服务器芯片大战,低功耗ARM来势凶猛
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ARM的来势汹汹足以让英特尔打个寒颤,被英特尔垄断多年的PC和服务器市场很有可能被这个搅局者打破。

在处理器芯片制造领域,英特尔是当之无愧的行业巨头,几乎垄断了PC处理器。与微软的Wintel联盟甚至主导着人们对PC的消费习惯。而移动芯片商ARM却开始挺进服务器市场,力图打破英特尔对该市场的垄断。ARM处理器虽然拥有手机处理器90%的市场份额,平板电脑处理器70%的市场份额,但是在服务器领域还没有占据多少份额。如今,ARM处理器欲进军服务器与Intel展开竞争。

,12月2日早间消息,总部位于英国的ARM公司,以其独特的商业模式,20年来打造了一个成功的生态系统,成为移动终端领域的无冕之王。近几年来随着移动互联网的迅猛发展,移动终端全面智能化,在这一波革命性变革中,ARM牢牢占据了移动处理器架构的核心地位,相关数据显示拥有超过95%的份额。

10月31日,移动芯片领域的幕后巨头ARM公司在北京正式发布了两款64位处理器产品Cortex A50系列。这是ARM公布的首批64位处理器,意图在移动领域进一步扩大自己相对于英特尔的领先地位,同时进军英特尔占优的服务器市场。

这个移动芯片领域幕后巨头最大的杀手锏事实上是低功耗处理器架构,然而,在主频和性能不断更新的时代仍然保持低功耗确实是个难题。眼下,包括英特尔在内的竞争对手们都在乐呵呵地旁观ARM如何面对这一挑战。

ARM早就意欲染指英特尔的服务器市场份额。ARM推出的64位处理器架构ARMv8,可以支持更大的内存和处理更大的文件,对于科学研究、搜索大型数据等要求高的用户,ARM架构的服务器芯片能够降低服务器的能源成本,节省大量的电力。ARM与高通、NVIDIA等合作伙伴都推出了一些针对密集计算和云计算的措施。这些都表明,ARM意欲挑战英特尔在密集计算和云计算领域的统治地位。

现在,ARM的野心不仅仅是统治移动终端市场,更不断的向笔记本、服务器、可穿戴设备、汽车、医疗等领域进军,意图在物联网时代,成为智能互联系统的核心。“2000年是互联网时代,2010年是移动时代,2020年将是物联网时代。”ARM COO格拉汉姆·巴德(Graham Budd)在演讲中表示。

ARM公司首席商务官Mike Inglis将此形容为“公司成立25年以来最重要的发布”。据记者了解,包括三星、意法半导体,以及中国芯片厂商海思半导体在内的6家芯片厂商成为首批公开授权的合作伙伴。

ARM首席运营官 Graham Budd对此显得很淡定,因为 ARM的解决方案很有可能明年就能问市,届时,无疑会给刚刚进入移动端不久的英特尔又一打击。

ARM处理器强调的是节能。根据惠普的研究,ARM服务器的最大优势是:与传统服务器相比,ARM服务器的能源节省可达89%,占用空间缩小可达94%,总成本降低可达63%.这对于巨型数据中心来说,电费就是他们的第一支出,ARM能节省的能源也就是节省开支。最近英国IT供应商Boston推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”, 单颗处理器 的热设计功耗最高仅有5W,整个2U服务器下来也仅仅300W,仅相当于一台普通的PC机的功耗,这是x86服务器难以匹敌的。

ARM的成功,关键在于其独特的商业模式。ARM从事最底层的处理器架构研发,并不直接生产处理器,而是将其设计图授权给其他芯片制造商,从而形成了以ARM为核心的移动生态系统。近日在深圳举行的ARM年度论坛上,巴德接受C114等媒体采访时,不断强调其商业模式的重要意义。

据Mike Inglis预计,合作伙伴基于ARM架构的64位处理器将会于2014年正式面向市场销售。“PC市场花了八年的时间从32位过渡到64位,我相信手机或者移动市场转变会快得多,但是也不会一蹴而就的。”Mike Inglis表示。

