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文章来源:manbetx手机版 发布日期:2012.7.28 浏览次数:1101 次

对众多IC厂商来说,随着智能化浪潮的进一步侵袭,需要面对的将不仅仅是研发、资金等难题,更重要的是以何种态度面对这个大趋势,如何选择一个利于研发与的生态环境?


事实上,移动互联网时代正如火如荼。在智能设备领域,原有的“Wintel”双寡头模式已经瓦解,随后而来的差异化需求,让厂商开始把目光从成本、渠道的比拼转向了关注架构、软件与硬件的关联性上——如何与上下游配合,制造出人性化的产品,成为了产业链关注的焦点。


在后PC时代,智能设备领域的机制已经发生变化:智能设备开始多元化,硬件软件以及互联网服务的垂直整合开始加剧,人机交互能力(用户体验)成为了智能设备的核心竞争力。在新秩序的建立过程中,对老牌巨头与新晋厂商来说,市场呈现出欣欣向荣、百舸争流的形态,这无疑带来了更多的机遇。


“方寸之间,必有芯片。”


在IC业者看来,上面这句话恐怕能与“神说:要有光!”一样有分量。对智能设备而言,核心部件——芯片是“智能”的源泉,可以说没有芯片就谈不上智能。随着越来越多的芯片装载在电子产品中,其卓越的计算能力必将改变人类的生活方式。


从IC产业发展趋势来看,软硬件开发已经从工业驱动变为消费者驱动的时代,在当下,智能设备已经成为了用户必不可少的工具。不久的将来,智能终端(特别是移动终端)将全面成为人们连接的中心,包括二维码扫描、移动支付在内的衣食住行上百个网络链接将会环绕在用户周围,为生活与工作带来巨大变革,其中的商业机会,不可限量。


根据市场研究公司IHSiSuppli发布的报告显示,2015年,全球智能手机出货量将飙升至10.3亿台,智能手机出货量占全球总手机市场份额从2011年的32.5%升至2015年的54.4%。期间,低端智能手机的出货量年复合增长率将高达115.4%,Android有望主导未来五年的移动操作系统。


2012也是平板爆发的年份:有专业人士判断,3年内平板的数量会超过3亿,超过笔记本的数量。硅谷知名风投机构KleinerPerkinsCaufieldByers合伙人玛丽·米克尔(MaryMeeker)在D10大会上称,新智能设备的普及速度比以往更快,iPad和Android设备的增长曲线更为陡峭——智能终端时代的大幕已经徐徐拉开。


架构选择,成败攸关


CPU架构是SoC的核心部分,绝大多数软件都是在此基础上开发、运行。由于不同架构之间完全无法兼容,因此架构的选择关乎技术研发方向,IC厂商选择了正确的架构,无疑会更容易成功。


架构从应用角度上看,CPU主要分为x86、嵌入式两类。在最热的移动芯片市场,无疑是嵌入式的天下,ARM公司的ARM架构占据了超过95%的市场份额。事实上,在移动市场,ARM架构一直是备受青睐,以至于从苹果、三星、东芝、HTC到“山寨”大厂联发科都在采用这种架构——几乎所有SoC架构领域都是ARM天下。


嵌入式架构下的CPU由于价格低、功耗低,与快速发展的移动设备相得益彰,因此嵌入式领域中的佼佼者ARM架构迅速成为了移动CPU市场的主流架构。


由于ARM有着大量的IP储备,并有成熟的经验积累,因此得以通过高集成让产品在尺寸、功耗以及成本上领先对手,并通过封装形成差异化。


事实上,ARM的RISC(精简指令集)处理器由于精简了指令系统以及采用了主流的多核架构,在拉高效能的同时更是将功耗降低到极致。ARM向移动设备市场推出了Cortex™-A9MPCore架构。该架构最早支持对称多处理(SMP)内核,完美的解决了多处理器多线程运行的难题,这让A9的性能达到了极致。事实上,正是ARM一手掀起了嵌入式多核架构的潮流,不断被推向极致的技术让智能设备运行高端应用以及未来潜在的创新应用成为了可能。


此外,Cortex-A9处理器的设计是基于最先进的推测型八级流水线,该流水线具有高效、动态长度、多发射超标量及无序完成特征,这让A9的性能在同时期产品中独占鳌头,达到2.5DMIPS/MHz,实现了前所未有的峰值性能,同时维持了较低的功耗,延长了电池寿命,降低了封装和操作成本。


