二哥逆袭 苹果搅局 CPU大变局假相

过去20年间的绝大局部期间，PCCPU市场不时被x86架构主导，英特尔常年占据着这个市场一半以上的份额。Arm则简直成了移动CPU的代名词，高通、联发科都是移动解决器市场的佼佼者。

不知是偶合还是肯定，2020年和2021年的第三季度，移动CPU和桌面CPU市场终年的老二相继迎来了高光时辰。

市场钻研机构Counterpoint报告指出，2020年Q3联发科初次以31%的市场份额逾越高通，成为环球最大的智能手机解决器供应商。MercuryResearch颁布的2021年第三季度市场考查报告显示，AMD在环球x86解决器市场的份额到达了24.6%，是2006年创历史记载25.3%后的市场份额第二高。

市场份额变化面前，肯定水平上标明了CPU性能抵达天花板，给多年的市场老二AMD赶超的好机遇。然而，性能飞跃的苹果M1CPU横空入世，又抚慰英特尔推出更有竞争力的12代酷睿CPU。

x86、Arm、RISC-V在嵌入式、桌面、高性能CPU市场的混战曾经开启，技术应战、产品战略、大国竞争的要素叠加下，CPU市场格式又会出现怎么的变化?

英特尔小步慢走，AMD借势飞奔

AMD近年来CPU市场的成功，得益于其Zen架构的成功，也借助了台积电先进制程。英特尔恰恰雷同，先是没有优化CPU的能源，后又被自己打乱了产品节拍。

2016年时，AMD推出了Zen架构。“AMD推出Zen架构之前，CPU的性能只要英特尔同级别产品的1/3-1/2的水平。”一位CPU行业的资深专家对雷峰网示意，“我以为通用CPU性能曾经凑近天花板，英特尔在天花板待了很多年，每年CPU的性能只要个位数优化。”

这在业内是一个很广泛的观念，这一结论的基础是只管半导体工艺在继续演进，但7nm之后，先进制程带来的收益在递减，也就是单位面积晶体管密度增长不时放缓，对全体芯片性能的影响越来越小。英特尔、高通“牙膏厂”的名称仿佛也与这种观念相互印证。

业内同时也同时又雷同的观念以为，CPU的性能并没有到达天花板。

芯谋钻研总监宋长庚指出，“不是CPU的性能到达天花板，而是CPU的性能早已超越运行的需求，英特尔没有优化的能源。”Omdia半导体首席剖析师何晖也说，“很难说通用CPU的性能到了天花板，配件性能的冗余曾经存在很多年，关键的是要找到能够施展这些性能的配置。”

飞扬副总经理郭御风指出，只管CPU的频率在2000年之后优化就清楚放缓，但IPC(每个时钟周期中CPU口头的指令数)的优化基本坚持线性增长，从这个角度看，CPU的性能并没有到达天花板。

“英特尔之所以被业内称为牙膏厂，我以为关键的要素是其Tick-Tock(一代产品更新制程，一代产品更新架构)的节拍被打乱。成也萧何败也萧何，作为IDM，英特尔自有工艺对其开展起到了至关关键的作用，而如今英特尔先进工艺的重复延期大大影响其经过工艺优化带来的性能的优化，另一方面工艺的继续延期对其架构更新也会带来影响。制程和架构更新的节拍被打乱最后形成了比拟大的影响。”郭御风以为。

英特尔的Tick-Tock恰恰代表了CPU更新的两个关键维度——工艺和架构。

过去的20年间，摩尔定律继续有效，芯片性能的优化甚至可以只依托晶体管的小型化，经过设计更多内核，依托先进带来的更多“收费”外围来优化CPU性能。英特尔仰仗着制程的上游性，以及IDM的形式，在芯片市场独占鳌头。但在AMD推出Zen架构的2016年，英特尔的10nm未能如期量产，并且延期了三年，产品节拍一步步被打乱。

