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傳蘋果今(2020)年底將推出Arm架構處理器的Macbook,在晶片成本降低之下,售價可能壓在800美元上下,較過往Macbook系列售價約1000至1300美元低了2成至近4成。預計主要搶攻輕薄筆電以及消費性筆電市場,NB組裝廠廣達(2382)、以及鍵盤廠精元(2387)將受惠。

PC市場飽和,惟輕薄筆電出貨逐年成長扮演支撐

根據研調機構統計,全球PC市場每年出貨量約2.6億台上下,若分為14吋以上傳統NB、桌上型電腦、以及14吋以下輕薄筆電,14吋以下輕薄筆電出貨量約佔7000-8000萬台,趨勢上,由於性價比高、符合攜帶穿梭多場域的工作型態,輕薄筆電出貨量逐年成長、近年出貨量年複合成長率有雙位數增幅表現,因而抵銷14吋以上傳統NB以及桌上型電腦需求的下滑,是近年PC廠商著力的重點。

蘋果筆電轉向Arm,具成本及整合生態體系優勢

外傳蘋果今年底將推出Arm架構處理器的Macbook,首款可能推出13-14吋、重量低於1公斤的Macbook。

業內人士指出,近年蘋果在移動裝置如智慧型手機、平板、智慧手錶等,皆植基於Arm架構展開,並在晶片開發上獲得更高自主性,不過在PC上,受限於X86架構相容性問題,APP開發者較難將移動平台iOS所開發的應用順暢轉移至桌面平台的macOS,使得現階段蘋果打造生態圈完整性遭遇阻礙。

不過,若未來Macbook甚至是iMac都轉移至Arm架構,將有利於蘋果將移動裝置與桌面裝置整合,讓開發者打造平台間無縫接軌的應用,讓蘋果生態體系更加茁壯。

另方面,業內人士認為,轉移至Arm架構後,主晶片成本將低於Intel,且在Arm架構下,有利於散熱及節省空間,讓Macbook有機會擺脫昂貴形象,更有利於開拓消費性、輕薄筆電市場。

目前蘋果Macbook一年出貨量約1600萬台上下,在全球PC市佔率達8-9%、排第四,預期在Macbook售價、生態圈更具競爭力之下,有望搶奪消費性、輕薄筆電市場份額,市占率將有提升空間。

供應鏈廣達、精元受惠程度大

廣達NB佔營收比重約5成,其中過往有約一半來自蘋果PC產品,廣達在Macbook、iMac都是主要組裝廠商,若蘋果將桌面平台逐步導入Arm架構,帶動市占率提升,將有望受惠。

近期營運展望上,廣達8月營收1060.46億元,月減2.65%、年增15.43%,創歷年同期新高,廣達認為第3季NB出貨將逆勢再走高、出貨估較上一季雙位數成長,整體下半年NB出貨也會較上半年雙位數成長,全年NB出貨也會較去年雙位數提升。廣達是所有筆電組裝廠商中對於第3季NB展望最為正面的。

至於鍵盤廠當中,精元是Macbook鍵盤主力供應商,旗下吳江廠主要負責生產蘋果相關產品,目前該廠佔精元合併營收約5成、較過往低谷時期約1-2成大幅提升,顯示精元在蘋果鍵盤的市占率向上且穩固,預期在蘋果Arm架構PC新品也有望取得份額。

精元8月營收21.44億元,月增3.39%、年增103.55%,已是連續第3個月創歷史新高,受惠美系筆電客戶拉貨需求持續升溫,法人預期,9月營收有機會較8月成長、再創新猷,整體第3季營收將創歷史新高,由於目前客戶展望正面,預期第4季營收也有望不亞於上一季表現、持穩高檔表現。
MoneyDJ新聞/記者 張以忠 報導 2020-09-11 10:34:09
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宏碁與廣達、聯發科聯手力推Arm架構Chromebook

受全球疫情影響,居家辦公、遠距教學需求增加,宏碁在採用英特爾處理器的Chromebook外,和廣達、聯發科合作,力推Arm架構Chromebook。

宏碁與聯發科、廣達共組Chromebook產業鏈,力推Arm架構Chromebook,並啟動「臺灣教育數位轉型」計畫,捐贈500臺採用聯發科處理器的Chromebook予國內中小學,搭配G Suite教育訓練課程,協助國內數位教育發展。

全球受到新冠肺炎(COVID-19)疫情影響,帶動居家辦公、遠距教學需求增加,連帶使得PC的需求增加,根據IDC統計,今年第二季全球PC出貨較去年同期成長11.2%。不僅一般PC需求增加,連帶也使得以教育市場為主的Chromebook需求跟著水漲船高。

市場對Chromebook需求大增,供貨吃緊讓在全球Chromebook市場佔有一席之地的宏碁緊張,宏碁公司董事長暨執長行陳俊聖笑稱,宏碁缺貨嚴重,按三餐向代工廠廣達要貨還不夠。

由於目前Chromebook產品大多採用英特爾處理器,此次宏碁找上代工廠廣達、聯發科共組Chromebook產業鏈,而捐贈的500臺Acer Chromebook Spin 311即採用聯發科MT8183處理器,強調可執行多個應用程式、網頁、文件等工作,筆電續航力可達15小時。

四年前首次切入Chromebook市場的聯發科,這次獲得宏碁青睞,聯合廣達打造Arm架構Chromebook產業鏈,聯發科此次捲土重來顯然有備而來。

聯發科資深副總經理暨智慧裝置事業群總經理游人傑表示,除了這次Chromebook產品採用程的MT8183,預期今年底將再推出中階處理器MT8192,明年上半年再推出6奈米製程、更高階的Chromebook處理器,以涵蓋入門、主流、高階市場。

