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▲艾康电脑创始人赫尔曼·豪瑟和克里斯·柯里
Acorn英文含义为橡果,关于其命名来源,还有个有趣的传闻,说是创始人想让公司在电话黄页里排在苹果(Apple)公司的前面。后来因其对80年代PC革命初期的贡献,艾康也被人称为“英国的苹果公司”。而Arm设计的出现,就要从艾康开发BBC Micro计算机的契机说起。1981年,英国广播公司(BBC)计划在英国推出一套计算机普及节目,为此广发“英雄帖”,想要一款与节目配套的标准电脑。艾康团队果断抓住机遇,只用一周左右时间就造出满足BBC需求的微型电脑BBC Micro。▲BBC Micro
但棘手的问题仍摆在艾康面前,BBC要求这台电脑售价不超过500英镑,可当时一颗摩托罗拉6800系列微处理器的成本就高达100英镑,根本没法将电脑价格控制到500英镑以内。艾康想请英特尔提供80286芯片的技术资料,又遭拒绝。就在它四处碰壁之时,其工程师看到了一份来自美国加州大学伯克利分校的《伯克利RISC计划》白皮书,这让艾康团队萌生了自研芯片的念头。指令集架构(ISA)是架起芯片与软件操作系统之间沟通桥梁的标准语言,风靡PC处理器界的x86指令集架构即属于复杂指令集运算(CISC)架构,用于实现复杂度较高的硬件执行命令。相比之下,伯克利提出的精简指令集(RISC)总指令集数更为精简、优雅、灵活,能大幅降低特定任务的芯片设计复杂度和成本。这正合艾康对芯片的需求。1983年10月,“艾康精简指令集架构处理器的微型计算机计划(Acorn RISC Machine)”启动。经过一年半的开发,第一颗基于Arm架构的芯片ARM1终于诞生,这也是全球第一款基于精简指令集的商用芯片。▲Acorn RISC Machine
英国时间1985年4月26日15点,第一批搭ARM1芯片的电脑成功启动,开机画面上显示:“Hello world,I am Arm”。▲BBC Micro电脑中的Arm芯片
这是Arm故事的起点,37年后的今天,它所主宰的疆域将远远超出英国,遍布整个世界。▲苹果于1993年推出首款搭载Arm芯片的设备Newton Message Pad
双方一拍即合,时任苹果首席科学家的拉里·特斯勒(Larry Tesler)当即决定,在牛顿掌上电脑里使用根据该产品需求做调整的定制版Arm芯片。做调整需要开销,但艾康的钱不够用。于是1990年秋天,苹果、VLSI和艾康花了六周时间就合资事宜进行谈判,最终决定苹果出钱、艾康出人、VLSI提供工具技术,三家公司共同创立一家芯片合资公司,公司名由“Acorn RISC Machine”改为“Advanced RISC Machine”,简称Arm。1990年11月27日,在英国剑桥的一个谷仓,Arm开始了它的传奇之旅。▲Arm最开始的办公地点在一个谷仓
创立伊始,艾康与苹果各占了43%的Arm股权。艾康除了出资外,还提供了12名工程师作为Arm的初始成员,VLSI则在出资25英镑的同时,包揽了Arm的芯片代工生产需求。苹果牛顿掌上电脑的订单,为Arm撑起了初期的营生。但因为苹果高估了当时可利用的技术,苹果牛顿掌上电脑市场表现不太好。这令Arm高层意识到,要保持成功,不能依赖个别产品。于是,时任Arm CEO的卢宾·萨克斯比(Robin Saxby)决定启用IP商业模式,也就是将自家的芯片设计知识产权(IP)授权给更多芯片公司,靠收取前期授权费(license)和后期版税(royalty)来营生。从此,全球芯片设计从业者都可以是Arm的客户。▲Arm的商业模式
这一时期,全球半导体产业链分工开始细化。中国台湾晶圆代工企业台积电的崛起,改变了传统芯片公司大包大揽芯片全产业链的垂直一体化生产模式(IDM),IP授权、芯片设计、代工、封装等环节分离的商业模式登上历史舞台。就在不久之后,苹果对Arm的投资将襄助苹果起死回生,并在未来为苹果带来丰硕的回报。▲基于安迪·格鲁夫在英特尔的报告(来源:《战略思维》)
