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千亿芯片出货的Arm,能在PC市场称王吗?

lPCU_elecfans 来源:未知 2022-12-09 07:10 次阅读
电子发烧友网报道(文/周凯扬)曾几何时,我们都幻想着自己手机里的Arm芯片能够驱动桌面操作系统,甚至成为一台高性能PC的硬件底座。如今这个念想已然悄然实现,当下的Arm在PC市场的地位也已经不容小觑,因为Arm PC凭借高集成度、低功耗和高性能,从各个层面上刷新了用户对传统PC的认知。

我们从出货表现上已经可以看到这一趋势,根据Mercury Research的统计数据,Arm在PC处理器出货量上的占比已经从2020年第二季度的不到2%,到了今年第三季度的13.1%,主要出货的终端产品为Macbook、Chromebook。这样的趋势下,Canalys更是预计到了2026年,Arm将吃下整个PC市场近三分之一的蛋糕。

在PC市场攻城略地的Arm

这都要归功于苹果等厂商们纷纷从x86倒向Arm,甚至是以180°的反转开启了这一进程。以苹果为例,苹果在推出M1芯片时,宣称自己将用两年时间来实现从x86到Arm的过渡,如今两年之期已过,除了Mac Pro这一久未更新的产品线外,Macbook、iMac、Mac Mini以及新增的Mac Stuido,都已经全面完成Arm化了。
Mac Studio / 苹果
更重要的是,当时人们猜想苹果会凭借Rosetta 2这一转译技术维系其软件生态,但截至目前,Adobe、Microsoft Office、VSCode等一系列生产力工具和开发工具都已经完成了M系列芯片的原生适配,也都做了针对Arm架构的性能优化,就连不少桌面端开发放慢许久的国产软件也都开始了积极的适配。
再看微软的Windows阵营,微软和高通早早就组成了WinQual联盟,从最早的高通骁龙SQ1到现在的SQ3,高通已经为微软的Surface定制了三代Arm处理器芯片。连微软的正统PC系列产品,今年发布的Surface Pro 9都推出了x86和Arm的双版本。而且从微软给出的性能参数来看,基于高通骁龙SQ3的Surface Pro 9要比基于Intel x86 CPU的版本多出3.5个小时的续航,这也是Arm在笔记本PC市场得天独厚的优势之一——高能效比。
在功能性和操作上,微软也力求做到与Windows 10和Windows 11一致的体验,而不是回归过去Windows RT那种半吊子的系统。微软自己也支持通过仿真的方式,在Windows On Arm系统上运行x86软件。但这种思路用于过渡是可行的,没法形成长远的软件支持,相较macOS的软件生态,Windows On Arm注定要花更多的时间去完成适配支持工作。

可能在大多数人看来,国内似乎并没有所谓的Arm PC生态,但其实在我们不常接触的信创领域,也有超过五成的Linux PC是基于Arm的,主要参与者包括飞腾和华为。这两家厂商都推出了高能效的Arm桌面芯片,并通过硬件级的安全机制满足了信创市场的要求,飞腾与鲲鹏芯片也与国产操作系统完成了协作,实现了软件生态的兼容。

可期的Windows On Arm生态
除了上文中提到的骁龙SQ系列芯片以外,高通也在近期举办的峰会上公布了一款Arm CPU新品,Oryon。Oryon的定位依然是高性能、低功耗,但它的出现很可能会给Windows on Arm市场带来变局。
Oryon的底子来自Nuvia,高通以14亿美元的价格将其收购后,接手了这一定制CPU的工作。高通CEO Cristiano Amon将其视为与Apple Silicon竞争的一张王牌,毕竟Nuvia团队中不少人都参与过苹果Arm SoC的设计。Arm虽然在智能手机、服务器和PC上都已经有了高性能处理器,但单就Windows阵营来说,仍然缺乏一个决定性的高性能Powerhouse。
不过Oryon似乎并不满足于仅仅立足PC市场,高通预计这一CPU将会陆续出现在智能手机、数字座舱、ADAS、AR/VR和基础设施上,都是高通如今的优势领域和未来版图。可以想象,高通的下一个突破契机,将会是由Oryon来定义的。
已经在手机SoC市场与高通争锋的联发科,也不甘示弱,开启了他们的Windows on Arm以及更深入的定制化PC芯片之路。联发科在今年11月表示,他们已经看到了400亿美元PC市场中存在的机遇,而Kompanio系列芯片仅用于Chromebook的话,显然难以实现目标,联发科必须要完成一场更大功耗更高性能的转变。
联发科强调自己将在CPU和GPU方面加大投资,从而将用于智能手机芯片的Arm技术,在PC SoC上发扬光大。而且早在不久之前,联发科就有曾公开招募过GPU系统软件工程师,负责将Arm芯片的GPU驱动移植到Windows平台上,并完成优化和调校工作。
空有硬件,没有软件支撑的话,断然没法撑起整个Windows On Arm生态,更别说与x86分庭抗礼了。高通和联发科在这方面只能贡献一半的力量,而且着重在硬件层面,另一方面则需要OS巨头微软来推动。
Windows On Arm开发套件 / 微软
微软在今年10月推出了基于高通骁龙8cx Gen 3的Windows On Arm开发套件,供开发者在该硬件上开发和测试那些基于Arm架构的Windows应用。而且微软也希望Windows平台的开发工作流能在Arm上跑通,所以.NET 6、Visual Studio 2022、VC++运行时库等开发工具链的Arm64移植也在有条不紊地进行中。
由此看来,上文提到对Windows On Arm适配支持的担心很快就会被置之脑后了。除了微软旗下的Edge、Office、Xbox等软件均已推出Windows On Arm原生运行的版本外,Firefox、Spotify、VLC等软件也纷纷紧随其后。
况且微软目前正在推进Windows Subsystem for Android,相较x86处理器需要用Intel Bridge技术模拟运行Arm apk,基于Arm处理器的Windows On Arm可以直接原生运行这些应用,无需担心性能损失。
更不用说在跨平台的大潮袭来后,Electron、Flutter之类的跨平台框架为开发和维护带来了便利,基于这些框架开发的macOS Arm软件,往往很快都会登陆Windows On Arm,反之亦然。
软件层面上的适配支持工作,需要整个行业协同发力,国内也有此芯科技这样的厂商加入到了Windows On Arm生态的建设中来。此芯科技于今年2月加入了Linaro,并联合成立了Linaro Windows on Arm工作组。此芯科技表示,工作组将在后续逐步开展针对WoA的全面计算解决方案 (Total Compute Solution) 联合开发,比如对Arm Mali GPU的DirectX支持。