不只是處理器,聯發科還提供Chromebook的PMIC電源管理晶片、Wi-Fi 6無線上網模組,在Wi-Fi不普及的偏鄉學校,還提供支援4G、5G的通訊模組,提供完整的產品組合,「幾乎大部分客戶已採用聯發科的Chromebook方案量產,我們預期明年Chromebook將成為聯發科重要的成長動力」。

游人傑透露,在今年底將推出的主流級Chromebook處理器MT8192,除了處理能力提升,還會加入AI處理器APU,算力達到3TOPS,而最高階的MT8195則可達到5TOPS。這意謂著客戶能夠開發AI演算法,讓Chromebook的使用體驗不同於一般筆電,例如許多人使用筆電紀錄上課或會議的內容,但現在AI在語音、文字、影像辨識已經相當成熟,未來這些AI運算不需仰賴雲端。

相較於過去偏重行動裝置,聯發科近來相當積極進入PC市場,例如和英特爾合作,開發筆電專用的5G通訊模組,這次又和廣達、宏碁組成Chromebook產業鏈,大舉搶進Chromebook市場。

游人傑表示,不同裝置例如手機、平板、TV有不同的使用場景,聯發科的設計原則是如何在不同場景中優化使用者的體驗,聯發科在Chromebook結合處理器、PMIC、Wi-Fi、5G Slim Modem等關鍵元件,將能夠透過系統優化使用者體驗,例如省電、低延遲,或是在筆電提供更好的AI體驗。
iThome 文/蘇文彬 | 2020-09-09
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揭秘雲手機伺服器:ARM架構,運行數千台手機

什麼是雲手機伺服器
雲手機就是將雲計算技術運用於網絡終端服務,通過雲伺服器實現雲服務的手機。那麼什麼是雲手機伺服器呢?希望這篇文章能給大家答案。

雲手機伺服器基本介紹
以藍光雲ARM陣列伺服器為例,雲手機伺服器就是一套手機雲伺服器設備,內置基於ARM集群晶片伺服器和虛擬化系統設計。

什麼是ARM架構
ARM架構是一個32位精簡指令集(RISC)處理器架構,其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點,ARM處理器非常適用於移動通訊領域,符合其主要設計目標為低耗電的特性。目前則主要應用於移動端手機、平板、車載等方面,由於Android系統是運行在ARM環境下,所以雲手機伺服器等,如:藍光雲ARM陣列伺服器等,多採用了ARM伺服器。

雲手機伺服器有哪些功能
此處仍然以藍光雲ARM陣列伺服器為例,雲手機伺服器可並發運行多達數千台虛擬手機,每台虛擬手機完全獨立,非切換或分身模式。詳細功能則有:中控系統、傳屏控制客戶端、BLUE OS系統。

中控系統:做到批量化管理運行多手機和各種APP,提高效率,降低設備/人工成本。

傳屏控制客戶端:提供遠程控制解決方案,全面支持遠程辦公,快速響應,全平台支持。

BLUE OS系統:硬體信息虛擬化,傳感器虛擬化,GPS定位等硬核科技,並且兼容市面上大部分的Android應用。
kknews/藍光雲手機2020-08-31
原文網址:https://kknews.cc/tech/8kpn3lq.html
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狼真的來了,蘋果真的改用自研的 ARM 架構處理器⋯⋯然後呢?

經過多年謠傳,蘋果「總算」宣布 Mac 將逐步從 Intel 處理器轉移到「Apple Silicon」,預計年底推出首台採用自家 ARM 指令集相容處理器的 Mac 電腦,也傳出台積電將編列「300 壯士」團隊,從研發、設計、製程、封裝都提供「火力支援」的消息。

與前代 PowerPC 轉 x86 的 Rosetta 相隔 15 年,從 x86 轉譯為 ARM 的 Rosetta 2 動態二進位碼轉譯器(Dynamic Binary Translation),目前尚未公布有啥特殊的神兵利器和暗黑科技,可同時產出 x86 與 ARM 版本的 Universal 2 開發工具就沒啥好提的。唯一可確定的是,那個開發者轉換套件(Developer Transition Kit)之所以不使用 A13,而是 A12Z,多半基於更多運算核心數量與更高容量記憶體的需求。

無獨有偶的,當蘋果在 WWDC 發表「狼終於來了」重大宣示時,以 Fujitsu A64FX 處理器組成的日本超級電腦「富岳」奪得 Top500 榜首,Ampere 發表 80 核心(第四季提升到 128 核)、時脈 3.3GHz、功耗 250W 的 Altra 伺服器處理器,一同共襄盛舉。接著各大社群媒體就冒出了不少「ARM 出頭天」、「x86 指令集包袱早該丟掉」、「x86-64 架構老舊難以擴展」等曠世高見,但這些其實都不是重點。

這件事和「架構」毫無瓜葛。

「將指令集架構和處理器微架構劃上等號,傻傻分不清楚」,這已經算是稀鬆平常、隨處可見的觀念謬誤了。指令集架構(Instruction Set Architecture)是「電腦的語言(x86、ARM、RISC-V、PowerPC、SPARC、MIPS、Alpha、PA-RISC)」,處理器微架構(Microarchitecture)則是實作的執行載具(一堆琳瑯滿目的核心代號,像 Skylake、Sunny Cove、Zen 2、Willow Cove),兩者演進彼此互動,像沒事就直接以記憶體為運算目標的 x86 指令集,就很需要超高效率的快取記憶體子系統,但並非絕對,過去近 30 年的歷史,已經充分證明了這件事。

x86 指令集再毫無道理可循,英特爾和 AMD 也能靠著龐大的個人電腦(還得加上雲端資料中心)市場和投入天文數字般的研發資源,研製出效能頂尖、電晶體預算幾乎砸在「軟體最常使用的簡單指令」的 x86 處理器。而 AVX 這個 x86 指令集歷年最大改革問世後,x86 指令集擴張速度更是一飛沖天(連英特爾自己在公開文宣都不想列出從 AVX 到 AVX-512 的新增指令數目了),無論英特爾還是 AMD,處理器微架構推陳出新,更是毫無停滯跡象,完全沒有「因為架構老舊所以難以擴展」這回事。寫出這句話的人,真的知道自己在講哪個層次的「架構」嗎?