挑战低功耗

英特尔强调的则是高性能。目前,英特尔至强系列处理器已经升级至四核及六核Sandy Bridge EP/EN.2013年,英特尔将启用16nm制造工艺,2014年新的核心架构也将出现。还有消息称,英特尔正在准备拥有八个核心的全新Atom,以应付ARM在服务器领域的挑战。新处理器的开发代号叫做“Avadon”或者“Abadon”,采用22nm新工艺制造,最多八个核心,专供云计算等低功耗服务器领域。这款处理器还会改用不同于当今的新架构,拥有两条管线,且是乱序执行,同频率下性能可比当前产品提升20%~25%,估计2013年底可以问世。

“ARM并不能在多年前预见移动互联网今天的发展,但是ARM的商业模式促进了合作伙伴不断向各个领域的深入探索,推动了移动互联网的创新。”巴德指出,十几年来PC厂商并没有什么变化,但ARM的商业模式让各个厂商有机会发展创新,促进了移动市场的繁荣。当前火热的64位、八核移动处理器,就是ARM合作伙伴不断探索的结果。

移动领导半导体变革?

“明年,我们的重头武器big.LITTLE(大小核)技术有望在智能手机中出现。” Graham Budd日前在ARM一年一度的技术大会上对《第一财经日报》记者说,ARM会将高性能的A15架构和低功耗的A7架构放在一颗芯片内,根据负载需要自动切换。

英特尔最近也在致力于减少处理器能源消耗。在Intel Developer Forum 2012大会上,Intel公司正式公布了代号为Haswell微处理器架构的官方信息,Intel表示Haswell将会为个人电脑带来一场新的革命。由于Haswell的功耗将会大幅降低,Intel公司认为Haswell将可以用于所有类型的PC上,包括服务器、台式机、笔记本电脑甚至是平板电脑。Haswell在大幅提升节能性能的同时,丝毫不会对产品性能带来负面影响。这表明,英特尔开始把更多的注意力放在功耗和性能的平衡之上。

ARM的合作伙伴已经开始探索以移动智能终端为核心的整个物联网领域。在服务器市场,ARM合作伙伴不断进行“破坏性的”创新,撕裂了固有的市场格局,给ARM的入场创造了机会。“在64位多核服务器市场,我们可以预见能够获得30%的份额。”巴德指出,“我们有20多年类似经验,我们一直坚信这种商业模式。我们将在移动领域取得的成功模式移植到服务器,以及物联网领域,随着时间的发展,我们可以建起同样成功的生态系统。”

在PC时代,Win-tel(微软 英特尔)联盟引领了整个行业的发展。电脑芯片的一步步升级换代基本都由英特尔推动。但随着移动智能终端的兴起,规则逐渐改变。

比如,当需要大量运算的时候,就用A15的核,而如果只是看电子书、听音乐、发短信等简单功能,就用A7的核。这对解决性能和功耗之间的矛盾非常合适。

ARM 和英特尔在各自市场中占有优势的份额。在自身市场稳居高位时,向其他市场渗透,是符合市场规律的。作为芯片高端技术掌控者,ARM与英特尔互相渗透彼此市场也是必然的。然而,ARM是否能够撼动英特尔长期以来在服务器领域的高位?

ARM主要竞争对手英特尔,近期透露计划扩展代工业务,并可能向竞争对手开放。巴德表示乐见英特尔给ARM的合作伙伴更多选择。“竞争代表更多的机会,将来ARM和英特尔也许有不同模式的合作。ARM从一开始就没有排除和任何厂商合作的可能性,事实上英特尔收购英飞凌手机芯片业务,就使用了ARM的产品和服务。ARM对英特尔合作大门一直敞开着。”

“在过去PC行业其实对半导体企业有非常重要的塑造功能,但是我们相信以后应该是由移动行业来塑造半导体企业的未来,这是一个重大的改变。”Mike Inglis说。

据了解,如果是“四核A7四核A15”共8个核的搭配模式,可以节省70%以上的能源。目前,三星已在开始尝试这个不错的想法,将在明年2月的国际固态电路会议ISSCC 2013上详细介绍。

ARM与英特尔的较量,是功耗和性能的较量。在服务器市场,功耗并不是非常敏感的。客户关注的是绝对性能,是性能功耗比。虽然ARM在节能方面很突出,但是其性能功耗比仍不如英特尔处理器。

