PC處理器芯片挑戰(zhàn)不斷，X86架構(gòu)遭圍獵，國(guó)內(nèi)廠家何時(shí)能突圍？

過去20年時(shí)間，PC CPU市場(chǎng)一直被X86架構(gòu)主導(dǎo)，英特爾長(zhǎng)期占據(jù)著這個(gè)市場(chǎng)一半以上的份額。

不過近幾年來，英特爾在PC處理器市場(chǎng)的王者地位日漸動(dòng)搖，導(dǎo)致其領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)被削弱。

前段時(shí)間，英特爾發(fā)布了第二季度的虧損報(bào)告，但另一邊的 AMD 二季度營(yíng)收同比增長(zhǎng)了 70%，其在移動(dòng)筆記本、臺(tái)式機(jī)、服務(wù)器以及整個(gè) x86 市場(chǎng)的份額，也都是持續(xù)增長(zhǎng)的情況。從 x86 處理器市場(chǎng)份額來看，AMD 的市場(chǎng)份額已經(jīng)提高到了 31.4%，環(huán)比增加 3.7%，同比增加 8.9%，而英特爾在該市場(chǎng)份額中首次跌破 7 成，兩家公司的競(jìng)爭(zhēng)愈顯激烈。

在細(xì)分領(lǐng)域，AMD 在桌面 PC 處理器的份額在二季度提升到 20.6%，環(huán)比增加 2.3%，同比增加 3.5%。

移動(dòng)筆記本市場(chǎng)，AMD 份額提升到 24.8%，環(huán)比增加 2.3%，同比增加 4.8%。

在服務(wù)器市場(chǎng)，AMD 的份額達(dá)到 13.9%，環(huán)比增加 2.3%，同比增加 4.4%。

雖然目前英特爾還是占據(jù)著主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，但近幾年AMD追趕幅度過于兇猛，隱隱有著和英特爾并駕齊驅(qū)之勢(shì)。

因?yàn)锳MD與英特爾之爭(zhēng)，尚且還屬于X86陣營(yíng)之爭(zhēng)。而Arm和RISC-V架構(gòu)在PC處理器領(lǐng)域的試探，或許才是X86面臨的真正挑戰(zhàn)。

Arm陣營(yíng)發(fā)起沖擊

二十多年前，微軟的Windows操作系統(tǒng)和英特爾的X86芯片，“雙雄合并”橫掃整片電腦市場(chǎng)，直到他們遇上了蘋果公司。

蘋果的異軍突起，讓這個(gè)曾經(jīng)牢不可破的W英特爾陣營(yíng)出現(xiàn)了裂縫，“macOS+ X86”的出現(xiàn)使得“Windows+ X86”不再是唯一的選擇。而到了2020年，M1芯片的發(fā)布將Arm架構(gòu)也拉入了這場(chǎng)戰(zhàn)局，X86迎來了新的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。



蘋果“異軍突起”

2020年11月，隨著蘋果首款基于Arm架構(gòu)的自研處理器M1問世，一石激起千層浪。

Arm架構(gòu)芯片在PC端的應(yīng)用，成為了芯片產(chǎn)業(yè)，尤其是通用CPU芯片產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

在M1芯片發(fā)布之后的各種測(cè)評(píng)中，用戶看到了令人期待的結(jié)果：M1芯片跑分比肩高端X86處理器，性能方面已與11代酷睿i7接近，打破了Arm架構(gòu)的低功耗低性能的桎梏，M系處理器在性能接近X86處理器的同時(shí)卻依然保持了低功耗，功耗大約只有英特爾處理器的一半，由此搭載M系處理器的Mac可以設(shè)計(jì)得更輕薄，續(xù)航力也更強(qiáng)。

這是Arm架構(gòu)處理器首次在性能方面追近英特爾，搭載M系處理器的Mac大受市場(chǎng)歡迎。

M1芯片的騰空出世不僅意味著蘋果與英特爾 長(zhǎng)達(dá)15年的“戀愛長(zhǎng)跑”以“分手”告終，也讓大家看到了Arm架構(gòu)在PC端的巨大潛力。

在2022年蘋果WWDC上，蘋果M2芯片登場(chǎng)。據(jù)介紹，M2芯片采用新一代5nm工藝，相比上一代M1芯片擁有18%的CPU性能提升，以及35%的GPU性能提升。

對(duì)比10核心X86筆記本處理器，同等功耗下(15W)性能領(lǐng)先90%，而同樣性能下，M2的功耗是對(duì)方的四分之一。對(duì)比12核心筆記本處理器，25%的功耗即可帶來87%的性能。

M2芯片估計(jì)還會(huì)走M(jìn)1的老路，后續(xù)會(huì)有M2 Pro、M2 Max、M2 Ultra等等芯片出來，然后再更換在自己的Mac系列產(chǎn)品上，實(shí)現(xiàn)全系升級(jí)。