更重要的是,ARM的技术品类非常齐全,从用于物联网的Cortex-M0+系列、移动设备必备的Cortex-A9、A15系列到用于打印机、汽车领域的Cortex-R系列,ARM的产品全系覆盖并均居于主导地位。这对芯片供应商的研发和制造带来了极大助力。


目前在发展迅速的智能设备市场,对效能、功耗要求极高的智能设备厂商几乎都选择了ARM架构体系,包括IC设计、应用开发、软件、系统等厂商都选择了ARM架构,中国前二十的IC设计厂商亦不例外。


融入生态,降低门槛


ARM公司由于其独特的商业模式,通过长期的积累,与全球众多的伙伴构筑了一个庞大的合作体系。除此之外,她还提供包括开发工具、路线图、研发中心等一系列服务。


ARM在Android等平台上有着巨大的软件优势,ARM生态系统已经成为了应用开发者的首选。由于ARM从一开始就针对Android平台,因此迅速建立了基于Android的软件生态。例如ARM很早就优化了SkiaGFX引擎,使其速度提升了30%,不仅如此,ARM对WebKit关键库和引擎均作出了优化,在WebKit框架下:WebCore支持不同的图形库;JavaScriptCore支持不同的JavaScript引擎,对浏览器的优化几乎达到了极致。同时,ARM是唯一的全面支持Android与Chrome的架构,对Java做出了全面的支持和优化,这让Android平台下的应用开发门槛更低,效率更高。


此外,作为未来的语言的发展方向,HTML5有着开放标准以及优越的结构,ARM在HTML5领域也作出了极大的投入。ARM推出了专用于优化HTML5的产品NEON,对2D位图图形、2D矢量图形以及SKIA等均作出了大量的优化,对开源多媒体(视频和音频)解码库TheorARM、VP8WebM以及Theora和ffmpeg均作出了优化。就连ARM的GPUMali都对HTML5有较大增益。


ARM中国总裁吴雄昂表示:未来的竞争是產業生态的竞争,生态系统中服务对服务的竞争将成为主导,市场由厂商多元竞争,在也不复当年Wintel一两家通吃的局面。


如何在產業生态链上来合作就成为了非常重要的课题——这也是ARM的核心能力所在。


吴雄昂表示:对应用开发者来说,未来的“杀手级”应用是远超我们想象的。ARM为整个產業生态系统提供了巨大的价值,为“杀手级”应用的出现提供了足够的想象空间。


事实上,ARM构建的產業生态系统是如此的成功,以至于她在多个领域迅速占据了绝对的主导地位。有业内人士表示:虽然ARM与MIPS在技术上各有千秋,MIPS甚至在多线程领域还有独到之处,但数以万计的开发者与巨大的移动芯片需求让ARM迅速建立起了生态系统,凭借消费电子领域的“滚雪球效应”,最终将竞争对手远远甩开。


据,2011年,全球95%的手机配置ARM芯片。ARM的下游合作伙伴囊括了高通、德州仪器、英伟达、三星、博通之类世界领先的IC设计和制造公司,每年超过80多亿片的ARM处理器销量支撑着这个完善的生态体系。凭借着近20年在移动领域的积累,ARM有着极强的软件能力,通过与应用、开发、芯片厂商的合作,有着完备的综合性方案能力。


事实上,ARM的软件实力及其商业模式已经颠覆了传统的垄断格局,这直接造就了新老厂家“百花齐放”的局面,包括在智能移动市场领域,基于ARM的软件生态环境是主流的,也最成熟最完善的,开源的Android系统与ARM的授权模式让智能化的门槛降低,这让众多小厂商得以顺利孵化。


从更高的角度上说,平台的融合已成为了产业的的趋势,而芯片更需要统一的CPU平台,这样不但能利于软件、系统的开发与维护,甚至在多屏、物联网等领域的技术演进也将更加顺利。事实上,平台的一致性已经成为各方决策的重要指标,有很多大型OEM和运营商会指定厂商选用ARM的平台体系。


追求高集成,追求差异化


由于IC行业逐步从工业驱动转为消费驱动,追求高利润的厂商如果要脱离价格战的红海,则必然会选择提高集成度以达到差异化来满足细分领域。这就涉及到了在芯片、系统、应用层面的定制化难题。