巴德最后还表示,中国市场对ARM而言是一个极其重要的市场。目前ARM在中国拥有近170家合作伙伴,2013年芯片出货量超过10亿片。ARM也为中国厂商提供了很多平台,帮助了解ARM的技术和产品,寻找合作的可能性。“中国是一个特殊的市场,有后来居上的趋势。我们将帮助中国厂商,以中国的模式取得成功。”

他 做出这样判断的依据主要是两点。第一是从规模的角度,“PC的年销量维持在亿级很长时间,而移动终端的销量是十亿级别。”Mike Inglis认为,如此巨大的规模差距是所有芯片厂商都已经意识到的。来自IDC的最新数据显示,仅仅在2012年第三季度,三星一家的手机出货量就达到 1.054亿部,较上年同期增长21%。

ARM之所以不断研发新技术死守强势领域,正是因为,在PC市场江河日下之际,对手英特尔将触角伸向了移动芯片领域,急切地希望在智能手机以及平板市场快速打开局面。

ARM既不设计芯片,也不生产和销售芯片,而是通过研究和出售核心知识产权来获取利润。其合作厂商获得技术授权,然后在 “ARM核”的基础上增加外围电路和其他功能模块,设计出不同用途的芯片。而英特尔则是一家企业负责从架构、设计、测试到生产的一体化全产业链模式。这种商业模式下的英特尔,控制着行业的技术方向和价格趋势,在服务器领域根基深厚。ARM恐怕很难与之抗衡。

第二是从利润的角度。PC市场的芯片利润很高,Win-tel联盟拿去了产业的大部分利润,这也间接导致了PC行业过去数年没有太大的变化。而在移动市场利润则更加分散,很多产品本身就只有几十美金,“这就对半导体行业提出了不一样的要求。”

近日,英特尔联合摩托罗拉推出了TD版本的智能手机MT788,这是英特尔与联想合作推出K800之后,在中国市场推出的第二款采用英特尔芯片的智能手机。英特尔和摩托罗拉方面的说法是,足以比拼市面上的四核手机产品。

此外,由于英特尔长期稳定的地占有市场,用户使用大量与其处理器相匹配的软件。如若转向ARM架构,大量的软件更新也会成为阻碍因素之一。ARM的软件生态系统比较薄弱,适用的软件价格也昂贵,而ARM 和英特尔X86不兼容,如果企业用户要维护两个分别的软件系统,维护成本也不便宜。英特尔商用方案较为成熟,用户可能不会轻易放弃使用英特尔处理器。

当 然,目前移动领域主要还是基于32位的产品,无论是处理器,还是操作系统,乃至于应用程序都是如此。在Mike Inglis看来,这个生态系统还需要时间去完善。PC市场花了8年时间从32位过渡到64位,Mike Inglis认为“移动可能需要3年或者4年,甚至是5年,但肯定会更快。”

虽然K800最终的市场反应并不乐观,却给ARM敲响了警钟:英特尔想成为移动领域的又一个分羹者。

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那么为什么ARM要急于推出64位的产品呢?从PC行业的例子来看,消费者对于64位系统最直观的印象就是,它能支持4G以上的内存(传统的32位系统只能支持3.25G的内存)。

不过,Strategy Analytics一份报告数据指出,英特尔在智能手机芯片领域的份额仅为0.2%,而基于ARM架构的众多芯片厂商则占据了超过90%的市场份额。

在Mike Inglis看来,“在网络设备或者网络应用领域传统是以64位进行开发的。另外随着我们智能手机或者超级手机当中的内存在不断地扩大,它未来也对64位提出了更多的要求。”

“英特尔在PC上的模式,很难复制到移动领域。”Graham Budd对记者称,“业务模式决定了ARM更占优势,我们设计处理器架构,能使合作伙伴开发出更适应市场竞争的差异化的芯片,这一点英特尔做不到。”

另外一个原因就是来自于OEM厂商的需求。“他们提供的产品可能覆盖

短板待补

到平板到普通的电脑的这样一些产品,他们希望在这些产品当中能够实现软件的一致性和统一性,所以也会对64位有一个大的需求。”

