两个霸主的战争

来源:互联网 发布:mac git 忽略文件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/23 16:48

两个霸主的战争

 一方是个人电脑和服务器芯片的巨头,另一方是嵌入式设备芯片的霸主,两强围绕电子消费品市场的争夺战已经打响。这是一场关乎两个公司未来发展的战争,其结果可能也会左右芯片产业乃至计算机行业未来几年甚至更长时间的走向。

 在过去的25年里,英特尔一跃成为家庭和企业计算机微处理器市场的头号供应商,在台式机、笔记本电脑和服务器的CPU市场占据了垄断地位,甚至连苹果公司最近也投向英特尔,改 用英特尔的CPU。但英特尔首席执行官保罗·欧德宁(Paul Otellini)并不满足于此。他憧憬有朝一日,英特尔的芯片能更普及—从大型服务器到小型多媒体设备,最终构成“统一计算”(continuum of computing)体系,这种体系涵盖多个级别的处理器,全部由英特尔的x86架构整合起来。

 实现这个远景的关键就是英特尔处理器系列的最新成员—Atom。Atom结构紧凑、功耗极低,已经是上网本电脑的主要CPU。凭借这款芯片最新的超 低电压版本,英特尔俨然摆出了这样一副架势: 让x86在欧德宁描绘的统一计算体系中走得更远,从个人电脑扩大到手机、媒体播放机、智能电视及其他数字化电子设备这些新领域。

 显然,这并非易事。英特尔的确是个人电脑和服务器CPU市场的龙头老大,但在移动设备领域,这顶桂冠却戴在另一个竞争对手的头上—一家公司总部设在英国剑桥的名为ARM (ARM Holdings)的不起眼的“小”公司。

 大多数消费者甚至根本没听说过ARM的名字。你在杂志或电视上看不到ARM的广告;也没有印着“ARM Inside!”字样的标签。这家公司的员工数量还不足1800人,其30亿美元的市场资本总额只不过是个英特尔的零头。但不要搞错了: ARM与英特尔可是较上劲了。接下来发生的事情可能会左右计算机行业在今后几年的格局。

 嵌入式市场诱人

 进军电子设备市场的风险很大,但机会也很多。

 对比一下这组数据:英特尔在2003年卖出了第10亿块x86芯片,其劲敌AMD公司的销量今年才刚刚突破了5亿大关。而另一方面,ARM预计仅在 2009年就有望出货28亿个处理器,也就是说,ARM每秒出货90块芯片。到目前为止,已经部署于各种设备的ARM处理器总量超过了100亿个。

 随便拿起一部手机,里面至少有一个ARM处理器的可能性就有95%。要是这部手机是在过去的5年内制造的,那可能性就是100%。不仅是普通手机、智能电话,便携式媒体播放机也是如此:不管是爱可视、艾利和还是索尼,尽管品牌可能不同,但里面都有ARM的芯片。

 我们还能从其他设备中见到ARM芯片的影子: D-Link、Linksys和网件的无线路由器; 惠普、柯尼卡美能达和利盟的打印机; 惠普和德州仪器的绘图计算器; 蓝宝(Blaupunkt)、任我游和TomTom的GPS设备; 以及其他数不胜数的设备。连著名飞机设计师Burt Rutan的“太空船一号”(SpaceShipOne)上的航行信息系统也采用了ARM处理器。

 上述每一个应用领域对英特尔来说都是潜在的机会,但x86芯片一直被认为不适合嵌入式应用领域,因为其功耗过大、价格过高。英特尔的Atom在试图改变这种窘境,但英特尔仍需要说服设备制造商们: 作为合作伙伴,英特尔与目前基于ARM的生态系统一样好。

 不同的经营模式

 在圈外ARM也许不是什么家喻户晓的品牌,但在业内人士看来,它却是半导体行业知名度最高的品牌之一。从数量上来看,ARM算得上是世界上最成功的 32位处理器架构,采用它的CPU架构的设备比采用其他任何处理器架构都要多,然而它甚至都没有在电视上做过一则广告。ARM之所以能取得这种不可思议的 成功,要直接归功于ARM采用了独特的经营模式。