事实上,高集成度所带来的性价比优势对IC设计越来越重要,TI、高通、博通、MTK等厂商都藉此建立了较大的行业优势。


有IC专业人士表示:玩高集成是有一定门槛的,一个是要有大量的成熟IP、另外要有自己的专利技术,并且这类产品的覆盖用户群比较大,这种模式适合大型的IC设计公司,并藉此获得差异化优势。


正是高度定制化和小体积低功耗的矛盾,要求定制化必须深入到CPU和操作系统内部,在移动终端领域,这是需要长期积累才能跨过的门槛。ARM的合作伙伴通过购买ARM的授权,结合自己设计的功能模块,制造出针对各种特定需求的SoC,这样就实现了平台一致和定制化的完美结合。采用了ARM架构的芯片都可以分享ARM的资源优势。


ARM与PC、服务器


“跨界、融合”


随着多种智能设备的发展,虽然应用领域越分越细,但芯片技术层面的区别反而越来越小。


这直接引发了不同芯片厂商的跨界。


事实上,跨界、融合已经成为了这个产业的主旋律。英特尔早就在降低处理器功耗方面大费心思、今年在印度推出了移动处理器;移动芯片制造商Marvell推出的双核芯片被用于LG的第二代GoogleTV上;电视芯片市场份额较大的MTK和Mstar都已经涉及手机芯片业务。


近期,ARM生态系统开始全面进军桌面市场,微软的WindowsRT将成为ARM进军PC市场的催化剂,ARM首席执行官华伦·伊斯特(WarrenEast)向《纽约时报》预估,内含ARM核心的处理器,将在2014或2015年拿下10%~20%的笔记本电脑市场。


华伦·伊斯特还表示:“ARM处理器供货商的智能手机芯片价格通常不足20美元。就算他们为满足PC的需求定制芯片,价格也不会多于25美元,这远比英特尔处理器芯片强制规定的80到200美元价格有竞争力。”


ARM之所以会在”后PC时代”拔得头筹,要归功于其完美的授权商业模式。ARM向合作伙伴授权IP许可证,合作伙伴通过得到ARM授权的IP,设计创造和生产片上系统设计,除此以外,合作伙伴还可以获得ARM工具、物理和系统IP优化片上系统设计。随着ARM商业模式的不断成功,ARM阵营日益壮大,全球已经有近300家芯片合作伙伴,在ARM生态圈中已经950多家公司。


“重新发明企业基础设备”


除了PC市场,ARM还支持她的制造商合作伙伴进军服务器市场,这似乎意味着ARM处理器一贯的低能耗特性也开始得到服务器厂商的青睐。


在数据领域,2014年,移动数据总量将是现在的10倍——虽然全球有着为数众多的服务器,但在“流量爆炸”今天,服务器效能仍然显得捉襟见肘。在此形势下,对服务器的效能以及能耗无疑提出了更高的要求。


有专业人士指出:“服务器负载多样化产生了差异化的需求,服务器是一个需要重新发明的企业基础设备。”有IC专业人士表示:“ARM进入PC服务器领域属于多元化发展,由于SoC体系得到了广泛认可,服务器体系也从原Intel的X86构架中解放出来,小CPU亦能胜任服务器的运算。”


事实上,ARM支持合作伙伴进入PC甚至服务器领域并不会让业界惊讶——RISC(精简指令集)处理器完全可以胜任服务器的需要。RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,架构在同等频率下,经过ARM优化的RISC完全能达到CISC的性能,这是由CPU的技术特征决定的。这种封闭体系的服务器有着较高的稳定性与性能,主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中。


ARM的架构体系的进入自然对原有服务器市场格局产生了冲击,但同时这也为众多希望进入服务器领域的厂商带来了机遇,在ARM架构的魅力下,众多新晋的厂商和改换门庭选择ARM的大厂令服务器市场热闹了许多。


ARM在服务器领域有不菲的资本:包括低功耗、差异化、64位运算等,其高效的CPU构架可以使服务器能耗降至原来的1/3,工艺上与IBM、三星、台积电等伙伴进行合作,预计在明年年底之前,3D晶体管技术和高级的20纳米生产工艺制造的ARM芯片将得到广泛应用。


