為什麼蘋果和三星不買 ARM?

為什麼蘋果和三星不買 ARM?

之前軟銀 (Softbank) 提出以天價收購 ARM 後,這個貌似躲在幕後操控、掌握逾 4000 億美元智慧手機市場的“黑手”,突然浮出水面。但是,在大家突然發現這個的神秘存在體,突然就有各種不同的猜想:

有人覺得蘋果在晶片設計上已經被軟銀掐住脖子,如果未來軟銀停止向蘋果授權,則蘋果的開發將會大受影響;

有分析師指覺得蘋果被掐住咽喉了,所以蘋果應該搶先一步先把 ARM 買到手;

有媒體覺得與其競逐 ARM,不如買 ARM 的替代品 MIPS;

為什麼 ARM 在智慧手機上扮演了如此重要的角色?根據 ARM 公司在 2015 年 9 月的資料,逾 95% 智慧手機採用 ARM 處理器,在平板上的滲透率也超過 85%。

簡言之:ARM 已經壟斷了行動晶片市場。

ARM 處理器有多重要?

這代表了任何一間公司買了 ARM 公司,就能掐住蘋果的脖子?或是蘋果買了 ARM,就能把三星致之死地?

休想。

原因何在?讓我們先了解一下 ARM 在手機上的重要性。

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筆者跟大家談過ARM 的發展史,其實就是“長達幾十年的技術架構之爭”,所爭的關鍵是“指令集” (instruction set):它是處理器所以能運作的關鍵,也是不少開發者的應用能賴以在手機上執行的基礎。

 

真的換掉手機處理器,影響究竟有多大?

如果大家有讀《賈伯斯傳》,就會記得當年微軟的比爾.蓋茨 (Bill Gates) 對賈伯斯各種不佩服,但唯一佩服就是蘋果的 Macintosh 由使用 PowerPC (RISC 指令集)晶片轉到英特爾(CISC 指令集)晶片一事:

如果你說,好,我們現在要換掉微理處器晶片,但是產品發展步步都不能落後,這聽起來是不可能的,但他們基本上做到了。

蘋果也好、三星也好,如果真的要棄用 ARM 而改用英特爾 x86 的話,影響有多大?在先前的 “x86 手機之死”一文曾指出,與 ARM 應用的兼容性,是 x86 手機難以成功的重要因素:

不過,在英特爾致力於在智慧手機上發力之際,其實已考慮到 Android 的兼容性問題而與 Android 合作推出優化。他們曾向 Inquirer 表示,英特爾的 x86 手機晶片能兼容 95% 的 Android 應用;但是,一般只用虛擬機的小型應用當然沒問題,但在跑原生應用時就會顯得很麻煩。不少開發者就指出:跑原生應用時,不是開發者要主動支持 x86,就是 x86 要犧牲效能去轉換兼容代碼,結果在他們在開發上一樣是“事倍功半”。

無論蘋果也好、三星也好,他們不是不能棄用 ARM ,但是代價十分巨大。

處理器是如何練成的?

在這幾天媒體的密集式報導下,大家應該知道:ARM 是不會自己生產處理器,而是直接把 ARM 的技術直接授權給晶片製造者,讓他們自己生產使用 ARM 指令集的處理器。 (下圖)

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一般來說,只要是使用 ARM 指令集架構的處理器,我們都會稱之為 ARM 處理器。但儘管廠使用了 ARM 的指令集,但設計處理器晶片是個專門的技術,所以 ARM 在授權指令集架構時,也會提供設計處理器晶片的技術──即處理器架構 (architecture)。

然後,晶片生產商就會把其它不同的功能,例如影像處理單元(Graphic Process Unit, GPU) 、記憶體(RAM) 和基頻晶片(Baseband) 等,通通封裝在同一塊晶片裡,那就成為手機的靈魂所在:系統單晶片(System-on-the-Chips, SoC)。然後交由專門生產晶片和半導體的晶圓廠 (Foundry) 生產。這時手機處理器晶片的質素,就是靠晶圓廠的工藝,或稱製程 (Wafer Fabrication) 所決定。

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整個結構,就是:指令集──架構──整合──製程。而 ARM 的技術授權就集中於指令集和處理器架構,也是 SoC 最核心的部份,由於可知 ARM 的重要性有多大。

由於太重要,所以不重要

既然 ARM 對手機處理器有如此重要的影響,為什麼蘋果就坐待軟銀用 320 億美元把 ARM 收購?為什麼三星不把 ARM 買下來幹掉蘋果? 320 億美元雖然絕對是天價;但對於富可敵國的蘋果來說,根本算不上是什麼一回事,而對於三星來說,花300 億來搶蘋果手上那巨大的市場,也是很合理的事。

不過,就是因為 ARM 太重要,所以使 ARM 變得不重要。

要知道當年微軟壟斷了電腦作業系統市場,而 Google 控制了搜尋引擎和手機作業系統,就接連惹上了反壟斷機構的糾纏。事實上,微軟和Google 只是佔了市場的入口,令對手陷於不利的競爭環境;相比之下,ARM 控制了95% 以上的手機市場,其壟斷地位比起微軟或Google 有過之無不及,所以ARM 的一舉一動,不可能逃過各國反壟斷機構的關愛。

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先不要說手機公司買了ARM 後是否有能力拒絕授權,就算是任何手機公司想買下ARM,也未必能得到反壟斷機構的批准──如果這次買主並非軟銀,ARM 能否成功出售還是個問題。加上,ARM 老早就與一大堆手機公司簽了授權協議,蘋果也好、三星也好,並非一下子就能停止授權;更何況在反壟斷機構的干涉下,即使任何手機公司買了ARM,也可能需要承諾開放授權協議。

不過,儘管買家不可能透過拒絕授權來打壓對手,但 ARM 的技術仍然是有價值的吧?

