Arm芯片的新革命在缓缓上演

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自「seekingalpha」，谢谢。

因为苹果将发布使用其自研Arm芯片的Mac电脑，为此我认为基于ARM的芯片将蚕食 Intel和AMD的核心业务。这其实已经发生了，但是它是如此缓慢，除非您退后一步，否则你很难看到：

阶段1：英特尔和AMD错失了巨大的机会，并允许ARM SoC主导智能手机和平板电脑。这是桥下缓缓流动的水；

阶段2：ARM芯片开始出现在笔记本电脑甚至数据中心中。最初，这很小，但是成本，定制和节能机会使客户有理由使用ARM芯片。这就是我们现在的位置。

阶段3：AMD方面尚不清楚，但在英特尔，笔记本电脑和台式机仍是最大的收入来源。数据中心发展迅速，利润率更高。ARM芯片在两个主要市场上都在上下进攻。我们认为到最终，x86平台变得无关紧要。

这是一个非常长期的趋势，始于13年前的首款iPhone的推出，而我们距离它已经走了一半。但是我相信这已经到了无可挽回的地步。这是一个非常长期的趋势，英特尔也将从苹果公司损失约50亿美元的收入。对于苹果公司而言，Mac现在仅是其收入线的一小部分，其中以iPhone以及快速增长的服务和可穿戴设备类别为主。但是，这里的任何增长都将有助于抵消他们目前在中国的问题，我相信这一问题将会继续。

此外，亚马逊启用了他们基于ARM芯片的AWS实例，我们开始获得基准测试。对于英特尔和AMD而言，这也不是他们想看到的。

一场革命正在缓慢上演。

ARM，最初是Acorn RISC Machine，这是苹果公司最早合作过的一家企业，因为它们需要用于Newton的低功耗CPU，那时还不存在这种东西。多年之后，领导层发生了几次变化，ARM CPU成为iPod，iPhone和其他所有电话的动力来源。

ARM不生产芯片或者芯片组，他们只是提供指令集和参考设计——别人制作一个片上系统（SoC）所需要东西，片上系统是一个将CPU，GPU其他组件封装到一起的芯片。

ARM带给Mac的是什么？

苹果在2018年宣布了其新款iPad Pro采用A12X SoC。当它在外面大放异彩时，每个人都意识到了一件令人惊奇的事情：A12X比同期在MacBook Air中宣布的Intel硬件要快得多。同时它消耗更少的功耗。

2019年款iPhone中的当前A13具有比苹果当前的16英寸MacBook Pro中的Intel i9更快的单核性能（您的大多数应用使用的是单核性能）。而且它的成本如此之低，以至于他们可以将其投入到399美元的iPhone SE中，并且仍然可以在手机上获得苹果想要毛利率。

正如几家网站所说，如果苹果在下周发布会上真的发布了采用Arm芯片的Mac，我们可以预期它将遵循苹果以前的转型模式：从OS 9到OS X，从PowerPC到Intel，从Intel到iPhone和iPad的ARM，以及取消了macOS中的32位支持。

OS 9到OS X是其中最粗糙的。OS X的前两次迭代很有希望，但存在很多缺陷，这使许多人坚持使用OS 9，尤其是Adobe用户，他们一段时间以来都没有看到其应用程序针对OS X进行过更新。“经典”仿真层很慢，但是在过渡之后的许多年中，许多开发人员坚持使用他们的OS 9代码。这段经历提供了不要做什么的经验教训。

在很久以前切换到PowerPC平台之后，苹果又回到了英特尔。这是一个非常平稳的过渡，始于苹果公司在内部公开发布Intel版本的OS X并在内部运行了5年之久。他们在WWDC 2005上宣布了它，并于次年1月推出了首批Intel Mac。整个过渡是在2007年推出了首款Mac Pro之后完成的。

从开发人员的角度来看，他们向ARM过渡的第一部分是发布了第一个带有iPhone 3G的官方iOS SDK。这是相当无缝的，因为苹果公司的iOS与OS X都基于相同的UNIX微内核。两者之间有许多相似之处，即使在正式发行之前，黑客也已经创建了自己的非官方SDK，只是稍加修改并添加到OS X SDK中。

