Arm突破2000億顆！何時突破萬億？RISC-V是主要風險因素
2021-10-20 11:38:07 未知
如今，在一天中不使用到至少一種基于Arm的設備幾乎是不可能的，因為一般的計算機，特別是Arm架構已經變得無處不在。Arm是少數幾家擁有可以為幾乎所有設備提供動力的技術的公司之一。Arm的Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M和Mali IP被用于全球1600多家開發商的無數個CPU、控制器、微控制器和GPU。無論你使用的是智能手機還是汽車，它們都有可能在內部安裝了基于Arm的芯片。
Arm的采用量還在繼續加速。該公司的合作伙伴用了大約23年的時間——從1991年到2014年——出貨了前500億顆芯片，然后他們又用了三年——從2014年到2017年——出貨了另外500億顆。而現在，Arm生態系統用了大約4.5年的時間又出貨了1000億個芯片。Arm表示，每秒鐘大約會有900個基于其架構的芯片被生產出來。
隨著基于 Arm 的芯片出貨量達到 2000 億，顯而易見的問題是 Arm 能以多快的速度達到 5000 億和 1 萬億顆芯片。雖然我們可以大膽猜測，隨著 AI、HPC、邊緣計算、機器人和物聯網等大趨勢，Arm 的合作伙伴可能會在未來 10 年左右的時間內推出第 1 萬億個基于 Arm 的芯片，但Arm在未來的道路上仍面臨許多挑戰。
Arm 知道如何競爭。該公司已遠遠甩開了可用于許可的 Arc 和 MIPS CPU 架構，并成功地在GPU架構上與 Imagination Technologies 及其 PowerVR GPU 架構競爭保持領先。但為了在財務上進一步增長，Arm 需要面向更高端應用，例如客戶端 PC 和數據中心。與此同時，Arm 還必須捍衛其在傳統小芯片市場的地位，例如控制器和微控制器，這些芯片價格便宜，但無處不在，銷量驚人。
從架構的角度來看，Arm 的 64 位 Armv8 自 2011 年就可以解決 PC 和服務器的問題，但到目前為止只有少數公司，包括蘋果、高通、Ampere 、AWS已經華為和阿里推出了可以提供不錯性能的片上系統用于此類應用并與來自 AMD 和英特爾的 CPU 競爭。為了讓其他供應商能夠為追求性能的應用提供 SoC，Arm 在 2019 年推出了其 Neoverse 的以性能為中心的內核， 然而到目前為止，基于這種設計的成功案例相當一般。
自從 Apple 開始將其 Mac 轉換為基于 Arm 的 SoC，Arm 在 PC 領域的份額不斷增長也就不足為奇了。 Strategy Analytics 認為，2021 年基于 Arm 的筆記本 SoC 收入將比 2020 年增長三倍，將達到 9.49 億美元。分析師認為，由于蘋果用于 MacBook 的 M1 系列 SoC、聯發科用于 Chromebook 的 SoC 和高通用于 Windows-on-Arm 機器的 SoC，今年基于 Arm 的 SoC 將占據筆記本電腦市場 10% 的份額。
不過Chromebook 主要在美國銷售，而且通常面向學生銷售，這個市場非常有限。與此同時，高通的Windows 平臺還沒有與 AMD 和英特爾的平臺競爭。因此，Arm 在 PC 領域的成功將在很大程度上取決于 Apple 在該市場的成功。
StrategyAnalytics 手機組件技術服務副總監 SravanKundojjala 表示：“盡管高通與微軟在 Windows 操作系統上建立了密切的合作伙伴關系，但到目前為止，它并沒有在筆記本電腦市場上取得成功。” “高通通過收購 Nuvia 對計算市場進行了大量投資，我們只能在 2023 年看到結果。短期內，高通可以專注于Chromebook 以從聯發科手中奪取份額。StrategyAnalytics 認為基于 Arm 的筆記本電腦處理器供應商需要加大軟件投資和品牌推廣力度，才能與基于 x86 的供應商英特爾和 AMD 進行有效競爭。”
在服務器方面，Arm 有許多雄心勃勃的合作伙伴，例如 Ampere 正在開發服務器 SoC，但軟件兼容性顯然會減緩此類芯片的采用。要真正成為一個強大的數據中心參與者，Arm及其合作伙伴將必須確保軟件棧的存在。幸運的是，Arm的情況正變得越來越好。例如，AWS和甲骨文正在分別部署他們自己的或Ampere的處理器
顯然，AMD 和英特爾知道他們的優勢并意識到 Arm 設計可以提供什么樣的好處，因此他們將竭盡全力保持他們的性能領先地位，并增加靈活性以應對新興工作負載。我們希望從英特爾即將推出的Alder Lake 架構中看到很多這樣的東西。
除了努力進軍PC端和服務器，Arm保持其在現有市場的地位與進入新市場也同樣重要。這就是 Arm 將面臨來自快速發展的 RISC-V 生態系統挑戰的地方。就在三四年前，現有的RISC-V內核只能解決簡單的微控制器，但今天它們已經可以運行豐富的操作系統，如 Linux。
RISC-V 指令集架構 (ISA) 與 Arm 相比的關鍵優勢在于它是免版稅的，而且許多設計都是開源的（而且也是免費的）。假設一家公司能夠為RISC-V開發一個軟件棧，它可以從Arm遷移到RISC-V芯片，以節省一些資金。例如，Arm公司最重要的客戶之一蘋果公司正在探索RISC-V，并期待在未來幾年實現RISC-V硬件。雖然Arm可以提供軟件兼容性和熟悉的設計，但該公司要與免費的東西競爭將是很棘手的。
與此同時，很難指望 RISC-V解決方案能在短期內挑戰性能要求高的領域的 Arm（更不用說 x86）了。但是，由于有數十家公司為 ISA 做出了貢獻，我們只能想知道第一個高性能 RISC-V設計何時會出現。雖然我們不指望Tenstorrent的以人工智能為重點的SoC采用SiFive的X280 64位RISC-V內核和512位寬的RISC-V矢量擴展，在通用工作負載中提供突破性的性能，但這些芯片肯定是RISC-V如何在新興應用中挑戰Arm和x86的一個好例子。
Arm 的 CPU 架構已成為世界上最普遍的 ISA，并且其銷量可能超過所有其余架構——Arc、MIPS、Power、x86 等——的總和。由于如今處理器幾乎無處不在，Arm 架構的成功只會在未來幾年內繼續增長。
但 Arm 面臨著多重挑戰。首先，它需要在數據中心找到自己的位置，并挑戰幾十年來一直主導服務器的 x86ISA。其次，它需要維持現有市場并與開源免版稅架構 RISC-V保持競爭力。未來幾年將決定Arm能否很好地完成這些任務--無論是否被能英偉達收購進而得到更多的幫助。