「指令集架構」不是絕對的因素。

像奪下 Top500 榜首的富岳超級電腦採用的 Fujitsu A64FX 就是很好的例子,本質上根本就是將指令集架構從 SPARCv9 和 HPC-ACE2 換成 ARM v8.2-A 加上 SVE 的 SPARC64 XIfx 處理器,先前的核心微架構、多核心分區規劃、大型主機等級的資料可靠度等,幾乎原封不動的從 SPARC64 XIfx 搬到 A64FX(可參考筆者在 2018 年發表於癮科技的專文),Fujitsu 做這個決定的背後考量也不是為了效能,而是要沿用 ARM 和台積電的晶片生態系統,加速研發和生產時程。


講的更白一點:死忠果粉和長期用戶選擇的是「靠著高度軟硬體垂直整合而達到最佳使用者體驗」的蘋果,不是 ARM 也不是英特爾。所以這件事扯到 ARM 和 x86 怎樣怎樣,一點意義都沒有,人家就只想要整合生態系統,順便降低產品成本。至於這次轉移工程,究竟需要多少時間和代價,會不會因此「動搖國本」(當下的 Mac 軟體資產規模已非 15 年前吳下阿蒙),那就是蘋果自己要承擔的風險了。

蘋果統一處理器指令集架構,誰是第一個潛在受益者?
使用 Mac 開發 iOS 應用程式的人,有機會在 Mac 享受「最接近原生硬體」的測試與執行環境了,不必像過去多了模擬層,可能會在實際 iOS 裝置出現的問題,卻不會在跑 Xcode 的 MacOS 時發生的狀況。

另一個受益者,理所當然的就是替蘋果製造晶片的台積電了,Mac 在全球個人電腦的占有率約 7%,排名第四,次於 Lenovo HP Dell,略高於宏碁和華碩,說大不大,說小不小,但即使晶片出貨單價將遠低於英特爾賣給蘋果的價碼(畢竟只有代工),對台積電的業績,也是不無小補。

誰又是第一個受害者?
除了英特爾還能有誰?平白無故逐漸失去「全球個人電腦 7%」,對業績肯定是明顯的傷害。

曾經看似有希望「啃蘋果」的 AMD 也是潛在的受災戶候選人,但並不代表蘋果轉移過程就沒機會「短暫引進」AMD 處理器,這倒是值得觀察一下。

第一台改用自家晶片的 Mac 會是哪個產品線?
大概從「最不需要高效能」的輕薄型 MacBook 踏出第一步吧。

但這卻也衍生出一個大哉問:那像 Mac Pro 這類工作站類型的高階桌機,既然也要轉進 Apple Silicon,那這意味著,蘋果將自行打造 Xeon 等級的大型化多核心高時脈 ARM 處理器,甚至有機會直逼 IBM Power 伺服器家族的等級。這背後暗藏了無數深水炸彈,特別是深度管線的處理器微架構(搞不好還要追加同時多執行緒)、一定程度的高可用性(RAS)與高效能的快取資料一致性協定(Cache Coherence Protocol)。最起碼,身為「商業化 RISC 處理器的始祖精靈」之一的 IBM 也是累積了幾十年經驗,才有能耐持續推出地球最高階的 RISC 處理器,這些「know how」一點都不簡單,這也將是 Apple Silicon 研發團隊即將面對的最艱鉅挑戰。

不過如果蘋果願意研發高單價的大型晶片,對台積電來說,當然是天大的利多,台積電特別編列技術支援團隊,恐怕就是為了這件事(假若僅讓 Mac 沿用 iPhone、iPad 處理器,就沒必要如此大費周章)。弄得不好,看在 Mac Pro 出貨量也沒多少的份上,蘋果做的高階 Apple Silicon 整體成本還高於跟英特爾購買 Xeon,也不是太讓人意外的結果。

蘋果會順便連獨立繪圖晶片都自己做嗎?
延續 AMD 的可能性比較高,此外,基於對 AMD 繪圖晶片的「熟悉感」,Mac 用的 Apple Silicon,像三星從 AMD 授權相關 IP,再整合到自家晶片,也有機率不低的可能性。

最後,短期內有哪些對用戶的影響?
這兩天社群網路媒體的鄉民輿論浮現很有趣的兩極化觀點:「對 ARM 處理器效能沒信心者,想趕快買台英特爾版 Mac 放著」、「原本想入手搭載新型鍵盤的 Mac,但看到換心手術後的 Mac 可原生執行 iOS iPadOS 應用程式,寧願按兵不動等年底再出手」。蘋果宣稱 Mac 晶片轉換將在「兩年內完成」,這段期間,使用者和開發者的後續反應,絕對是極度有趣的話題。

但回過頭來,Apple Silicon 這匹狼成為眼前的現實,大家不必再浪費時間「隨隨便便就賭上爺爺的名譽」說一堆無意義的語言和臆測,應該讓不少人(包含筆者)鬆了一口氣,現在就讓大家來瞧瞧,蘋果是否真能在短短兩年內,「先講求不傷身體,再講求效果」的搞定「第四次遷徙」,也許將爆發令人出乎意料的發展。
TechNews/作者 痴漢水球 2020 年 06 月 24 日 17:15
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「新世代筆電」大戰開打!為何微軟、蘋果都要投奔 ARM 架構?

《彭博社》最新消息傳出,蘋果將在 6 月 22 日舉辦的 WWDC 宣布,全面將 Mac 轉向 ARM 架構,似乎暗示「新世代筆電」大戰準備開打,微軟 5 月剛於台灣正式上市全新的 Surface Pro X,是旗下首款採用 ARM 架構的筆電,為何蘋果、微軟都要搶攻這一塊新市場呢?