当时采用IBM PowerPC芯片和自家操作系统的苹果电脑,无力抵抗WinTel联盟带来的狂风骤雨。苹果在PC市场份额一路下滑,到90年代中期,已经面临巨大的亏损。1997年,乔布斯回归苹果时,苹果只有近4亿美元左右的盈利。为了扭转苹果的惨淡经营,乔布斯在接下来两年间做了两个关键举措:其一,在苹果距离破产仅剩90天时,拉微软对其投资1.5亿美元;其二,停产牛顿掌上电脑,并开始出售苹果持有的Arm股份。从1998到2003年,苹果以11亿美元的价格出售其在Arm的股份。Arm股份换来的救命钱,被苹果用于推进新项目数字音乐播放器iPod的研发。2001年10月23日出场的第一代iPod轰动一时,以独特外观与人性化的操作方式,成为划时代的革命性产品。iPod系列产品的成功,不仅将苹果拉离死亡边缘,从一个小众品牌推向主流市场,亦将苹果的产品范围从电脑扩展至消费电子。历代iPod产品均采用Arm芯片。而在苹果竭力摆脱自身困境的同一时期,新兴的手机市场拔地而起,一扇通往未来移动时代的大门正向Arm缓缓敞开。PC对芯片的核心诉求是性能高、能跑复杂应用,但当市场开始转向智能手机和平板电脑,游戏规则变了,功耗低、省电、续航能力强成为消费者的新诉求。这一诉求恰恰是x86架构的短板、Arm架构的长处。与此同时,Arm的IP授权模式,使其与合作伙伴形成了“双赢”的共生关系。获得Arm授权的芯片企业能把重心放在整体芯片的设计与销售上,并摊薄了研发成本。Arm则作为核心技术的输出者,站在整个芯片设计业价值链的顶端,且无需承担芯片设计失败的风险。凭借低功耗技术优势以及具有开创意义的IP授权商业模式,Arm在移动芯片领域的出货量开始爆炸式增长,并迅速称霸全球手机市场。▲2000-2014年Arm处理器出货量(图源:recode)
2005年,全球98%的手机都搭载了至少一颗Arm芯片。在接下来的15年,Arm更是成为一统移动终端消费电子市场的芯片标准。而PC芯片霸主英特尔却陷入了创新者的窘境。▲乔布斯(左)与欧德宁(右)宣布英特尔Mac将搭载英特尔芯片
这是英特尔在PC领域的又一个胜利时刻。沉浸于喜悦中的欧德宁,却忽略了一场划时代的变局:PC时代走到瓶颈,智能手机时代赶来接棒,而新晋大客户苹果,正是发动创新革命的关键引擎。一个改变重新定义手机的革命性产品——第一代iPhone正在研发当中,它的出现,将让当时的行业巨头诺基亚和黑莓很快变得无足轻重。令人唏嘘的是,80年代在存储芯片领域被日企逼至绝境时,英特尔正是凭借抓住PC兴起之机转型微处理器供应商,登顶全球半导体霸主的王座。但当苹果找到英特尔,希望它能为iPhone提供移动芯片时,英特尔却未能对这个冲着自己敞开大门的新兴领域怀有足够的敬畏之心。欧德宁认为,无法确定iPhone的未来,苹果开价又低于预期,这笔利润稀薄的买卖,对于能在PC芯片上大赚特赚的英特尔并不划算。多年后,欧德宁回想起这一决定,感到无比后悔:“事后,我们再回过头来看,产出已然高出投入不知多少倍了,iPhone的成绩显然也出乎了每个人的预料。”英特尔亦有过基于Arm的XScale芯片业务。说起来,XScale也与苹果颇有渊源,其前身是英特尔1997年从DEC公司收购来的StrongARM架构,苹果曾在其牛顿移动设备中使用StrongARM芯片。XScale一度成为掌上电脑芯片领域的主宰者,还曾开发一款基于Arm的手机芯片,被当时业界称为仅次于德州仪器芯片的第二大智能手机芯片。然而推进XScale业务近十年后,2006年英特尔却将它转手约6亿美元卖给了美国芯片公司Marvell。待日后英特尔再想切入移动领域,为时晚矣。2007年6月初,苹果发布革命性产品iPhone,移动互联网到了黎明破晓时分。5个月后,谷歌推出了第一版开源的安卓操作系统,高通推出首款骁龙处理器骁龙S1,采用Armv6架构。经过四年的市场厮杀后,谷歌安卓系统跃居全球第一大智能手机操作系统,高通骁龙处理器则为绝大多数安卓手机的芯片供应商,谷歌安卓和高通因而被赐予对标PC市场WinTel联盟的新名号——手机市场Quadroid。▲2009-2018年智能手机操作系统市场占有率变化
在这智能手机市场洗牌的四年间,苹果也开始未雨绸缪,筹备自己的芯片团队。此后无论全球移动芯片市场如何风云变幻,苹果、高通、华为、联发科、紫光展锐……几大头部玩家的核心芯片产品,均离不开Arm架构的授权。▲孙正义(左)与乔布斯(右)合影