无论如何,ARM已经深深的搅动了服务器领域,兼具高兼容性、高性能、高稳定性和低能耗的ARM架构产品必能赢得这个市场。


异构化趋势,拔高芯片性能


从本质上讲,PC、服务器开始接纳并青睐SoC体系,和嵌入式在移动领域的完美表现有很大关系,这直接推动了PC、服务器领域也开始沿着手机SoC的路线图前进。


SoC的出现,尤其是ARM构架的SoC扩展了嵌入式系统应用领域,在SoC体系下,开发的门槛降低了,而且所设计的结果十分接近理想设计目标。这极大的推进了嵌入式操作系统和嵌入式软件的发展,拓宽了消费类电子产品的应用领域。在此趋势下,SoC的技术方向延伸到PC、服务器领域,自然是水到渠成。


事实上,在SoC体系基础上的异构化趋势已经出现。2012年6月12日,在AMDFusion开发者高峰会(AFDS)上,AMD和几家合作伙伴共同宣布成立“异构系统架构基金会”(HSAFoundation)。该组织的创始会员包括AMD,ARM,Imagination、联发科以及德州仪器(TI)。


据悉,五家创始公司将共同努力推动一个单一架构规范,这将简化程序设计模式,从而协助软件发展人员更有效地利用最新中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)的功能,继而充分发挥异构处理器中并行计算引擎的性能和能效。


异构处理器也称为混合处理器,估计市场规模达555亿美元,在以云计算为主的数据管理、流媒体和安全等领域别具意义。


ARM媒体处理事业部首席科学家兼副总裁JemDavies表示HSA简直就是为ARM量身打造的,因为他们就像AMD一样,都是生产集成CPU。考虑到ARM如日中天的人气,此次ARM的加入无疑会给HSA带来巨大的动力。


ARM与嵌入式产品


“平板电脑将最终取代传统PC”


近日,比尔.盖茨在接受CharlieRose采访时表示,微软非常看重平板市场,因此推出自有品牌的平板电脑Surface。未来,包括Surface在内的Windows8平板将取代传统PC。对于这次Surface平板的发布,盖茨直言伤害传统PC制造商在所难免,甚至极有可能会要了他们的命。


此前在2012年6月19日,微软在洛杉矶发布了Surface平板电脑。其中一款产品是Windows8专为ARM设计的版本WindowsRT,搭载ARM芯片的Surface平板电脑的厚度仅为9.3毫米,重675克。


不仅如此,近期有消息人士传出:三星公司已开始生产一款搭载WindowsRT系统的平板电脑,采用高通Snapdragon系统级芯片(SoC),基于ARM指令集的微处理器内核,这款WindowsRT设备将于10月份推出。


三星平板、Surface平板选择ARM,甚至微软专为其设计了WindowsRT版本,这并不让人惊讶。事实上,在平板电脑芯片领域,ARM一直处于主导地位,超过95%的平板产品内置ARM,涵盖整个高中低档市场。


据国际电子商情首席分析师孙昌旭保守估计:今年全球平板整体出货量将达到1.2亿台,其中苹果将占据6000万台,三星、亚马逊等其它国际品牌2000多万台,而中国本土品牌/白牌平板将占4000多万台。平板市场前景一片光明。


此外,今年全球超过50%的Android平板电脑也将内置ARM的Mali™系列GPU芯片,Mali在Android平板电脑上的GPU市场份额已经迅速上升到第一位。


手机将成为用户最重要的终端


近期,小米科技与奇虎360的“小三大战”闹得沸沸扬扬,向用户进行了一次手机硬件以及成本的科普。在这场争执在一定程度上扯下了遮掩智能手机硬件成本的幕布。


ARM中国区总裁吴雄昂表示:“互联网公司争做手机甚至大打“口水战”,其本质目的在于想在移动互联时代掌握产业链,通过互联网服务创造新的价值。”也有观点认为,“小米”等互联网公司很早就意识到:为了争夺未来极具价值的移动互联网入口,即使牺牲掉硬件利润也在所不辞。


“方寸之间,必有芯片”的生活即将来临,据,智能手机背后的市场极为庞大,甚至比PC高出一到两个数量级。为了运行华丽的图形游戏以及UI界面,拔高硬件成为了终端厂商的不二选择。


在软件方面,手机操作系统不仅仅需要更多的终端企业支持,也需要一个完整的生态系统,尤其是庞大的开发者队伍和应用数量,因此需要向开发者提供开发工具、建立开发者社区和应用市场、设置应用管理规则和商业模式。