ARM 的影響力,沒你想像中的致命

智慧手機剛崛起之時,ARM 一直牢牢控制著智慧手機晶片的指令集及架構。以2009 年蘋果推出的iPhone 3Gs 為例,他所用的系統單晶片為三星的S5PC100,除了使用ARM 的指令集之外,也採用了ARM 設計(或稱之為“公版”)的Cortex-A8 (ARMv7 架構) 。

但在 2010 年開始,手機處理器開始出現重大的變革:蘋果和高通 (Qualcomm) 紛紛棄用 ARM 的固有架構,改為自己設計處理器架構。在第一代 iPad 登場的 Apple A4 (Hummingbird),以及在第一代 Google Nexus 所使用的高通驍龍 (Scorpion) QSD8250,都並非 ARM 的公版架構。雖然,當年蘋果和高通基本上都是拿 ARM 公版略加改動而成,本質上仍然受 ARM 技術很大的影響。

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但在 2013 年,三星和蘋果再分別給 ARM 公板架構投下兩枚爆彈。首先是三星在 2013 年年中宣布,下一代處理器將會使用自家架構。而蘋果在同年9 月的iPhone 5s 發布會裡,突然推出了全球首枚64 位元的ARM 處理器Apple A7 (Cyclone)──當時沒有晶片公司能夠趕及量產64 位元的公版Cortex- A57,反而是使用自家設計的蘋果,卻把同行甩出一個時代。

直到 2016 年,三星推出 Exynos 8 Octa 8890,開始使用自主的處理器架構,而高通在經過失敗的驍龍 810 後,新一代驍龍 820 也回到自主架構上。結果三大海外手機處理器生產商:蘋果、高通和三星,同一時間棄用ARM 的架構;目前就只剩下華為的海思、大唐的聯芯、紫光的展訊和台灣的聯發科等,仍然留在公版ARM 架構上。

ARM 的技術影響力雖然一樣很大,但已經沒有我們想像中的致命。

手機外的市場,智慧化的威脅

在手機以外的戰場又如何?根據先前提到的資料,目前有 95% 以上的車載信息娛樂系統 (Infotainment)、60% 以上的無線路由器、55% 以上的消費電子產品 (Consumer Electronics) ,都在使用 ARM 處理器。明顯可見,物聯網和智慧汽車,將會是 ARM 市場未來的關鍵所在。

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而在目前消費電子市場上的兩大熱門項目:VR 和無人機來說,ARM 也早就在佈局,分析師早就表示ARM 自家的Mali 影像處理單元,在VR 市場上將會是AMD 和Nvidia 的重要對手;而意法半導體(STMicroelectronics) 旗下之STM32 處理器,幾乎是大部份無人機的標準配備。

可是,ARM 在手機以外市場的主流地位,並不是因為 ARM 很強大或很省電,而是……因為便宜。當消費電子產品還未並未進入智慧化世代,它們根本不需要高度的計算能力,要的只是一個廉價的嵌入式處理器來當主控晶片。

但在智慧化的世代,情況就完全不同:STM32 能應付無人機的飛控演算法,但當無人機進入智慧世代,要應付視覺跟隨、雙目避障等計算機視覺需求,這種廉價的ARM 處理器就變得不敷使用。

反客為主的輔助晶片

故此,大疆的新一代無人機 Phantom 4,在使用 STM32 作主控晶片以外,額外加入了 FPGA 作為視覺運算硬體。而 Nvidia 也在 CES 展出汽車電腦 Nvidia Drive PX 2,利用其強大的影像處理能力來處理無人駕駛汽車的需求,其 12 核的 ARM 處理器,反而是個配角。

事實上,物聯網也好、車聯網也好、VR 也好、無人機也好,這些新款智慧硬體由於體積遠較手機要大,電池容量也更大、有的根本不用擔心續航力,其發展關鍵已由低成本的主控晶片,變成高效的感應器及快速反應的網路。

以英特爾為例,他們以 5G 網路技術和 Realsense 計算機視覺,快速的往智慧硬體市場推進。特爾全球副總裁兼中國區總裁楊旭表示:“英特爾要做什麼?就是包攬你的數位平台。”

即使是還在使用 ARM 指令集的高通,旗下定制的非公版架構:驍龍 801(無人機平台)和驍龍 602A(車駕平台),均在 SoC 裡整合了大量的傳感技術。

儘管,未來的物聯網也許仍然會大量使用 ARM 處理器,但感測器、以及用於感測器的獨立計算單元,其影響力可能已經超過 ARM 處理器。

軟銀所掐不住的未來

ARM 只賣 320 億美元,而不是 4000 億美元;蘋果、三星沒有像瘋子一樣與軟銀搶購 ARM──這並不是沒有原因的。

ARM 的未來仍然很光明,先前曾指出:他們在2016 年Q1 財報超出市場預期,利潤增長14% 至1.98 億美元,其主營項目晶片許可收入與去年同期相比增長24 %,而據IDC 統計數據顯示,同期智慧手機出貨量同比增長僅0.2%,可見他們仍然“錢途無限”。

但如果說這群日本人透過併購,就能掐住科技界的未來,那就太看不起矽谷的精英們了。

出處:愛范兒

作者:莊 偉宏 Odin

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