Extreme消息屬實(shí)，明年蘋果PC處理器效能將可追上英特爾腳步，成為Arm架構(gòu)處理器市場(chǎng)霸主。?Pro/Max/Extreme等系列處理器均采用臺(tái)積電3納米制程量產(chǎn)，且若M2?Extreme處理器，搭載48核CPU及152核GPU。業(yè)者指出，蘋果M2?Max整合的M2?由于小芯片(chiplet)設(shè)計(jì)趨于成熟及臺(tái)積電先進(jìn)封裝技術(shù)推進(jìn)順利，市場(chǎng)傳出蘋果可能會(huì)在明年推出將2顆M2

據(jù)爆料，蘋果正在開發(fā)面對(duì)專業(yè)市場(chǎng)的大屏幕iMac機(jī)型，并且將搭載M3系列芯片，可能是M3 Pro或M3 Max。這些產(chǎn)品搭載的M3系列芯片預(yù)計(jì)將基于臺(tái)積電的3nm技術(shù)制造，對(duì)比采用5nm工藝的M1和M2芯片，將在性能、功耗以及兼容性方面全面提升。

自從M系列芯片誕生以來，蘋果打破了用戶對(duì)于Arm芯片性能的認(rèn)知，甚至重構(gòu)了自己的所有業(yè)務(wù)線，以全力支持M系列芯片的上市。

蘋果對(duì)Arm的影響有多大，在兼容Arm的M1 Mac開售之前，2020年第三季度Arm在PC芯片中的市場(chǎng)份額僅為2%。一年多后，根據(jù)Mercury Research的2022第一季度數(shù)據(jù)，對(duì)Arm PC客戶端份額的估計(jì)為11.3%，幾乎比一年前的5.9%翻了一番。

隨著蘋果 Mac產(chǎn)品線全面投奔Arm架構(gòu)芯片，曾經(jīng)只占個(gè)人電腦芯片市場(chǎng)很小部分的Arm芯片市場(chǎng)份額迅速增長(zhǎng)。

星星之火，逐漸燎原。

高通前來“攪局”

蘋果M系處理器的成功，鼓舞了移動(dòng)芯片市場(chǎng)的芯片企業(yè)，特別是高通公司。

其實(shí)，在基于Arm架構(gòu)的筆記本芯片領(lǐng)域，高通比蘋果更有經(jīng)驗(yàn)。此前，高通分別于2018和2020年推出了一代和二代PC端驍龍8CX處理器，至今已經(jīng)發(fā)展了3代。但遺憾的是，這些處理器都沒有掀起太大的水花。

盡管已經(jīng)做了數(shù)年的嘗試，但高通對(duì)Windows on Arm依然看好，且不遺余力的發(fā)展。

近日，高通CEO安蒙在財(cái)報(bào)分析會(huì)上表示，預(yù)計(jì)2024年，搭載驍龍芯片的Windows PC將在市場(chǎng)上迎來拐點(diǎn)。

這一前瞻的立足點(diǎn)在于，微軟正在做很多優(yōu)化工作，改善Arm WinPC的使用體驗(yàn)，同時(shí)更多OEM廠商愿意采購(gòu)驍龍芯片。

當(dāng)然，更重要的是，在收購(gòu)Nuvia后，高通將效仿蘋果M系列芯片，完全推倒Arm公版架構(gòu)，從頭研制一款高性能的PC處理器，甚至要叫板英特爾和AMD。

據(jù)悉，這款CPU基于Nuvia Phoenix為原型開發(fā)，代號(hào)Hamoa，采用8顆大核+4顆小核大小核的異構(gòu)形態(tài)。內(nèi)存和緩存的設(shè)計(jì)和蘋果M1類似，同時(shí)支持獨(dú)立顯卡，性能可期。

據(jù)了解，Nuvia的Phoenix原型產(chǎn)品僅在2020年8月的時(shí)候低調(diào)秀過肌肉，當(dāng)時(shí)在GeekBench 5中，單核遠(yuǎn)超驍龍865、蘋果A12X和蘋果A13，功耗不足4.5瓦。

值得一提的是，Nuvia公司的主要?jiǎng)?chuàng)辦人Gerard Williams III曾領(lǐng)導(dǎo)了蘋果A7（Cyclone核心）到A14（Firestorm核心）芯片的開發(fā)，早年在Arm公司還參與了Cortex-A8/A15的定義。

高通表示新一代處理器旨在為Windows PC設(shè)定性能基準(zhǔn)，除了要和蘋果的M系列處理器競(jìng)爭(zhēng)之外，還要在持久的性能和更低的功耗方面達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。同時(shí)，高通將大力發(fā)展Adreno GPU，目標(biāo)是為其未來的PC產(chǎn)品提供桌面級(jí)游戲功能。