當前電腦主流的處理器品牌 Intel、AMD 皆是採用 x86 架構組成,而逐漸興起的 ARM 架構則是大量運用於手機處理器,例如蘋果 A 系列晶片、高通 Snapdragon 皆是代表作。近幾年 ARM 逐漸將觸角伸向筆記型電腦,希望提供更多行動設備的體驗。

以微軟已經發表的 Surface Pro X 為例,對比同期登場的 Surface Pro 7,改用與高通合作開發的 ARM 架構處理器 Microsoft SQ1,得以讓機身更加輕薄。搭載 13 吋螢幕的 Surface Pro X 只有 774g 重、厚度僅 7.3mmm,還能保證水準以上的續航力、立刻喚醒的啟動速度、支援 LTE 聯網等特性,是一款可隨處上網、瞄準商務族的筆記型電腦。

蘋果則傳出最快 2021 年發表第一款 ARM 架構的筆記型電腦,外媒《AppleInsider》點評改用 ARM 架構後,MacBook 將會擁有 4 大競爭優勢,例如更輕薄的機身、深度整合 macOS 研發獨家功能、成功打造自研電腦晶片、擺脫 Intel 的開發時程。

整體來說,輕薄、隨時聯網(LTE)、高續航是 ARM 架構電腦的一大特色,伴隨而來的缺點卻也不少,例如外媒於 Surface Pro X 的評測中,普遍點出性能普通、軟體相容度不足等缺點。另外《彭博社》亦指出,蘋果之所打算提早公開 ARM 計畫,也是希望提早讓開發者做好軟體優化與轉移的準備,顯見軟體相容性,是當前 ARM 架構電腦的最大挑戰。
自由時報文/記者黃肇祥 2020/06/10 08:15
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蘋果 MacBook 傳明年投奔 ARM 架構!外媒稱將有 4 大優勢

蘋果 Mac 靠攏 ARM 架構的態勢逐漸清晰,天風證券分析師郭明錤最新報告指出,首款搭載 ARM 架構處理器的 Mac 預計 2021 上半年發表,但對於消費者來說,處理器從 Intel 換成 ARM 架構會差在哪裡呢?《AppleInsider》對此評點搭載 ARM 架構的 MacBook 所會有的 4 大優勢。

首先最直接的就是更好的散熱系統!《AppleInsider》分析指出,由於基本架構與運算處理不同,對於 MacBook Air 等入門級筆電來說,倘若無需強悍的高階效能,其實 ARM 架構處理器表現更好,與 Intel 運轉相同效能,能有更低的機身溫度。甚至先前有外媒認為,蘋果會像 iPad 一樣移除內建風扇,打造更輕薄的 Mac 電腦。

近年蘋果陸續在 Mac 電腦導入自製的 T1、T2 晶片,以利於 MacBook 添加 Touch ID、Touch Bar 等差異性功能,兩款晶片除了負責資訊安全,同時還會協助處理音頻、影片編碼,配合 macOS 系統帶來極大的幫助。說明蘋果擁抱 ARM 架構有十足的經驗,得以讓電腦性能、功能進一步獲得優勢。

《AppleInsider》亦表示,蘋果習慣完全掌握產品的硬體、軟體開發過程,但由於 Mac 是與 Intel 合作,就必須有部分細節遷就於對方,由於當前 Intel 於製程技術處於落後,又有處理器發表時間延遲等問題,被認為是蘋果改用 ARM 架構研發自家處理器的原因之一。

改用 ARM 架構得以讓蘋果效仿 iOS、iPhone,自行研發電腦的處理晶片,同時在軟體、硬體獲得一致的整合與開發優勢。像是手機的 A 系列晶片就長期領先 Android 陣營,於電池、RAM 容量也不會過於仰賴硬體規格。

微軟去年再度嘗試建構搭載 ARM 架構的筆電,推出 Surface Pro X 二合一電腦,卻獲得部分外媒較為負面的評價,認為軟體還是沒準備好。相較之下,蘋果 Mac 已經有 2 次成功轉移電腦架構的經驗,鼓勵開發者將 iOS App 移植到 macOS 的 Project Catalys 專案,似乎也是在提前替 ARM 作準備,避免新筆電上市後,卻沒有軟體支援的窘境。
自由時報文/記者黃肇祥 2020/02/26 13:15
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ARM 架構再受挑戰!微軟 Surface Pro X 首波外媒評語有點尷尬

微軟今年發表 Surface Pro X 二合一電腦,特別的是再度選用 ARM 架構,比起 Intel 的 x86 架構更加省電、輕薄,並且能支援 LTE 時常聯網。近期外媒新一波評測出爐,Surface Pro X 獲得評價卻有點尷尬。

相比 2013 年初次推出以 ARM 架構打造的 Surface RT,以萬元門檻作為入門平板產品,新推出的 Surface Pro X 改瞄準高階市場,主打商務人士,定價 999 美元比同期發表的 Surface Pro 7(749 美元)貴上不少,實際表現卻面臨許多挑戰。以往 RT 軟體支援度不足的缺點,似乎延續到 Surface Pro X 上。

《The Verge》指出,微軟商城的應用程式數量不足, Chrome 運行比 Edge 明顯慢了一些,Photoshop 可以開啟但速度很慢,唯一能運行的遊戲是《憤怒鳥 2》。直言,「Surface Pro X 是我們今年看過最好看的電腦,但電腦不是拿來看的,我們要的是使用它。」

由於架構不同,普遍市面上的軟體無法直接讓 Surface Pro X 安裝,需要經由工程師轉譯、推出 ARM 版本,但顯然目前許多開發商還沒做好準備。《Engadget》認為,比起早年的 ARM 筆電,這次 Surface Pro X 運行 Windows 系統表現良好,但容易在使用應用程式的時候,出現許多相容性問題。