有意思的是,在英特尔挤入移动端的同时,ARM也正在急匆匆地加入英特尔的优势领域。

ARM与英特尔相互进入

从英特尔与微软数年来牢不可破的阵营“Win-tel”被ARM打破时,就宣告了ARM一条腿已踏进了英特尔死守的PC端。

近期英特尔在移动芯片领域动作频频,它急切地希望在智能手机以及平板市场打开局面。比如联想就曾于今年5月高调发布基于英特尔芯片的高端智能手机K800,但最终的市场反应并不乐观。

有媒体报道称,ARM营销和业务开发执行副总裁伊恩·德鲁(Ian Drew)上周表示,这家英国芯片设计公司在传统PC和平板电脑市场的份额将在2013年达到“两位数”,到2015年,仅在传统PC市场的份额就将突破10%。

“我并不觉得英特尔进入移动终端市场对我们来说是一个威胁。”Mike Inglis表示,我们可以看到过去几年英特尔一直非常努力想进入这一市场,但ARM同时也在与芯片合作伙伴一起推进产品的革新。

不过,经济放缓正在使整个PC行业陷入十年来最严重的萎缩期。Graham Budd对记者说,ARM针对不同产品有自己的优化方案,况且PC端与移动端的界线越来越模糊。

ARM中国区总裁吴雄昂认为,ARM与英特尔最大的不同就在于商业模式。ARM本身并不生产产品,而是授权给诸如高通等芯片合作伙伴,从中收取少量的IP授权费用,所以能将生态链做大。

就在人们以为ARM的“野心”仅仅是进军PC的时候,ARM的另一动作让英特尔更为忌惮。

Mike Inglis引述Strategy Analytics的一份报告数据指出,根据最新的统计英特尔在智能手机芯片领域的份额仅为0.2%,而基于ARM架构的众多芯片厂商则占据了超过90%的市场份额。

就在10月31日, ARM公司发布了首批64位处理器产品Cortex A50系列,意图在移动领域进一步扩大自己相对于英特尔的领先地位,同时进军英特尔占优的服务器市场。

另 外,除了抵御来自英特尔的进攻,ARM自身也开始谋求进入英特尔占据优势的服务器领域。事实上,推出64位的处理器产品最先能应用的领域也正是服务器市 场。Mike Inglis也承认说,在从32位向64位的转变中,“在服务器、网络这些领域转变的速度会快一些,在移动市场的转变可能稍微慢一些。”

目前,三星、意法半导体、海思半导体等6家芯片厂商成为首批公开授权的合作伙伴,A50系列架构的芯片也有望于2014年出货。

近日AMD态度的转变也为ARM进军服务器领域增强了不少信心。10月30日,AMD宣布除了原有的x86处理器之外,该公司还将设计面向多个市场的64位ARM架构处理器,新产品将首先供应云服务器和数据中心服务器市场。

ARM不仅得到高通、三星等一直致力于移动市场的厂商支持,连一直与英特尔缠斗不休的AMD也在今年11月初宣布将计划开发基于ARM架构的服务器处理器。就在今年11月,英特尔的市值已被ARM阵营的高通超越。

“AMD在服务器领域具有一定的优势,这对它来说是一个战略性的决定。”Mike Inglis认为,这样的趋势也意味着,随着ARM处理器进军服务器市场,数据中心设备厂商将面临更多选择。

一位行业观察人士对记者称,之所以ARM有底气直面英特尔主要基于两点:一是ARM功耗目前要远远低于后者,二是在价格上ARM处理器的价格也要远低于英特尔处理器。

ARM CEO沃伦·伊斯特(Warren East)今年5月接受媒体采访时就表示,与智能手机芯片20美元左右的价格相比,采用ARM架构的PC芯片价格可能略高一些,但仍然远低于英特尔酷睿芯片80美元至200美元的售价。

ARM的高增长让目前略显疲态的英特尔如坐针毡,但是作为PC和服务器处理器市场多年的龙头老大,英特尔深厚的底蕴是ARM一时半会还无法企及的。

比如英特尔相应的硬件支持已经逐渐完善。而ARM服务器系统制造商则必须自己动手来设计主板,这就无形中增加了生产成本。

此外,戴尔公司曾强调说ARM的软件系统是薄弱的,适用的软件很难找而且价格昂贵,这就导致企业用户将要维护两个独立的软件系统:一种是基于x86架构的,一种是基于ARM的,而这样的维护成本又会增长。

这个移动芯片领域幕后巨头最大的...

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