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文档简介

未来是属于 ARM 为代表的精简指令集还是 x86 为代表的复杂指令集?目前在计算机处理器领域ARM和Inter的处理器分别霸占着计算机和便携式移动设备两个领域,但ARM 性能太弱,X86 功耗太高,在不远的将来,两者应该会在某个相同功耗比等级上短兵相接,那么综合性能、功耗、商业来看,未来到底是属于ARM为代表的精简指令集,还是X86为代表的复杂指令集?从现在的发展情况来说A15架构性能提升远没有功耗升高来得多,ARM低能耗的优势在消弭,而Intel Medfield 也是类似的情况。都是拿自己的既有优势去弥补自己的劣势,所以将来两家应该会在同一个能耗比上较量,比如联想的 K800作为手机是Intel Atom处理器,而Surface R作为电脑是ARM Nvidia Tegra 3,只不过目前都不是有竞争力的产品。其实现在的Intel也不是纯粹的复杂指令集,但是作为一种典型的代表,为了叙述简单就还是把他归于复杂指令集了。以下就详细叙述一下ARM和Inter在未来发展中的优劣势。首先,X 86 比 ARM 功耗高这一点,在事实上已经不再成立了,具体的数据和分析可以参考下表。上面比较的是两个平板设备:采用NVIDIA Tegra 3(40nm ARM处理器)的 Microsoft Surface RT 平板电脑和采用Intel Clover Trail Atom(32nm x86 处理器) 的 Acer W510平板电脑。可以看到,每一个测试项目中 Atom 的功耗都比Tegra 3 低不少。这还不是最要的,更重要的是Atom的性能比Tegra 3高,也就是说 Atom 可以在更短的时间内完成同样的任务然后进入低功耗休眠状态以节省电力,而且在休眠状态下Atom 的功耗也只有 Tegra 3 的差不多一半。当然Atom 并不能完全代表X86处理器,Tegra 3也只是诸多 ARM 处理器中比较费电的一款,但这个例子的教育意义在于它打破了传统上认为ARM比X86 省电的惯性思维:在对性能要求不高的情况下,ARM的确比X86 省电,因为ARM天生就是为低功耗这一目标打造的,但随着应用的不断深入,人们对移动设备的性能要求越来越高,目前在高端平板或者说普通笔记本替代品这个尺度的应用上以 Atom 为代表的 X86处理器已经具有相当的功耗优势。因此假以时日,在给定性能基础上X86做到比ARM功耗更低并不存在太大技术上的障碍。其次,处理器功耗只是整个设备功耗的一部分,甚至不是最主要的部分,特别是在触屏移动设备上还有屏幕、无线通讯模块这样的耗能大户。比如从上面那张表可以看出,处理器的功耗占总功耗的比例,在绝大多数情况下都不超过 20%,实际使用场合下的功耗占比更是会低10%处理器大部分时候在休眠。技术的进步可以相对快速的降低处理器的功耗,但由于物理规律的限制比如屏幕始终需要维持足够的亮度、无线通讯始终是需要发射足够强的电磁波,设备上的其他耗能大户功耗降低的幅度要小得多。这就意味着单纯削减处理器功耗以延长续航时间的边际效用会越来越小,到一定程度后对整个设备的续航时间的影响变得微乎其微、花大成本提高处理器功耗的回报太低以至于不经济。Intel的下一代平台Haswell 之所以要强调全平台的低功耗也部分是出于这个原因。当然目前我们还没有到那个时候,不用担心这一点,但这是很重要的一点。接下来我们就应该思考;为什么Inter可以再功耗和性能上完胜ARM,但为什么现在绝大部分移动设备采用的是ARM而不是X86 处理器呢?或者说为什么Intel会在移动市场上如此失败呢?其是这更多的是一个商业问题而非技术问题,为什么这么说呢?下面听细细分解:因为ARM代表的产业模式对于Intel而言是一场商业灾难。Intel 这么多年习惯的模式是生产制造几十、几百美元的处理器,在这个价位上的生产制造毛利率高得吓人。而正是丰厚的毛利率使得 Intel 敢于付出高昂的代价研发下一代处理器技术和生产线制程,从而保持领先竞争对手至少一个代际的技术优势。比如现在 Intel 的主流 Core 系列的制程是22nm,同时期的ARM 还处于40nm 到 32nm或者32nm到28nm的过渡阶段,而Intel已经在新建14nm的生产线了。反观一片 ARM 处理器才卖几美元,利润率微薄,即便出货量大不少,但由出货量和生产线投入之间的准线性关系,使其不能满足Intel 这样的巨鳄的胃口,更不能让它保持目前的高研发、高毛利相互驱动的商业模式。另外,移动SoC市场中公司之间的合作模式也并不适合Intel。为了节省制造成本和降低功耗,移动 SoC 经常需要集成多家厂商的 IP 块于一片上,那么两个问题就随之而来了:1) Intel 会不会授权自己的 IP 块给其他厂商,比如苹果?这可不是 Intel 擅长的,因为授权设计的收入比销售最终产品的收入要低得多;2) 最终生产的时候用谁的生产线?Intel 可不会白白的让出自己投入巨资研发制造的最新制程的生产线给别人用;就算 Intel 愿意,别人也不见得用得起,毕竟有低毛利率的限制。而 ARM 则没有这些顾虑:ARM 设计和生产是分离的,设计的 IP 块可以单独授权给各家厂商自行定制整合,而制造采用的是比较成熟的生产线,成本低、可选厂家也多。这就是为什么 Intel 在移动领域涉足很晚也很勉强、为什么功耗低、单价更低的 Atom 处理器始终比最先进的 Core 处理器落后一两代的原因。不是不能,而是商业利益的不允许。总结摘自“知乎”综上所述,未来处理器是属于X86还是属于ARM,更大程度上并不取决于两种处理器技术的先进性。同时这两种不同的处理器都有着在各自的优势的:1. 而且有着众多的生产厂商在研究、开发、生产ARM处理器,如高通、英伟达、三星等。而未来的处理器是向着移动领域发展的, ARM处理器性价比较高,在移动处理器有着极大的市场份额,善的神生态系统,这是Inter无法企及的。2. Inter更先进、更精细制程能够支撑更高的主频,更先进的制程一般来说意味着在同等条件下制造出更好的CPU。未来移动设备的发展必然需要更好的处理器运算能力,ARM在不提高功耗的情况的能否有对性能的持续提高尚不可知。3. ARM比Inter处理器有着更大的能耗优势。移动设备的电力保证有着很大瓶颈,意味着处理器不能有过大的能耗。Inter利用技术优势在不断突破物理极限的情况下降低能耗。但这种程度是有限的,未来Inter的这种趋势还能不能持续孩是未知数。4. Inter固有的商业模式对移动设备市场的发展有着诸多的不适。Int

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