也有外媒給予不同看法,《Gizmodo》提到 Surface Pro X 有機會取代高階 Chromebook 的市場,單純上網、使用雲端程式(Office 365、G Suite 等等)是足夠的,Surface Pro X 與傳統電腦有較好的相容性,並且能提供消費者輕薄、續航長,能立刻喚醒的電腦設備。

儘管程式支援是一大缺點,但多數都提到採用 ARM 所帶來的優勢,例如輕薄、高續航,並稱讚 Surface Pro X 是微軟外型最好看的 Surface 電腦。憑藉與 Surface Pro 7 不同的優勢,或許 Surface Pro X 能吸引一部分的商務客群,但若要進一步推廣 ARM 架構,就仍有許多難題得解決了。

台灣微軟先前證實,Surface Pro X 確定會於國內上市,具體時間、售價仍是未知數。
自由時報文/記者黃肇祥 2019/11/07 12:08
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閱讀秘書/安謀(ARM)架構

過去稱作進階精簡指令集機器,經營模式不再於製造處理器,而是販售矽智財核心(IP core),取得其授權的IC設計公司可依其設計,製做微控制器和CPU。

ARM架構的特點為低功耗,因此較為省電,非常適用在行動通訊領域,客戶端涵蓋蘋果和全球手機晶片大廠高通、聯發科、輝達等。
【經濟日報╱記者謝佳雯/台北報導】2014.06.03 04:30 am
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看ARM如何搶走英特爾的x86市場––CPU市場上的逆襲!

一天到晚看到科技新聞上談到的各家巨頭紛爭,卻搞不懂新聞中提到的詞彙和廠商策略嗎?

先為大家測試一下程度,如果都看得懂這些新聞在講什麼的讀者歡迎點下關閉離開~若您是看不懂的讀者… 那還不快跟著我、來一場為您精心準備的名詞解說與策略分析!保證看完本文,之後看新聞不再霧煞煞~

2016.07.18—軟銀斥234億英鎊收購英國晶片巨頭ARM,創歐洲科技界併購紀錄
2016.08.31—英特爾跨入晶圓代工市場
2017.03.09—Intel 遭老戰友拋棄!微軟改找高通、供應伺服器晶片
今天,我們要來針對上一篇文 一看就懂的半導體產業結構與名詞 一文中的「晶片設計服務提供商」模式,進行進一步的解說。

IP 提供商模式
(1) 領導廠商
> ARM、Imagination

(2) 特點
> 不設計和銷售晶片。

> 為晶片設計公司提供完整功能單元、電路設計架構與諮詢服務。

> 由於沒有實體產品、而是販賣智慧財產權「設計圖」,又稱矽智財(SIP)。

(3) 優勢
> 無龐大實體資產。公司規模較小、資金需求不高,但對於技術的要求非常高。

> 不必負擔產品銷售的市場風險。

(4) 劣勢
> 完全的市場壟斷。目前全球的 CPU 架構,以 Intel 的 X86 架構和 ARM 的 ARM 架構為兩大要角。

> 前者多用於 PC 和伺服器上,後者則幾乎壟斷了所有的行動通訊晶片、市佔率高達 95% 的智慧型手機。

技術門檻較高、累積技術的時間較長。


什麼叫「架構」?Intel面臨的行動市場逆襲

2016年7月時,軟銀 (SoftBank) 宣布斥資234億英鎊買下全球最大行動晶片設計授權商安謀(ARM),寫下「歐洲科技企業史上最大筆收購案」的紀錄。軟銀董事長孫正義指出,預計未來 20 年內,ARM 晶片的年產量將達到 1 兆片的規模。

等等,到底什麼叫 ARM 晶片?

你聽過 Android、iOS 手機,那你知道無論Android 還是 iOS 手機都是用 ARM 架構的晶片、連 NVIDIA 的 CPU 晶片也是使用 ARM 架構嗎 (可惜現在已經退出)?所以 ARM 到底是在幹麻?

你知道你自己正在用的手機的 CPU,正是 ARM 架構嗎?

那你知道你的手機如果不是 iPhone 或三星,很有可能就是用高通設計的晶片嗎?蛤?那 ARM 和高通又有什麼關係?

聽說,是 ARM 賣架構給高通這家 IC 設計公司、高通買回來再設計自己的晶片… 所以講來講去,到底什麼是「架構」?(晶片架構、處理器架構… 到底這個「架構」是在講什麼?)聽說,伺服器用的晶片架構主要是 x86、手機晶片用的則都是 ARM,到底為什麼?

怎麼那麼多的為什麼啦!吼,繞來繞去聽不懂啦。別急,看完這篇文章就知道 ARM 和 Intel 在幹麻、又是怎麼在行動通訊市場上打群架的了。

對電腦下命令: 高階語言與低階語言
CPU (Central Processing Unit, 中央處理器) 是驅動整台電腦運作的中心樞紐,就像是電腦的大腦;若沒有CPU,電腦就無法使用。

CPU 的功能主要是執行電腦的指令、以及處理電腦軟體中的資料。

什麼是指令呢?指令是低階語言的命令。我們可以對電腦以程式下達命令,比如加減乘除的運算;在高階語言中的命令稱為「敘述」 (statements),在低階語言中則稱為「指令」 (instructions)。

所謂的程式,就是指我們要電腦完成某一項工作,所下達的一連串命令。

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等等!什麼又是高階語言和低階語言呢?

