾則將在平板和手機(jī)領(lǐng)域獲得更多的份額，以下是原文：

我 欣賞ARM公司如今的成績(jī)和產(chǎn)品，但是我對(duì)其首席執(zhí)行官近年來(lái)宣稱(chēng)“ARM指令集架構(gòu)在能效方面，相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手英特爾的芯片具有天然架構(gòu)優(yōu)勢(shì)”的夸大言 論表示質(zhì)疑。一直以來(lái)，我在《Seeking Alpha》上都表達(dá)了這樣的觀點(diǎn)：指令集因素對(duì)于功耗的影響是可以忽略不計(jì)的，微處理器架構(gòu)(真正的處理器設(shè)計(jì))才是決定“每瓦性能比”指標(biāo)的關(guān)鍵。在 這篇文章中，我將向大家展示來(lái)自學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的一些研究成果，這些研究證實(shí)了我的觀點(diǎn)。同時(shí)，我還將就其長(zhǎng)遠(yuǎn)意義進(jìn)行更加深入的分析。

先從這段我采訪ARM首席執(zhí)行官的摘錄寫(xiě)起：

“英特爾必然會(huì)贏得一些智能手機(jī)設(shè)計(jì)。我們將英特爾視為非常重要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。它們能否成為能效方面的領(lǐng)導(dǎo)者?不，當(dāng)然不會(huì)。”

這一觀點(diǎn)已被解讀成一個(gè)觀念，即英特爾X86指令集存在一些固有的能效問(wèn)題。這導(dǎo)致許多非技術(shù)人員發(fā)表了被誤導(dǎo)了的言論，認(rèn)為英特爾應(yīng)該“獲取ARM授權(quán)許可”并“構(gòu)建ARM芯片。”這是一個(gè)明顯荒謬的觀念，而更多明智的人則一再指出：所有這些只是微架構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。從歷史上看，英特爾一直將更高性能設(shè)計(jì)作為目標(biāo)。顯然，這將導(dǎo)致更大的功耗。此外，由于性能/功耗比曲線是非線性的，這些因素會(huì)讓人們會(huì)誤以為：ARM能夠以更低的功耗升級(jí)至英特爾的性能水平。

微架構(gòu)vs.指令集

廣義的“ARM芯片”的概念正被誤讀。“ARM芯片”有兩種類(lèi)型：

·通用內(nèi)核：對(duì)于那些沒(méi)有資源和意愿來(lái)開(kāi)發(fā)其自有處理器的公司，ARM提供了完整的CPU內(nèi)核設(shè)計(jì)。從性能/功耗比的角度來(lái)看，這些內(nèi)核通常都相當(dāng)不錯(cuò)，這也是它們被廣泛采用的原因。

·定制內(nèi)核：希望針對(duì)特定負(fù)載而提供差異化能力的公司，會(huì)采用定制CPU內(nèi)核。

ARM自有的CPU內(nèi)核對(duì)大部分智能手機(jī)/平板電腦來(lái)說(shuō)足夠高效和強(qiáng)大。然而，諸如蘋(píng)果和 高通這樣的企業(yè)認(rèn)為，有必要在內(nèi)核設(shè)計(jì)方面走自己的路，因此每家公司的內(nèi)核設(shè)計(jì)都有各自不同的性能/功耗特性。如果能效單純是指令集帶來(lái)的，那么高通和蘋(píng) 果就沒(méi)有必要做這項(xiàng)工作——這分明就是浪費(fèi)錢(qián)。我的主張是：實(shí)際的芯片設(shè)計(jì)，再加上制造這個(gè)芯片所采用的晶體管技術(shù)，才是性能/功耗比的決定因素。

簡(jiǎn) 單地說(shuō)，“ARM指令集”是用來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件兼容性的。因此，一款蘋(píng)果ARM內(nèi)核能夠運(yùn)行與高通ARM內(nèi)核相同的代碼。當(dāng)然，指令集還定義了其他一些事情，例 如內(nèi)存如何尋址、哪些指令需要被執(zhí)行、有多少寄存器可用。但實(shí)際上，大多數(shù)的指令集(X86、POWER、ARM、MIPS)都是非常出色的。

研究結(jié)果證明了這一點(diǎn)

由威斯康辛大學(xué)的幾名研究人員撰寫(xiě)的，并在IEEE高性能計(jì)算機(jī)架構(gòu)國(guó)際研討會(huì)上發(fā)表的研究報(bào)告，得出了以下結(jié)論，澄清了業(yè)界對(duì)ARM/X86的不實(shí)傳言：

·性能的差異是由微架構(gòu)的差異所導(dǎo)致的，與ISA(指令集架構(gòu))無(wú)關(guān)。

·能耗同樣與ISA無(wú)關(guān)。

·ISA差異會(huì)對(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法產(chǎn)生影響，但是現(xiàn)代微架構(gòu)技術(shù)已經(jīng)讓這些影響不具備實(shí)際意義;從根本上說(shuō)，不存在某個(gè)ISA更加高效。

·ARM和X86的具體實(shí)現(xiàn)僅僅是為不同性能水平進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)點(diǎn)而已。

盡管技術(shù)領(lǐng)域的許多人一直持有這樣正確的觀點(diǎn)，但是投資界則基本上都被蒙在鼓里。那么，這些研究結(jié)果意味著什么呢?