英特尔犯错，送给了AMD渺小的时机。借着台积电先进的工艺制程，配合Zen架构，AMD的CPU性能在几年间迅速赶上提高缓慢的英特尔，甚至成功了逾越。

“AMD近几年之所以表现如此微弱，Jim Keller2012年指导开发的Zen架构奠定了很好的基础，再加上驳回小芯片技术以及台积电最先进的工艺。”一位前AMD高管示意。

Zen架构的继续迭代十分关键。CPU的架构可以分为两个档次，一个是微观的结构，比如常说的冯诺依曼架构。“宏体系结构这些年并没有太大扭转，除非出现天翻地覆的变化，否则对CPU性能的影响不大，最终影响CPU性能的其实是微架构。”郭御风指出，“直观看，CPU中的运算单元数量和才干间接影响了CPU的性能，但实践并没有这么便捷，有了运算单元之后，如何把运算单元的才干施展进去，这就考验微架构的设计。”

AMD曾经证实，以先进的工艺制程为基础，结合低劣的微架构设计，可以带来清楚的性能优化。雷同用这种形式让人眼前一亮的，还有苹果。

苹果搅局，抚慰CPU性能跃升

当AMD经过性能的极速优化给英特尔带来压力之时，2020年11月横空入世的苹果M1解决器，其弱小的性能和低功耗表现，成为了x86营垒英特尔和AMD独特的竞争对手，也让外界质疑雷同驳回Arm架构设计PCCPU的高通。

苹果M1的颁布，让更多人看法到Arm也能设计出高性能芯片。实践上，学术界早有定论，指令集对性能和功耗没有间接影响。龙芯总裁胡伟武此前也对雷峰网(群众号：雷峰网)示意：“其实指令系统更多相关到的是软件生态，比如X86撑持Windows生态、ARM撑持Android生态。”

之所以会有x86 CPU性能更高，ArmCPU功耗更有长处的认知，关键还是两者此前指标的不同。郭御风说：“x86把资源都用去优化性能，芯片性能高，功耗也高，但英特尔也有低功耗的芯片Atom。Arm原来的指标是做低功耗解决器，如今也有许多高性能的Arm主机CPU，性能高了，功耗也相应的优化。”

也就是说，苹果用Arm架构设计出性能比英特尔上流CPU更好的产品，指令集并非应战，外围在于设计指标。其中间接影响性能的微架构设计，是一个精细的上班，要是在肯定边界内做取舍，包含缓存的战略、交流算法、分支战略等等，苹果积攒了多年的芯片设计阅历，经过精细化调整优化CPU有清楚长处。

除此之外，苹果更大的长处在于系统级优化，系统级优化能够带来几倍，甚至数量级的性能优化，这能比架构优化和工艺优化带来更清楚的性能优化。

“系统级优化不时都是优化CPU性能的关键形式，但这种形式最大的难点在于生态化才干。”郭御风说，“要成功系统级优化，就须要整个软配件生态协同，从编译器到BISO，再到操作系统和运行层，才干成功很好的系统级优化。苹果能把解决器优化的那么好，其闭环生态也是一个关键的要素。”

在苹果的搅局下，英特尔在2021年颁布的12代酷睿解决器的性能也成功了飞跃，不只绝大局部性能都逾越AMD，对比苹果M1也有长处。资深CPU专家剖析，这与英特尔新任CEOPatGelsinger有很大相关，在他上马很短的期间内，英特尔的技术和架构无法能出现质变，他应该是从新找到了英特尔技术的节拍，能够迅速推出性能飞跃的产品。

接上去的后摩尔定律时代，架构和系统级优化成为了竞争的关键。2017 年图灵奖的两位得主 John L. Hennessy 和 David A.Patterson在2019年宣布了一篇长篇报告《A New Golden Age for ComputerArchitecture》，他们展望未来十年将是计算机体系架构畛域的“新的黄金十年”。