高階語言是目前最常見的程式語言,平常我們聽到的程式語言,比如 C/C++、都是高階語言。高階語言以人類的日常語言英文為基礎,使用一般人易於接受的文字來表示,可讀性高。

然而電腦是看不懂高階語言的,因此我們需要將高階語言透過編譯器 (Complier) 將高階語言再轉成能直接與硬體溝通的低階語言。

電腦唯一能讀懂的語言就是二進位制的「機器語言」 (Machine Language),由0與1組成,比如00101001010101100111…. 別說你會撰寫到發瘋,連看懂都有困難。

因此後來又發展出了「組合語言」 (Assembly Language),改用較短的字串取代機器語言的0與1,讓人類比較好看的懂。

由於CPU只認得機器語言,因此組合語言所撰寫的程式依然需要經由「組譯器」 (Assembler) 來轉譯為機器碼。組合語言每一行直接對應到的幾乎就是一個機器碼,高階語言則無。

這個流程簡單來說,就是高階語言 (C/C++) 得透過編譯器 (Complier) 轉成組合語言 (Assembly Language)、再透過組譯程式 (Assembler) 轉譯成機器碼(Machine Code),機器才能讀得懂。

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低階語言不用耗費編譯流程、即可被 CPU 所執行,因此以低階程式語言編寫的程式,其運作效率會較高階語言更高。然而可能別人寫兩三行就解決的程式、你要寫數十行數百行而已。就是看人類方便(高階語言)、還是機器方便(低階語言)。

這麼講大家可能很難理解,來做個示範吧!如果我們希望電腦輸出「Hello, World!」這行字,在高階語言中會這樣寫 (範例為C語言):

ARM-x86處理器架構之爭-03

這時候電腦會輸出Output結果:Hello, World!。同樣的一行字,來看看在組合語言中是怎麼寫的:

ARM-x86處理器架構之爭-04

這時候你可能已經有:「這東西是什麼!!!」的想法了… 別急,最後來看看機器語言會怎麼寫:

ARM-x86處理器架構之爭-05

…天啊。這誰看得懂。

我們可以明顯發現,高階語言的一個敘述可以對應到多個低階語言的指令,比低階語言更易撰寫、也較好閱讀。這樣的話,為什麼還要有低階語言呢?

事實上,不是「為什麼還要有低階語言」,而是一開始的電腦就只有低階語言!高階語言是後面才發展出來的東西,方便人類好寫且好讀懂。

可以說:「低階語言是要給機器看的、高階語言是給人看的」。如果是底層的嵌入式系統,有些工程師還是要直接去寫組合語言。

也就是說,高階語言和低階語言的功能不同,不能直接相比。高階語言是來幫助我們進行抽象化的設計、讓我們能描述出需要的行為,而不是去 Micro Control 每一行機器要跑的指令。

但高階語言要讓機器理解,還須經過編譯器的「編譯」這個步驟。編譯後的結果,會直接影響電腦執行該程式的效能。

就像是一個翻譯人員把中文翻成英文一樣,如果翻的好的話一樣很優美、能達到最理想的效果;如果翻不好的話,就會變得很糟糕。台灣一家新創 Skymizer 就是在做編譯器的優化,讓相同的程式碼經過更優化的編譯器後、能在電腦上跑更快噢!

低階語言雖然難懂,但硬體能不經編譯器、直接執行。(不過機器只能看懂0/1,所以如果是組合語言的話,還要經過 組譯器翻譯 => 機器語言)

也因為低階語言對硬體直接操作,一種組合語言會專用於某種電腦架構,而不像許多高階語言可以在不同系統平台之間移植。根據這種特性,我們能透過組合語言訂定「指令集」,和該指令集依附的「指令集架構」。

指令集架構: 電腦的製作基礎
一天到晚聽到 ARM 架構、x86 架構,聽得很煩、卻又不知道是什麼意思嗎ˊ_>ˋ… 別再當科技新聞小白,瞭解低階語言的概念後,終於可以來看看什麼是處理器的「架構」啦!

低階語言的「指令」是處理器 (CPU )可以執行的最基本運算, 一款處理器所能支援執行的「所有指令的總集合」,就稱為指令集 (Instructions)。

在低階語言指令中,會出現資料於特定硬體上操作或存取的資訊,工程師須受過硬體訓練才能瞭解低階語言;現在一般寫個網站、寫 APP 都用高階語言,無須了解記憶體和或硬體便可以操作了。

然而要造計算機,除了指令、還得制定與該指令集相關的硬體規定,就叫「指令集架構」(Instruction Set Architecture)。

現在讓我們要來講一個如何造出一顆 CPU 的故事。有天有位軟體工程師小智、和設計 CPU 的硬體工程師小皮湊在一起。

『工具人_軟體小智』:「好基友,一起來造顆 CPU吧!看要怎麼合作呢?(貼圖)」

『社畜__硬體小皮』:「好!不然這樣好了,你負責編寫能跑在 CPU 上的指令,我負責設計 CPU的硬體零件。咱分頭進行,一年後在這邊碰面,兩邊再合在一起!」

『工具人_軟體小智』:「等等,這樣我們各幹各的,誰知道一年後合在一起時會不會爆炸!怎麼能保證我寫的指令,能在你設計的 CPU 上跑得起來呢?」

『社畜_硬體小皮』:「 這樣好了,我們共同把規則定好,再去分頭進行設計軟體和硬體,才能保證一年後碰面時,軟體和硬體能順利地結合在一起、你我不分開 <3」

這個規則,就是「指令集架構」(ISA),包含了軟體與硬體兩部分。

可以說,從上游設計、到下游製造的 IC 工業鏈,全部都是圍繞著一個指令集為基礎,來量身定做該指令集的「軟體指令」和「其所依附的硬體零件」。

所以說,指令集就是造計算機的規格。一旦決定了指令集後、我們就可以著手設計計算機。相同規格的計算機,可以有不同的實作方式;但依據相同指令集架構所造出來的計算機、要能執行指令集中的每一道指令。

所以你會看到 ARM 指令集有很多不同的處理器(高通、聯發科、展訊…),但他們都可以執行所有 ARM 架構的指令。差別在不同廠商的晶片,會再加上其他作為競爭力的功能,比如通訊、照相等等。