ARM在服務(wù)器領(lǐng)域?qū)⒑芸煜?/p>

ARM服務(wù)器設(shè)計(jì)的一大“賣(mài)點(diǎn)”，就是被“神話”的強(qiáng)于英特爾的能效。但是，ARM指令集架構(gòu)在該領(lǐng)域并無(wú)優(yōu)勢(shì)，而英特爾通過(guò)調(diào)整精化其下一代微架構(gòu)，將達(dá)到傳統(tǒng)ARM的功耗水平。但與ARM竭力吹捧的指令集架構(gòu)優(yōu)勢(shì)不同，英特爾具備以下實(shí)際的優(yōu)勢(shì)：

· 在服務(wù)器廠商當(dāng)中的口碑：英特爾目前擁有服務(wù)器市場(chǎng)，并已反復(fù)證明它能夠生產(chǎn)可靠、快速、高效的解決方案。構(gòu)建服務(wù)器來(lái)支持網(wǎng)站關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的人們，將會(huì)非常 猶豫轉(zhuǎn)向使用像ARM這樣的“小家伙”作為服務(wù)器的核心。具有諷刺意味的是，不斷痛失服務(wù)器市場(chǎng)份額的AMD公司，可能是僅有的一家在服務(wù)器領(lǐng)域口碑不錯(cuò) 的微服務(wù)器廠商，因?yàn)樗诜?wù)器芯片業(yè)務(wù)方面有十多年的經(jīng)驗(yàn)。

·全球最先進(jìn)的晶體管技術(shù)：從根本上講，處理器取決于晶體管。在給定功率的芯 片中內(nèi)置的晶體管數(shù)量越多、每個(gè)晶體管消耗的功率越少，你就能讓芯片變得更快、更好和更便宜。當(dāng)其他芯片廠還在苦苦掙扎于28納米 HKMG(高K金屬柵極)的時(shí)候，英特爾已經(jīng)進(jìn)入22納米制程，即第一代三柵極，同時(shí)也是其第三代高K金屬柵極制程。今年即將推出的基于該制程技術(shù)的全新 凌動(dòng)處理器，將會(huì)把Applied Micro的40納米制程的“X-Gene”以及其它32納米/28納米制程設(shè)計(jì)的芯片打得片甲不留。隨著英特爾在2014年切入14 納米，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的日子會(huì)更難過(guò)。AMD同樣處于劣勢(shì)。

·長(zhǎng)期積累的微架構(gòu)經(jīng)驗(yàn)：英特爾5年前推出的凌動(dòng)內(nèi)核，已被證明足以有效抗衡ARM Cortex A9、高通最新卓越的“Krait”以及蘋(píng)果耀眼的“Swift”。在32納米制程方面，英特爾古老的內(nèi)核在能效上與最好的32納米/28納米ARM設(shè)計(jì) 相比，非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。你能否想象在英特爾今年過(guò)渡至全新微架構(gòu)，并將在制程技術(shù)方面領(lǐng)先1到2代(22nm + FinFET)的狀況下，將會(huì)發(fā)生什么?這甚至不能被稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)。

英特爾不僅擁有主場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，還極有可能具備能夠以比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成本更低的方式構(gòu) 建用于服務(wù)器的卓越芯片，這將封死ARM服務(wù)器廠商進(jìn)入的大門(mén)。哦，我還忘了提及另一個(gè)優(yōu)勢(shì)：英特爾具有自己的晶圓廠(可保留晶圓代工廠的利潤(rùn)在自己手 里)，而其它所有公司都必須向臺(tái)積電/GloFo/聯(lián)電/三星付費(fèi)，這使得英特爾擁有顯著的成本結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。