最后，我们发现最新版本的Catalina消除了对32位macOS应用程序的支持。即使几年前就警告过开发人员，仍然有很多人陷入困境。我认为这有两个原因。首先，消除32位支持是ARM过渡的一部分。苹果永远不会有支持它的芯片。其次，永远不要轻视懒惰的力量。

“展望未来，我们希望可以为你们构建一些出色的产品，但我们不知道如何在PowerPC的路线图上构建它们。”——史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs），2005年WWDC。

如果他愿意，蒂姆·库克（Tim Cook）可以从这里得到支持。在2005年WWDC上，乔布斯宣布英特尔过渡。库克也完全可以效仿乔布斯在15年前的做法——我们在与英特尔的合作上碰壁了；对我们而言，关键指标是每瓦性能，这这方面，ARM使Intel望尘莫及。

实际的过渡过程非常顺利，并且始于为这两个平台编译并在Apple内部运行的每个版本的OSX。开发人员可以对旧代码进行一些修改，然后创建一个“通用二进制文件”，其中包含两个平台的二进制文件，这将为客户的硬件安装正确的版本。他们还为旧版软件提供了非常快速的仿真层。整个过程对客户来说是看不见的。

显然，这是他们会选择遵循的模型。您可以利用以下事实：ARM macOS现已在Apple内部运行了一段时间，同理还有其软件开发环境Xcode。而且，他们可能已经从macOS中删除了一些东西（例如32位支持），因为这些东西在ARM上不起作用。我还可以想象他们将立即为开发人员提供配备有ARM硬件的Mac Mini，以便他们可以在正确的环境中工作，就像他们在2005年对iMac所做的一样

因此，让我们总结一下ARM对Apple的作用。

它开辟了巨大的设计可能性。我一直认为2017年的MacBook是这方面的第一款产品，乔尼·艾夫（Jony Ive）的极简主义也在最大程度上实现了。基本上，这是一个瘦客户机，电池容量相对较大，几乎占据了所有内部空间，可以提供全天候的电池寿命。我希望从用户的角度来看，iMac在很大程度上将保持不变，但是随着笔记本电脑的强大功能和iPad的电池寿命的延长，在他们的产品线中将会出现各种各样的新型笔记本电脑设计。

苹果喜欢控制，这将使他们完全控制最重要的事情：所有CPU的未来路线图。

像许多苹果供应商一样，英特尔发现苹果是一个苛刻且难以伺候的客户。英特尔的生产问题每隔几年就会出现一次，并且每次都会极大地减慢Mac的运行速度。

就像我说的那样，这些SoC比将要替换的Intel硬件便宜得多。我认为，这样做的最终结果将是双重的。首先，毛利率更高。苹果喜欢毛利率；而且，我们可能会看到类似iPhone SE形式的笔记本电脑，如2017 MacBook，但更便宜，功能更强大。一个便宜的（对Apple而言），非常瘦的客户端和一个大脑子。这使Mac进入了新市场，它将与功能少得多的PC竞争。

从用户的角度来看，最大的弊端将是像我一样运行大量虚拟机的人。哦，好吧，又被进步搞砸了。

Graviton2的紧急

ARM的另一个重要消息是，亚马逊已经开启了他们几个月前宣布的Graviton2 AWS实例。在此期间，我们已经从可靠的消息来源中看到了一些基准测试，它将给英特尔和AMD带来新的挑战

Anandtech拥有范围广泛的用于云计算的基准测试套件，其结果与亚马逊发布的承诺非常接近——同一工作节省了40％的成本。

客户不会立即转向这些ARM芯片实例，这里还有很长的路要走。三大障碍分别是：不论节省多少，切换到新平台的一般风险。；移动开发之外缺少ARM开发人员。；先前软件开发的沉没成本。稍后我们将介绍软件方面。