發現了嗎,這是一件很驚人的事情!一旦決定了指令集架構,整個 IC 工業鏈幾百億幾千億的市值,都會圍繞在該指令集架構上從頭到尾進行量身定做,因此一旦被市場所接受、就相當容易形成壟斷的情況。

指令集架構是電腦的基礎,也會影響作業系統的種類以及軟體的支援程度,每個指令集架構皆有各自的生態。現行的指令集架構非常多,知名的架構包括 x86、ARM、MIPS 等。

x86 由 Intel 主導,也是目前個人電腦的主流架構,ARM 則是採用授權的方式釋出, 在行動裝置的市佔率高達九成。MIPS 則被應用於任天堂和 Sony 的遊戲機上。

指令集可依據 CPU 的設計目的,分為「複雜指令集」 (CISC) 和「精簡指令集」 (RISC)。在1980年代前,指令集越做越複雜;為了支援這些指令集,導致電腦的硬體結構也越來越複雜。然而,在複雜指令集中,僅有 20% 的指令最常被使用、剩下 80% 指令使用率相對低。

事實上,規格簡單、造出來的機器才會簡單且效能強。

1979 年美國加州大學伯克萊分校提出了 RISC 的概念,精簡指令集 (RISC) 只提供基本指令,剩下的複雜指令由基本指令拼湊而成,講求 CPU 執行速度。

想想看,不會因為英文只有 26 個字母,就讓我們的溝通受到限制;同理,指令集也不會因為個別指令能完成的功能較簡單而受到限制。

當然 CISC 並沒有被淘汰掉,CISC 與 RISC 各有優劣,依據硬體製作需求而有所選擇。

還記得本文開頭舉例的高階語言和低階語言程式碼的行數差異嗎?相同的道理, CISC 提供較佳的程式撰寫環境,能在較短程式碼內達到目標。不僅讓工程師能在撰寫程式上更輕鬆、在早期電腦記憶體容量有限時,也能以較少的指令運作複雜的運算。

RISC 處理器的規格則是要簡單許多,高階語言藉由編譯 (Compile) 轉成 RISC 指令很有效率,容易量產、價格更便宜、提升速度也很快,重點是低功耗、耗電量低。晶片業由傳統巨頭 Intel 導向 ARM 的翻盤, 來自 RISC 的革新絕對是位大功臣。

ARM-x86處理器架構之爭-06

Intel 與 ARM: 高效能與低功耗之爭
晶片的運算效能與功耗成正比,代表若是晶片功能越強大,相對就更加耗電。

晶片設計常要為了增強效能而犧牲功耗表現。比如 2015 年高通旗下產品 Snapdragon 810 的「發熱門」事件──無論是 CPU 還是 GPU,Snapdragon 810 性能與前代產品 Snapdragon 801 相比都有所提升。

可惜 Snapdragon 810 ,和 下一代的 Snapdragon 820 都有著功耗大、發熱嚴重的問題,使得當年使用該產品的各廠牌旗艦智慧型手機紛紛陷入爭紛。

Intel和ARM間的競爭,莫過於高效能與低功耗的取捨,與傳統「一人吃餅、你吃餅屑」和「把市場養大大家一起吃餅」的經營差異。

ARM的前身為Acorn Computer (艾康電腦),1978年創立於英國劍橋。後來因為艾康電腦的財務出現狀況,1990年分割出ARM成為獨立子公司。

ARM建立之初,蘋果還持有其 40% 股份,只是後來陸續出脫,成為開發iPod、iPhone的資金。雖然蘋果一度想要買回 ARM 股權,甚至還提出了收購邀約,可惜被ARM執行長拒絕。想想如果蘋果當初還持有 ARM,到現在會變成多驚人的結果。

1985年,艾康電腦與蘋果公司研發出採用精簡指令集的新型處理器,命名為ARM (Acorn RISC Machine, 後來更名為Advanced RISC Machine),又稱ARM 1。同年十月,Intel 也發表了80386處理器。

ARM1 的功能顯得相對簡單,效能也不敵 80386,但耗電量明顯更低。這樣的差異使得 ARM 系列處理器往後的設計路線明顯與 Intel 不同,Intel持續邁向高效能的 x86 架構,ARM 專注於低成本、低功耗的研發方向。

早期電腦的晶片注重效能更甚功耗,當時的桌上型電腦都有電源連接插座,在無須擔心耗電量的情況下只需比拚效能即可。

然而當筆電、智慧型手機與平板逐漸普及,取代桌電成為主流電子市場時,面對運算性能要求不高卻注重續航力的產品,低功耗與低價位的晶片成為比效能更重要的考量點。(當然,無論ARM還是Intel都會號稱自家產品具備低功耗高效能的特點啦)

加上 ARM 獨特經營模式所擁有的競爭優勢──ARM 本身並不直接生產晶片,商業模式採用授權智慧財產權的方式,由高通、聯發科、三星等廠商使用 ARM 的指令集架構,再加入自家研發的技術,比如內顯 GPU、3G/4G 支援、省電機制… 最後整合成一顆SoC (System on Chip, 系統單晶片) 處理器。

獲利模式簡單來說分成兩塊:一是一次性的對外授權收入,二是版稅、客戶每生產一塊晶片就要支付 ARM 一筆提成。

這與 Intel 的經營方式大相逕庭,自行研發、製造、出售的產品毛利高達50%,比純作授權的微薄利潤還高,大概得賣百來片 ARM 的晶片才抵過 Intel 賣一片晶片。

其他廠商若要從頭開始研發 x86 這樣的架構可能得耗時二、三十年。藉由賺得的高額利潤,Intel能再投入大量的成本研發下一代處理器技術與生產線製程,甩競爭對手又一個世代。

以其對手 AMD 來說好了AMD 的資本額與 Intel 相差幾十倍,製程技術落後(誰叫他要包給格羅方德呢…)、研發資金也不足,比起 Intel 的正向循環,AMD 幾回惡性循環後導致公司虧損。