ARM在傳統(tǒng)PC領(lǐng)域?qū)⒑芸煜?/p>

這一研究報(bào)告對(duì)于提高性能方面得出以下觀點(diǎn)：

高性能處理器相較于低性能處理器需要更多的功耗，這與指令集架構(gòu)或是能效無(wú)關(guān)。它們遵循公認(rèn)的功耗/性能相互制約的魔方。

這 就是為什么無(wú)論何時(shí)有人一說(shuō)英特爾的“內(nèi)核”產(chǎn)品“能效不高”，我就失望搖頭的原因。性能的增加和能耗不是線性增加的關(guān)系。你不能簡(jiǎn)單地將一個(gè)低功耗 ARM或凌動(dòng)處理器的性能和能耗乘以數(shù)倍，然后就聲稱(chēng)這樣的處理器的內(nèi)核將比目前更強(qiáng)大的處理器的內(nèi)核更高效。人們的確試圖在一個(gè)芯片或系統(tǒng)上堅(jiān)持內(nèi)置任 意數(shù)量的內(nèi)核，然后宣稱(chēng)目前“大”內(nèi)核設(shè)計(jì)的處理器是不必要的。但這是有條件的，即軟件執(zhí)行必須高度并行在任意數(shù)量的小內(nèi)核上，而絲毫不考慮軟件中單線程 執(zhí)行的性能。對(duì)于大部分工作負(fù)載而言，這是一個(gè)非常大的常識(shí)性假設(shè)錯(cuò)誤。

在PC領(lǐng)域，英特爾擁有“數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)”這一優(yōu)勢(shì)，再加上非常明顯的制程技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以及長(zhǎng)期沉淀的軟件基礎(chǔ)，任何ARM廠商都絕無(wú)可能在傳統(tǒng)Windows PC領(lǐng)域玩得轉(zhuǎn)，除非安卓或Chrome操作系統(tǒng)取得顯著進(jìn)展，才有可能與英特爾和AMD在同場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

英特爾將在平板電腦/手機(jī)領(lǐng)域獲得市場(chǎng)份額

世界上最流行的操作系統(tǒng)——谷歌的安卓——完全與指令集無(wú)關(guān)，英特爾正在積極地與那些僅編寫(xiě)ARM原生代碼的軟件開(kāi)發(fā)者合作，以便進(jìn)行重新編譯。有趣的是，我曾經(jīng)花幾周時(shí)間使用基于英特爾處理器的摩托羅拉Razr i手機(jī)，發(fā)現(xiàn)任何在其上運(yùn)行的應(yīng)用程序都不存在兼容性問(wèn)題。

在 平板電腦和變形設(shè)備設(shè)計(jì)方面，英特爾在Windows 8領(lǐng)域只與AMD競(jìng)爭(zhēng)，并與Nvidia、高通、三星及其它亞洲系統(tǒng)芯片(SoC)廠商競(jìng)爭(zhēng)安卓市場(chǎng)份額(所有這些平臺(tái)都基于ARM)。我并不知道英特爾 在這塊市場(chǎng)可以取得多少市場(chǎng)份額，但是它將擁有一個(gè)強(qiáng)大的產(chǎn)品，使其至少在這塊市場(chǎng)中分得不小的一杯羹。

在手機(jī)領(lǐng)域，我注意到一些能夠提供 頂尖調(diào)制解調(diào)器的公司數(shù)量正不斷減少。高通、英特爾和博通將是該領(lǐng)域的主要廠商，未來(lái)一兩年，英特爾將伴隨其在LTE領(lǐng)域所取得的進(jìn)展而贏得美國(guó)市場(chǎng)的設(shè) 計(jì)訂單。英特爾缺席美國(guó)市場(chǎng)與X86/ARM并沒(méi)有多大關(guān)系，而完全是因?yàn)長(zhǎng)TE。是否曾注意到高通是如何進(jìn)入每個(gè)在美國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售的手機(jī)的?完全是由于調(diào) 制解調(diào)器。X86/ARM是一個(gè)爭(zhēng)議點(diǎn)，如果英特爾設(shè)計(jì)基于ARM的芯片，那么它將在這個(gè)領(lǐng)域顆粒無(wú)收。

結(jié)論

沒(méi)錯(cuò)，ARM的股價(jià)正呈上升趨勢(shì);是的，它現(xiàn)在占據(jù)平板電腦/智能手機(jī)市場(chǎng)的絕大多數(shù)份額，平板電腦/智能手機(jī)被稱(chēng)為“由兼容ARM的系統(tǒng)芯片(SoC)驅(qū) 動(dòng)的設(shè)備”，但是由此貶損英特爾的實(shí)力是荒誕可笑的。有人曾告訴我，英特爾必須與整個(gè)ARM生態(tài)系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。但事實(shí)并非如此，英特爾是在與ARM生態(tài)系統(tǒng)內(nèi) 部的公司進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，而這些公司之間同樣存在類(lèi)似的競(jìng)爭(zhēng)……雖然可能還需要一些時(shí)間，但是未來(lái)對(duì)英特爾更加利好