 众所周知,英特尔登上计算机行业的头把交椅,走的是激烈竞争这条老路子。它小心翼翼地守护自己的处理器设计,即便英特尔把技术的许可证卖给了其他公 司(如AMD),也仍然与那些被许可方在相同的市场正面竞争。而ARM却完全依靠合作伙伴关系打天下。它没有一家芯片制造工厂,也不销售自有品牌的芯片, 而是把CPU核心设计的许可证卖给了全球200多家半导体公司,这些知名的大公司包括飞思卡尔、Marvell、高通和德州仪器。每个被授权的公司都可以 随意根据自己的需要来改进ARM的设计,然后打上自身的品牌来销售最终成形的芯片。比如,应用于iPhone 3G S的CPU销售时打上了三星S5PC100的品牌,里面却是600MHz ARM Cortex A8的核心结合三星专有的图形、信号和多媒体等处理单元。

 这就是为什么有那么多不同类型的ARM处理器出现在那么多不同类型的设备上的原因。ARM根本就不单单是一颗CPU,而是一个完整的生态系统: 它不但包括处理器,还包括了诸多开发工具及其他相关技术,这样许多相互竞争的制造商就可以推出满足各个小众市场需要的众多产品,但它们都基于ARM架构。

 这种灵活性让ARM成了制造结构紧凑、高度集成的片上系统(SoC)产品的一种理想平台。片上系统产品通常把处理器核心与内存、信号处理电路、定时器、USB和FireWire等外部接口以及其他组件结合起来。

 英特尔如果想在消费电子产品市场分得一杯羹,ARM是非打败不可的对手。但这两家公司之间的关系并不是一直搞得很僵。实际上有那么几年,英特尔甚至 设计及销售自己的基于ARM的芯片,冠以XScale的品牌—目前仍可以在“黑莓”8000系列手机里面找到XScale处理器,但是2006年英特尔在 大规模重组期间把XScale部门卖给了Marvell。当时,英特尔的发言人称该部门是“业绩不佳的业务部门”,甚至说XScale面向的手持设备市场 “并不适合英特尔”。

 仅仅过了不到两年的时间,英特尔就发布了名为Atom的芯片。Atom是采用x86架构的一款全新之作。英特尔与首屈一指的上网本厂商华硕合作,从头开始设计了这款芯片,目标则是性能优异而且工作电压极低。

 早期的Atom对智能电话这样的超便携式设备来说功耗过大,但后来在上网本市场却一飞冲天。如今,采用Atom芯片的上网本比采用其他任何CPU的 上网本都要多。英特尔面向上网本的Atom系列后来提高了速度、增添了功能,其最新版本还提供双核。但英特尔并不满足于Atom仅局限于低端笔记本电脑, 随着上网本市场的发展,英特尔在不断完善Atom以迎合新的小众市场,这在欧德宁提议的统一计算体系上又迈进了一步。据称,英特尔最新的绝密项目(代号为 Medfield)旨在开发出一款新的Atom: 尺寸极小、工作电压极低,可以应用于更广泛的消费类电子设备中。

 但这不是全部。过去英特尔把CPU作为一种现成器件来制造和销售,对于Atom它在尝试一种新方法。今年3月,英特尔与台湾积体电路制造有限公司 (简称台积电)签署了一项协议,允许台积电及其客户可以制造基于Atom核心的定制的片上系统产品。换句话说,如今英特尔在直接仿效ARM的手法。

 生态系统之争

 如果Atom想从ARM手里夺得客户,它有一大堆的工作要做,但英特尔手握一张王牌—x86架构。

 虽然ARM在嵌入式系统市场几乎得到了普遍的认可,而且支持日益庞大的开发人员群体,但它不是没有软肋。习惯于更传统的个人电脑软件开发的编程人员 需要学习新的技术和方法,才能在ARM环境下得心应手地进行开发。这一方面归功于ARM的发迹路线不一样。作为一种基于RISC的独特处理器设计,ARM 脱胎于上世纪80年代曲折多变的英国计算机行业。它结构紧凑、设计高效,主要原因只能是这样—ARM在英国的支持者得不到当初把英特尔一举推到硅谷前沿的 雄厚资金。而后来尽管x86如同称霸美国市场那样横扫英国的个人电脑市场,ARM的高效设计还是迅速让它博得了数字设备制造商们的宠爱,因而占据了一席之 地。

 另一方面,Atom是一款纯血统的x86 CPU。虽然其尺寸和功耗均小于英特尔的主流个人电脑芯片,但它支持全部的x86指令集及相应的编程模型。任何上网本用户都可以证明,凡是能在酷睿2双核 上运行的二进制代码,Atom CPU不用任何改动就可以运行,只不过速度慢些。