AMD 之所以被 Intel 留著只是為了不被反壟斷法控訴…。這種由 Intel 一家獨霸技術與市場的經營方式,也就是所謂的「一人吃餅、你吃餅屑」。

相比之下,ARM 用便宜的價格進行大量的授權,不用投入高額資本於工廠產線。

ARM 架構能興起、還要感謝幕後功臣蘋果,除了早期共同研發精簡指令集架構 (RISC)、出資讓 ARM 公司獨立出來,更重要地,還以使用 ARM 架構的 iPhone、iPad 打開了行動運算市場,讓其他廠商紛紛能以低價購入 ARM 授權,進行智慧型手機晶片的研發。

RISC之所以成為目前主流指令集,與行動裝置相輔相成,可謂時也、運也、命也,所謂「把市場養大大家一起吃餅」。

Intel 不但在行動市場上慢了一步,在手機晶片上的思維也是固守 x86 架構,故而開發出使用 x86架構的 RISC 晶片,導致功耗大。Intel 有的是資本,不惜祭出高額的補貼政策以吸引手機廠使用,華碩的 Zenfone 便搭載了 Intel CPU,

可惜有著耗電量過高的問題。即使後續 Intel 開發出 Atom 系列處理器,有著不遜於 ARM 晶片的低功耗、高性能特點,可惜鮮有人聞問之下,Intel 宣布退出 Sofia、Broxton 兩款 Atom 處理器的開發,總共慘賠了數十億美元。

不是說 Intel 產品做得不好,現在的主流營運模式已不是直接販售處理器,而是透過智財授權方式營利。

Intel 若是學 ARM 的授權模式,收入將會比銷售最終產品的收入要低得多,難以讓 Intel 投入巨資研發的最新製程生產線、保持目前「高研發VS高毛利相互驅動」的商業模式。而 ARM 的設計與製造分開,較不會有這個問題。

等於說 Intel 作為 IDM,被原有斥資規模甚巨的廠房所拖累,讓 Intel 若想轉型成純 IC 設計公司會有相當困難。

ARM 則收費低廉,相較於 Intel 於 2015 年的營收達到 516.9 億美元,ARM 的同年營收僅 15 億美元。

但十多年過去,ARM 培養了一個遠比 PC 市場更龐大的陣營。

與其說是 Intel 和 ARM 之間的對決、CISC 與 RISC 的對決,倒不如說 Intel 對上的是各家取得ARM 授權的半導體廠商,是經營模式的問題。

行動通訊市場上的「ARM+高通」的模式,正鯨吞蠶食 Intel 的晶片銷售量;去年 12 月也傳出消息,高通預計在 2017 年推出基於 ARM 架構打造的 Centriq 2400 處理器,想要從行動通訊市場上跨界過來、搶食 Intel x86架構目前穩拿的 PC 和伺服器市場。

2016 年4 月,Intel 日宣布將於 2017 年中前裁員 1.2 萬人,佔 Intel 全球13萬員工中的 11% 人力,是近十年來最大規模的裁員動作。

此舉意味著 Intel 雖極力轉型,仍無法有效因應個人電腦市場的衰退、並未能在行動裝置市場中扭轉頹勢。

ARM與x86處理器架構之爭-07

2016 年 8 月, Intel 再透露其 10 奈米 FinFET 製程全面支援 ARM 架構,並已與 ARM 簽定授權協議,生產 ARM 架構的處理器產品;第一批產品將用於 LG 和展訊上。

LG 和展訊分別採取的是 10 奈米和 14 奈米製程,由此 Intel 將在晶圓代工市場向台積電、三星、以及格羅方德等競爭同業叫陣。

我們已經可以說,ARM 已經被視為處理器架構設計領域的領導廠商,Intel 則逐漸成為晶片先進製程製造領域的資本密集廠商。(也就是有轉變成 ARM 代工廠的趨勢…)

這樁合作案同時向市場承認了──行動通訊才是晶圓代工市場的最大宗應用,與ARM架構的王道地位。

好啦,就讓我們來重新測試看看,讀者看完這篇文章之後,以下這些新聞看懂了沒:

2016.07.18—軟銀斥234億英鎊收購英國晶片巨頭ARM,創歐洲科技界併購紀錄
2016.08.31—英特爾跨入晶圓代工市場
2017.03.09—Intel 遭老戰友拋棄!微軟改找高通、供應伺服器晶片
如果還看不懂的話,那麼… 請再回去看一次文章吧!(小編絕不會承認是自己文章寫不好的OwQ)

— 備註:【高通、聯發科、三星使用 ARM 指令集做晶片?】

雖然我們在內文中提到,由高通、聯發科、三星等廠商使用 ARM 的指令集架構,再加入自家研發的技術。

然而針對這句話我要稍作解釋,高通和聯發科對 ARM 指令集的「使用方式」可是有稍稍不同呢。

ARM 有出指令集,也有出公版的晶片,簡單說就是直接一個已經做好的陽春版晶片電路,這種賣設計圖的智慧財產權,就叫賣 IP。

蘋果、高通、三星等廠商都是向 ARM 買指令集,再自己設計電路,大概是嫌 ARM 自己做的晶片效能不夠。然而聯發科和其他幾家廠商不一樣,買的是 IP(公版)來兜自己的晶片,不自己從頭設計電路。

要說這家公司研發能力和高通有的比嗎?當 Intel 入股展訊,小米、華為也在做自己的自製晶片,加上一堆中國 IC 設計小公司紛紛崛起,大家都能直接向 ARM 買現成 IP 就能出晶片搭在白牌手機上,聯發科的競爭力勢必…?

而且聯發科身為台灣 IC 設計龍頭廠商,一旦被追過,台灣剩下的其他家 IC 設計廠又真的打得過嗎…?噓,在這邊我就不多說了。

WRITTEN BY: LYNN2017-04-14
https://kopu.chat/2017/04/14/arm-intel-cpu/
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