ARM已经主宰了移动芯片领域。依靠着深厚软件底蕴,以及对Android、Windows系统都有强力的支持;包括提供的应用开发工具DS-5以简化开发过程;对HTML5、WebKit的完美兼容与优化;甚至ARM在华的研发中心提供的本土化支持,都让ARM的生态系统越发完善、宜人、强大。


ARM与MCU


随着ARM及其合作伙伴在嵌入式领域不断努力,芯片的成本不断降低,多种智能设备将通过互联网得以联动,形成一个体系。在这个网络中,所有的日常事物都将内置芯片,从而具备处理信息并与网络交流的能力,这就是所谓的物联网。与应用处理器(AP)相比,微控制器(MCU)应用和嵌入式系统开发领域无疑具有相当的多样性和复杂性。


物联网即将对世界带来深远影响,ARMCTO迈克穆勒(MikeMuller)表示,现行的芯片架构确实有再微缩的必要。他指出,在未来的解决方案将需要更多微型嵌入式传感器,并透过云端服务器一起建构出崭新的物联网世界。


迈克表示:“我们看到移动产品问世,而移动语音应用也开始驱动该产业朝32位MCU的方向过渡,这也带来了更先进的“整洁架构”(cleanarchitecture)。”


事实上,ARM在MCU市场早已处于主流地位,在32位微控制器市场无人能出其右。飞思卡尔于2012年3月份宣布了全新的基于ARMCortex-M0+处理器核的KinetisL系列微控制器,入门级KinetisL系列MCU的首批试用样件于今年第二季度提供。


据悉,该产品为业内首家基于CortexM0+的MCU。


事实上,ARM一直以来的工作并不是针对某个市场去设计技术或产品,而是为一系列的应用提供一个合适的产品。由于需要满足不同的需求,产品开发的方向会有所侧重,例如在MCU市场,ARM着重推出更小的面积以及更低功耗的产品,与此同时,在汽车电子领域,又要求足够安全及可靠性。内置了ARM的产品,能效与功耗都无一例外的达到了极致。


中国IC设计借势崛起


移动互联助推下,中国IC产业也迎来一个全新的发展阶段。随着国家“863计划”、“新18号文”、“973计划”等战略项目的稳步推进,我国IC设计厂商发展开始进入快车道。中国IC设计产业涌现出了Rockchip、展讯、新岸线、海思、全志、盈方微等具备核心专利的中国半导体企业。


中国本土IC设计厂商的加速发展有其独到的背景:早先Wintel体系下PC生态早已饱和,中国IC设计无“机”可乘。Rockchip副总裁陈锋向DVBCN记者表示:“数码类产品更新换代特别快,本地厂商在满足用户需求、快速反应方面有优势,国产本土品牌更能理解用户,满足用户。”这是国外品牌与苹果很难企及的本土化优势。陈锋表示:对中国厂商来说,速度是核心竞争力。


ARM中国区总裁吴雄昂认为:“中国需要的是速度,这是中国与其他国家的根本区别。在中国,SoC的设计周期很短,从设计开始到流片,一般需要五六个月,本土的公司做设计都很有速度,而且它们对市场的反应也很迅速。”


本土IC产业发展迅速,ARM的生态系统当记首功——据,中国前二十的IC设计厂商都在ARM的生态系统。选择了ARM,处理器的效能、功耗和成本都能很好的兼顾,更重要的是在智能移动市场领域,基于ARM的软件生态环境是主流的,也最成熟最完善,降低了开发成本和技术门槛,加入ARM的生态系统,就意味着加入了主流的技术方向。


对中国IC产业来说,移动互联时代是发展的历史机遇期——向上对接国际资源,加入生态系统;向下立足本地化优势,快速反应用户需求。近年来,中国IC设计产业的年复合成长率可达22%,已经属于高速成长的产业。这份成绩应归功于本土IC业界的不断努力,同时,Android+ARM的“双A”体系,功不可没。


结语:


在未来,移动互联趋势下的竞争仍将继续,ARM架构以及其生态系统将变得更加成熟、友善、全面。


在“后PC时代”,更多的产业将联合并增进上下游协调。ARM将一如既往的参与产业链合作,提供丰富的生态系统,最终与伙伴们共建IC产业“通天之塔”。



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