在近日举办的Arm Tech Symposia年度技术大会,此芯科技称将从三大方面推动Arm的PC生态发展,包括通过统一的固件支持Windows和Linux多系统,提供多IP和核心组件的驱动支持,以及做好Arm64原生应用的支持。此芯科技也与安谋科技达成了深化合作,共同推进Arm CPU在国内的产业发展,比如借助安谋科技的自研IP产品面向PC市场打造安全子系统等。

Arm进军PC市场成功的关键
有了苹果、微软、高通和联发科等大厂为Arm摇旗,产生了如此强大的号召力和网络效应,应该可以让Arm在PC领域开疆扩土畅通无阻了吧?其实不然。如果Arm的PC生态上只有这些大玩家的存在是难以维系下去的,还需要半导体产业内其他厂商的参与,这也就是Linaro的作用所在。
早在过去Arm面对强大的x86生态时,就诞生了Linaro这一组织,由他们负责全力解决Arm在Linux内核、GCC、QEMU等开源软件生态下的问题。如今的Linaro共有68个开源软件维护厂商参与,管理着40多个开源项目,比如大家熟知的Linux内核、AOSP、LLVM等。再加上Linaro推出的96Boards等一众开发板,可以说Linaro极大地加快了Arm在软件开发生态上的进程。
WoA工作组路线图 / Linaro
成立WoA工作组后,在Windows上的Arm软件开发就成了Linaro的重点项目。我们再来看Linaro的WoA项目路线图,可以清楚发现该工作组将从工具链、生态系统、性能优化和分析、Windows系统启动等方面发力,比如支持Flutter、Dart、Blender等常用工具、语言和框架。毕竟只有在这些工具纷纷补全后,Arm才能在PC市场实现从模拟运行x86软件到原生运行Arm软件的转变,满足Arm PC一整天电池续航的承诺。
Arm成功的另一大关键就是SystemReady,Arm过去的生态存在一个问题,那就是不少流片的芯片其实并没有经过严格的验证,这些芯片运行在某些系统上会出现无法正常工作的现象。为了解决这一乱象,Arm推出了SystemReady认证计划,以系统“开箱即用”作目标,提供一套针对硬件和固件的合规性认证标准。
Arm SystemReady合作厂商 / Arm

Arm打造SystemReady的想法可谓简单明了,过多的标准化会限制Arm生态的创新,但过少的标准化则会导致更高的软件维护成本。所以通过这一计划即可实现标准固件的轻松部署和维护,减少多软件平台的维护成本,比如Linux和Windows。一旦获得了SystemReady认证,开发者就会知道该Arm SoC可以开箱即用,而不必时刻担心软件运行问题,从而专注于产品创新。

结语
从打入智能手机和嵌入式市场,Arm在极短的时间内就占据了主导地位,如今面临x86扎根更深的PC和数据中心市场,Arm也展现出了强劲的势头。对于消费者来说,Arm PC已经不再是将将能用的产品,而是作为高性能生产力工具的同时,又摒弃了传统x86 PC在能耗上的遗留问题。对于开发者来说,基于Arm开发软件也不再只是为了扩大用户群,而是由衷地相信能在Arm的硬件平台上发挥最佳性能。这样的Arm在不少人看来,主宰PC市场也只是时间问题。


原文标题:千亿芯片出货的Arm,能在PC市场称王吗?

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