為什麼蘋果和三星不買 ARM?

作者 | 發布日期 2016 年 07 月 25 日 7:07 | 分類 Apple , Samsung , 晶片 follow us in feedly

早前軟銀(Softbank)提出以天價收購 ARM 後,這個貌似躲在幕後操控、掌握逾 4,000 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祕存在體,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。

愛范兒配圖

愛范兒跟大家談過 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‧蓋茲(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,但是一拍都不能落下,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?愛范兒在先前的「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能手機上發力之際,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 應用程式;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 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)

愛范兒配圖

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活,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他不同的功能,例如圖像處理單元(Graphic Process Unit, GPU)、內存(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素質,就是靠晶圓廠的製程(Wafer Fabrication)所決定。

愛范兒配圖

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 最核心的部分,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,為什麼蘋果就坐等軟銀用 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。

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。

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 一直牢牢控制著指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。

愛范兒配圖

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 發表會裡,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% 以上的車載資訊娛樂系統(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。

愛范兒配圖

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 也早就在布局,分析師早就表示  ARM 自家的 Mali 圖像處理單元,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,幾乎是大部分無人機的標準配備。

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 做主控晶片以外,額外加入了 FPGA 做為視覺運算硬體。而 Nvidia 也在 CES 展出汽車電腦 Nvidia Drive PX 2,利用其強大的圖像處理能力來處理無人駕駛汽車的需求,其 12 核心的 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。

愛范兒配圖

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。愛范兒早前報導,英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,但傳感器及用於傳感器的獨立計算單元,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 4,000 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,先前愛范兒曾指出,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與同期相比增長僅 0.2%,可見他們仍然「錢途無限」。

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

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:達志影像)

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