 英特尔认为这种兼容性会吸引开发人员从个人电脑环境转移到移动设备环境。这意味着,他们将来能够使用为个人电脑开发软件的编译器、工具和代码库,为使用Atom的移动设备开发软件。

 当然,这并不是说ARM缺少软件。几十年来,面向这个平台的操作系统和应用程序一直在不断丰富,包括几个完整的Linux发行版。谷歌的 Android操作系统可运行在ARM上,所以Chrome操作系统交付后也有望运行在上面。甚至连一些商业软件开发商也支持ARM,比如Adobe最近 就宣布,将同时提供面向ARM和英特尔的Flash Player 10.1版本。

 不过ARM有一点不具备,那就是缺少Windows的支持。尽管各个版本的Windows CE可运行在ARM设备上,但微软表示自己没有移植这款操作系统的计划。当然,即使这款操作系统本身确实能在ARM芯片上启动,要是各大应用软件开发商没 有移植各自的软件,也不会有太大用处。

 诚然,Windows对许多嵌入式应用并非那么重要,但不能运行微软的旗舰操作系统可能足以扼杀ARM想在上网本市场的低端领域一较高下的计划。

 兼顾性能与功耗

 不过要是英特尔对市场判断失误,那么它注重Windows及x86架构的策略就会适得其反。

 不久前,《Upside》杂志把一家名为全美达(Transmeta)的公司誉为“硅谷最重要的公司”。该公司的产品听上去与Atom非常相似。全美达的CPU采用了先进、专有的技术来执行x86指令集,但功耗却比英特尔的传统台式机和笔记本电脑芯片低得多。

 不过,当全美达的第一批芯片开始出现在消费类笔记本电脑上时,表现让人失望。采用全美达芯片的笔记本电脑并不比标准笔记本电脑小得多或轻得多,但性 能明显差一大截。那时候市场上还没有上网本这一类电脑,电池技术也不如现在先进。对迷恋于提高处理器速度的购买群体来说,根本不值得为了全美达的技术让电 池使用时间延长几分钟而牺牲性能。

 目前的情况很相似,只是现在消费者不但要求速度快,还要求功耗低。只要芯片有足够的功能来解码高清视频、电池不会在电影放完之前就没电,谁还会计较它是不是采用x86架构?

 Atom的性能虽好,但英特尔还没有展示一款节电能力与目前一代ARM旗鼓相当的产品型号。与此同时,ARM最近展示了一款速度达到2GHz的 Cortex A9处理器,证明了ARM芯片能够灵活扩展,以满足高性能应用的需要。而一款即将推出的ARM产品承诺其功耗只有其最新产品的三分之一。

 考虑到诸如此类的数字,英特尔再怎么畅谈普及型x86架构,到头来也可能没人搭理—特别是由于嵌入式市场不乏ARM编程人员。

 

英特尔的困难选择

 与很多大公司进入新市场时常常出现的情况一样,英特尔最有效的武器还是其雄厚的财力。英特尔可以不强求Atom一夜之间在消费设备市场取得成功,只 要英特尔有能力用利润丰厚的个人电脑和服务器芯片系列来养Atom就行。但要是英特尔长期无法让Atom业务创造利润,那么财力再雄厚也无济于事。ARM 已在嵌入式市场盘踞多年,而英特尔已经习惯于待在利润更丰厚的行业。英特尔可能会发现自己缺乏在将来较量一番的胆魄。

 有消息人士称,每个Atom CPU的零售价只有英特尔的Penryn标准笔记本电脑芯片零售价的约十分之一。如果ARM生产的芯片速度更快、用途更广,英特尔会迫于压力,让Atom 紧紧跟上。但是Atom的功能变得越强大,Atom销售额反而越会损害英特尔利润较高的传统芯片的销售额—这让一些分析师心里犯疑: 英特尔在这个市场采用这样的经验模式到底能不能取得成功?

 问题是,英特尔看起来没得选择。上网本迅速崛起,台式机日渐式微,绿色IT潮流大行其道,智能电话遍地开花,这些都昭示着计算机行业会出现巨变。英特尔只能接受变化,无力阻挡变化。

不过对ARM及许多合作伙伴来说,英特尔未来会怎样肯定看上去再明白不过。


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