从AMD CPU性能迅速凑近英特尔，以及苹果M1解决器的推出，曾经可以看到低劣的CPU微架构，以及微架构的精细优化能够带来的性能飞跃。

架构翻新也是关键的方向。前产业剖析师吕芃浩指出，CPU的性能优化遇到了技术瓶颈，这是由于冯诺依曼架构的存算体系。CPU的计算性能每年可以优化一倍，但存储器的的性能优化很慢。业界在钻研存算一体，这种架构能够更好的施展出CPU的性能，但这种架构何时能够商用还不明晰。

还可以看到，Chiplet(译作小芯片或芯粒)也是芯片行业一个开展趋向，经过将不同配置的芯片，借助先进封装异构集成，成功性能的继续优化。

CPU行业大混战时代

苹果搅动的PCCPU市场竞争格式在出现变化，移动CPU市场，苹果独领风骚，留下高通和联发科相互竞争。不止于此，Arm架构的高性能解决器也开局与x86争夺主机CPU市场。还有，开源RSC-V的兴起，又给CPU市场的竞争带来了更多的不确定性。

与x86营垒双雄的你追我赶状况不同，Arm移动CPU市场的高通的联发科最新的旗舰产品难分伯仲。联发科称其最新旗舰产品天玑9000的多核CPU性能比骁龙8高20%。前产业剖析师姚嘉洋以为，“都是驳回最先进的4nm工艺的前提下，性能的差距关键是由于联发科设定了更高的主频性能。联发科选用的台积电的工艺也带来了肯定的长处。”

高通和联发科在手机旗舰解决器市场竞争的结果还不得而知。但Arm分食x86主机CPU市场的蛋糕曾经开局。当x86通用CPU不能满足科技巨头们的需求时，包含亚马逊、阿里在内的科技巨头们都应用Arm架构开局设计定制CPU，满足自身的业务需求。而飞扬、Ampere等公司也应用Arm架构设计高性能CPU，独特争夺x86CPU市场份额。

Arm与x86的竞争日益强烈之时，RISC-V也开局添加到了x86和Arm的竞争中，并且这个营垒的公司们都雄心勃勃。RISC-VCPU曾经在对生态要求不高的嵌入式市场取得成功，接上去，RISC-V CPU还将进军更高性能的移动和主机CPU市场。

如今看来，RISC-V要在移动CPU和高性能CPU市场和Arm、x86竞争还有很长的路要走。“Arm在十年前推出Armv8架构就开局将指标瞄向高性能解决器市场，经过十多年的开展，才有高性能CPU能进入主机市场。Arm在移动市场也有生态护城河，RISC-V要在强生态畛域成功打破很难，还有很长的路要走，但在物联网、减速器等短生态畛域还是很无时机。”郭御风说。

无心思的是，泛滥Arm营垒的公司，比如代表者苹果、高通和联发科，都添加了RISC-V基金会，并且在开发RISC-V产品，这让Arm和RISC-V之间的竞争变得让人愈加等候。

在CPU市场的大混战中，还有一个关键的变量。多位CPU业内人士都对雷峰网示意，随着国内情势的变化，开展芯片行业曾经成为了国度战略，这让包含CPU在内的芯片行业的竞争曾经不再是单纯的商业竞争。

“咱们作为起初者，只管目前的产品和国内大厂间接竞争还有肯定的差距，但曾经能满足大少数运行畛域需求了。随着阅历的积攒，咱们将有更大的提空中间。”郭御风说，“在以前巨头一统天下的格式下，后进者很难成功打破，如今环球格式的变化让咱们无时机在新兴市场竞争和成功打破。”

宋长庚以为，“假设国产CPU能够到达可用的水平，借着国产芯片自主，无时机开展起来，而后再拓展政府之外的市场，才干与巨头竞争。”

技术会遇到瓶颈，市场的竞争会由于大国之间的竞争而变化，诸多的不确定要素，最终会让CPU市场出现什么格式?