亚马逊在这里的举动不仅重要，不仅因为创新，而且与苹果一样，它们都是领导者，如果能够在这里取得成功，其他人也会效仿。Graviton2基本上是针对其Neoverse数据中心内核的ARM参考设计的略微修改版本，但其他公司则在进一步努力。

Ampere commputing涉足eMag服务器芯片已经有一段时间了最近，他们最近宣布的Altra是另一头野兽，他们将ARM Neoverse的规格推向了极限。该产品专门针对未命名为Amazon的云提供商和超级扩展程序。

还提到的是另一家私人公司Nuvia，但它们还没有宣布的产品，并且目前处于秘密状态。它是由曾领导苹果芯片设计部门的Gerard Williams创建的。威廉姆斯组建了一个由芯片设计师和ARM软件开发人员组成的全明星团队，们对数据中心中的ARM芯片机会抱有很大的野心。

软件支持仍然是最大的障碍

在微软的Surface Pro X上我们可以看到，其几乎所有软件都以32位仿真模式运行。甚至连Office都没有相应的版本。微软可以毫不费力地将自己的旗舰软件移植到他们正在推动的新平台上。但过程非常令人失望。

但是与往常一样，苹果对此有更多的控制权。首先，Mac用户每天使用的许多应用程序都是Apple制造的，并随macOS一起提供。这些都已经在ARM上运行。Pro Apps可能需要等待。

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其次，如果谣言属实，到2023年，如每售出一台新Mac电脑都将配备ARM硬件。微软当然不能向PC制造商指示这一点。开发人员将不得不做出改变，否则就失去新客户。

最后，苹果拥有App Store，这是Mac软件下载的主要阵地。苹果有可能要求所有新的应用程序在秋季或冬季都支持这两个平台，这可能与我们在PowerPC向Intel过渡中看到的通用二进制结构相同。

渠道数据中心，那里的情况要复杂得多。一些公司（大多数是大型公司）在x86软件中钻研了数年，并且无论移植的另一端节省了多少成本，移植的成本和麻烦都令人望而却步。

但是，更多的AWS客户群体是收费较小的较小公司，这加起来。这些公司中的许多公司都在运行Web服务器，游戏服务器，数据库服务器，应用程序服务器和其他常见的网络应用程序，为此提供了大量的开源软件包。这是首先发现ARM服务器具有吸引力的客户群。

英特尔的挑战

尽管台式机/笔记本电脑（英特尔的“客户群”）仍然占英特尔总收入的57％，但数据中心刚刚超过了笔记本电脑。

DCG不仅增长速度超过CG，而且利润率更高，这就是为什么它往往会引起分析师的最大关注。

转向客户，我们看到PC制造商仍在前十名中占据主导地位

排名前四的是所有PC制造商，这些收入几乎占英特尔总收入的一半。这主要是笔记本电脑和台式机，但他们也出售使用数据中心芯片的工作站。

首先重要的一点是，如果苹果公司确实从下周开始这一转变，那么英特尔的7.4％的收入将被清零，这很可能到2022年底。总额将超过50亿美元。

但是接下来会发生什么呢？如果苹果公司能够制造出价格在600-700美元之间的功能非常强大的13英寸MacBook，即“ MacBook SE”，那么其他PC制造商将不得不提高警惕。如图所示，前三名占英特尔收入的41％，随着苹果开始在2021年之前推出新的ARM Mac型号，他们也将做出一些重大转变。

最大的阻碍因素可能就是他们难以从高通获得够强的Arm PC计算平台。即使与苹果的手机SoC相比，但他们的8cx计算平台让人难以信服。他们没有在营销材料中列出CPU的时钟速度，并您所有您需要了解的内容。

英特尔CG部门收入中，约有85％来自其前20名客户，但其数据中心收入中只有约一半来自那里，因此相对分散得多。最后一个饼图中的“Next 10”是1个分销商，Acer和8个数据中心客户，例如Amazon，AT＆T（T）和Facebook（FB）。

因此，这里发生的事情将在很大程度上取决于亚马逊的成功。Alphabet和微软将密切关注，如果亚马逊的Arm服务器计划成功了，其他竞争对手将不得不介入。与笔记本电脑不同，可能已经有一个强大的平台可供他们采用，即Ampere的 Altra.。