高通希望這款處理器達(dá)到的就是類似蘋果M系芯片對(duì)于PC市場(chǎng)的“攪局”效果。

行業(yè)知名分析師郭明錤指出，在嗆聲挑戰(zhàn)蘋果或者X86處理器之前，高通要想想如何說服PC品牌采用該處理器，而非過往習(xí)慣的X86架構(gòu)處理器。

國(guó)產(chǎn)廠家現(xiàn)在如何？

國(guó)產(chǎn)一共有6大CPU，分別是華為鯤鵬、龍芯、兆芯、海光、申威、飛騰。

其中華為鯤鵬、飛騰采用ARM架構(gòu)，龍芯采用MIPS架構(gòu)，申威是alhpa架構(gòu)，而海光、兆芯使用的是X86架構(gòu)。兆芯的X86架構(gòu)來自于威盛(VIA)，而海光CPU的X86授權(quán)來自于AMD。

其中海光主要發(fā)展服務(wù)器CPU方面，而兆芯更多的還是桌面CPU方面。這兩大廠商都研發(fā)了很多牛了，比如兆芯2013年就成立了，至今都快10年了。

按照Mercury的統(tǒng)計(jì)，整個(gè)X86 CPU市場(chǎng)，intel的份額為74.4%，剩余的25.6%的市場(chǎng)，全被AMD占領(lǐng)了。

至于VIA（威盛）的份額，一直為0，也就是說意味著來自于威盛授權(quán)的兆芯的CPU，市場(chǎng)份額為0。至于海光，則沒有列出來，也意味著等于0。

當(dāng)然，這個(gè)為0，并不是指絕對(duì)的為0，只是說這個(gè)數(shù)值實(shí)在太小，連0.1%的份額都不到，所以無限接近于0。

事實(shí)上，不管是海光，還是兆芯，都推出了自己的幾款芯片，并且也出現(xiàn)在零售市場(chǎng)，也有一定的用戶，但從結(jié)果來看，說明基本就沒有太多存在感。

至于為什么，海光獲得的只是AMD 14nm Zen架構(gòu)的IP授權(quán)，而不是完整的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，海光只能在高級(jí)層面根據(jù)自己的需要進(jìn)行修改、定制，所以推出的芯片性能有限。

而兆芯來自威盛的x86技術(shù)，架構(gòu)技術(shù)相對(duì)Intel、AMD差了很多，所以推出的CPU，性能也較intel、AMD差了些。

可見，想借雞生蛋，基于別人的成熟的X86技術(shù)，借windows的成熟生態(tài)，推出自己的CPU，繞開生態(tài)的問題，其實(shí)還是很難的，對(duì)方?jīng)]這么大方，關(guān)鍵還得靠自己自研，你覺得呢？



寫在最后

從AMD CPU性能迅速接近英特爾，以及蘋果M系列處理器的崛起和RISC-V芯片的推出，可以看到優(yōu)秀的CPU微架構(gòu)，以及微架構(gòu)的精細(xì)優(yōu)化能夠帶來的性能飛躍。

實(shí)際上，學(xué)術(shù)界早有定論，指令集對(duì)性能和功耗沒有直接影響。龍芯總裁胡偉武此前也表示：“其實(shí)指令系統(tǒng)更多關(guān)系到的是軟件生態(tài)，比如X86支撐Windows生態(tài)、Arm支撐Android生態(tài)?！?/span>

之所以會(huì)有X86 CPU性能更高，Arm CPU功耗更有優(yōu)勢(shì)的認(rèn)知，主要還是兩者此前目標(biāo)的不同。X86把資源都用去提升性能，芯片性能高，功耗也高，但英特爾也有低功耗的芯片Atom；Arm原來的目標(biāo)是做低功耗處理器，現(xiàn)在也有許多高性能的Arm服務(wù)器CPU，性能高了，功耗也相應(yīng)的提升。

也就是說，無論是Arm架構(gòu)還是RISC-V設(shè)計(jì)出性能比X86高端CPU更好的產(chǎn)品，指令集并非挑戰(zhàn)，核心在于設(shè)計(jì)目標(biāo)。要是在一定邊界內(nèi)做取舍，包括緩存的策略、替換算法、分支策略等等，可以通過精細(xì)化調(diào)整來優(yōu)化CPU的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前，X86、Arm、RISC-V在嵌入式、桌面、高性能CPU市場(chǎng)的混戰(zhàn)已經(jīng)開啟，誰(shuí)好誰(shuí)壞，無法做出比較，因?yàn)槊靠钐幚砥骷軜?gòu)都有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

但不可否認(rèn)的是，X86已經(jīng)不再是唯一選擇，在蘋果、高通、微軟、阿里平頭哥等大廠的發(fā)力下，Arm和RISC-V或?qū)⒊蔀镻C芯片領(lǐng)域不可忽視的存在。