与笔记本电脑和台式机相比，这将是追随领导者的游戏。关键问题是ARM服务器成本的降低是否可以弥补交换平台所涉及的所有其他成本和风险。企业客户往往对这些事情不愿承担风险，但他们也喜欢省钱。这值得关注。

亚马逊的出击

亚马逊是有史以来最奇怪的公司之一。每个人都主要将它们视为零售公司，如果您关注他们，他们的确就是。

从这个角度来看，AWS仍然是Amazon大家庭的一小部分，虽然仍在增长。但是营业利润却大不相同。

据我所知，没有哪家公司的业务能以12%的营收贡献63%的营业利润的。不过，情况正在好转。在2017年，AWS仅占收入的10％，但占营业利润的105％，因为当时亚马逊的其余部门都在亏损。

这里的重点不是要放弃掉亚马逊的其余部分，而我很乐意在其他时间这样做，而是要向您展示它对整个操作的重要性，而在没有AWS的情况下，这整个操作在其自身的负担下可能已经崩溃。

因此，第一点是，亚马逊不会在这个业务部门做任何冒险的事情。他们发明了我们现在所知道的云计算，并且一直保持领先地位。这已经是一项大生意，并且正在迅速发展。尽管他们过去曾与其他项目合作，但是他们并没有轻易介入。

他们是否成功是另一回事，但如果成功，它将为未来数年的亚马逊其他业务部分的挥霍无度提供资金，这对亚马逊投资者而言是个好消息。那么究竟Arm服务器芯片给他们提供了什么优势呢？

与Apple一样，他们可以让他们控制自己的产品路线图。在前进的道路上，我可以看到他们设计的芯片针对独特的工作负载进行了优化，这将在竞争中提供巨大的优势。英特尔和AMD永远无法为他们做到这一点。

其次，较小的芯片产生的热量更少，意味着整个现有数据中心的密度更高。他们在大多数方面已经是价格领导者，这将确保这种情况继续下去。

亚马逊的大客户不太可能马上就购买ARM服务器服务，甚至在中期也不会。他们在x86平台上沉没了很多成本，并且无论如何都不愿意承担此类风险。

他们短期内获得吸引力的最佳机会是使用开放源代码软件包的小型客户，这方面有很多选择。另外，如果您是一家开发移动应用程序的初创公司，并且云计算费用很高，那么使用ARM端到端进行开发似乎是一种自然且经济高效的解决方案。

苹果的野心

对于苹果公司而言，Mac必须大幅增长才能在损益表中有所作为。

Mac现在仅占苹果收入的10％。但这仍然是每年260亿美元，并且2019年时Mac有史以来最好的一年。但是，即使这些续航时间更长，重量更轻，价格更便宜，功能更强大的Mac受到巨大的欢迎，并且销量增加了一半，他们的综合收入仍然只有5％的增长。

经过数年的增长之后，苹果在中国的收入在2019财年下降了，并没有随着2019年9月芯iPhone的出现而恢复。总计损失约80亿美元的收入。在目前的紧张局势下，我认为他们不会很快看到这条产品线的恢复。

在贸易战之前，中国消费者是苹果长期计划的重要组成部分，该计划现已被特朗普阻碍了。因此，迫切需要Mac系列的任何增加来抵消中国收入的下降，尽管这主要是由于服务和可穿戴设备的增长而发生的。

新的长期计划将印度视为逃生门，但这是另一回事。

缓慢的革命

当史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）在2007年6月发布首款iPhone时，这场革命开始了。当时，英特尔是主导平台，微软是主导操作系统。十三年后，一切都变了，虽然现在仍然有数千亿的英特尔芯片，但现在还有数千亿的ARM芯片，而Google的Android是迄今为止排名第一的操作系统。这是英特尔公司历史上错过的最大机遇，微软也同样如此。

但是ARM的发展远不止于此，现在我们有苹果和亚马逊两个市场领导者朝着这个方向努力。未来的13年将同样有趣。

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