乔布斯瞄了一眼草图,在对新产品贯彻极端保密原则的前提下,给了孙正义一个提示:“制造最强移动设备的时候到了,这一点我也完全赞同。”此次见面,为后来软银在日本独家销售iPhone埋下伏笔,也促使孙正义开始思考:乔布斯最强移动设备的“大脑”,用的是什么样的CPU呢?据孙正义推测,乔布斯这样一个对美观有极致追求的人,“绝不会选择那种电池凸出像癞蛤蟆一样的丑陋设计。”层层抽丝剥茧后,他下定结论:“Arm将掌握移动互联网时代的平台。”看好Arm未来的孙正义,让软银相关团队研究收购Arm的事宜。但软银因忙于沃达丰日本分公司的重建工作,搁置了收购Arm的设想,这一搁置,就到了十年之后。直到2016年7月,软银才宣布拟斥资243亿英镑收购Arm公司。▲截至2020年2月,Arm芯片出货量逾1600亿颗
而在软银从初有计划到正式收购Arm公司的十年之间,苹果基于Arm架构,垒砌起一个覆盖全产品线的芯片帝国。▲苹果A7芯片
无论对苹果还是芯片界,这只是个变局的开始。一方面,三星的快速发展和抄袭iPhone事件使它与苹果的关系越发恶劣,苹果转而将20nm A8处理器的巨额订单交给台积电。此时英特尔已开始量产14nm,芯片制程领先于台积电,而苹果抛出的橄榄枝,助推了台积电加紧研发和大扩产能。日后当台积电凭借率先实现7nm量产坐拥晶圆代工半壁江山时,三星的制程工艺研发节奏总比台积电慢上一拍,而英特尔的10nm产品还没大规模落地到市场中。另一方面,苹果悄然积累的芯片研发实力逐渐崭露头角,它开始快马加鞭地将一众手机应用处理器设计商远远甩在身后。▲2014年苹果初代可穿戴智能手表Apple Watch中搭载的苹果自研S1芯片
2016年后,苹果初代无线耳机AirPods搭载了其自研W1芯片,可实现无线连接管理以及与iPhone、iPad的快速配对与连接功能。这一年,苹果还开始在全新MacBook Pro电脑中采用T系列安全协处理器,用于控制新增的Touch Bar触控条、Touch ID安全加密等任务。2017年9月,苹果推出面向iPhone的首款自研AI仿生芯片A11 Bionic,它首次搭载了苹果自研三核GPU和用于加速AI任务的神经网络引擎(Neural Engine)。直至今日,苹果A系列芯片始终是手机应用处理器领域的珠峰,令其他对手难以望其项背。▲2010-2017年苹果各终端设备搭载的自研芯片
苹果的造芯版图还在扩张。2019年3月,苹果时隔三年发布的新款AirPods采用了全新H1芯片,相较之前的W1芯片,H1加强了无线连接表现和续航能力。2020年6月,苹果又宣布将在Mac产品引入自研Arm架构芯片,预计从英特尔芯片到苹果自研芯片的过渡期为两年。站在这个时间节点上,苹果硬件技术高级副总裁Johny Srouji公布了阶段性成果:短短十年间,苹果已交付了20亿个SoC和数十亿其他芯片。今天,苹果的“两年换芯”大计仅差最后一步。在苹果于2022年3月宣布其主机Mac Studio用上M1系列旗舰版芯片M1 Ultra后,只待Mac Pro换芯,苹果所有Mac产品线将全面应用自研芯片。▲苹果自研M1系列电脑芯片,从左至右:M1、M1 Pro、M1 Max、M1 Ultra
然而,当苹果稳定释放新的芯片大招,Arm的命途却变得如风中飘絮般飘摇不定。▲2015年~2020年Arm收入及调整后息税前利润变化(图源:英国金融时报)
2020年7月,Arm宣布将其两个物联网服务业务IoT Platform和Treasure Data分拆,并转让给软银集团,自己则更加专注于核心IP业务上。没过一周时间,外媒又爆料称,已然债台高筑的软银集团正研究各种选择,包括全部或部分出售Arm,或者让Arm重新上市。紧接着便是轰动全球科技圈的英伟达并购Arm事件。2020年9月,英伟达宣布将以约400亿美元从软银手中收购Arm,交易计划在18个月内完成。这一交易自公布后便引发众多Arm老客户的公开反对,尽管英伟达一再允诺不会改变Arm的开放和中立,也不会将Arm的大本营从英国迁移至美国,但事关业务安全,许多Arm客户并不买账。最终,这一巨额跨国并购交易在2022年2月画上了句号,英伟达和软银宣布,因重大监管挑战阻碍交易完成,并购交易就此终止。不久后英特尔CEO基辛格曾表示,如果有财团将Arm收入麾下,英特尔有兴趣参与其中。在推进与英伟达并购交易的过去一年,Arm更正了业务重心,从收效甚微的物联网转向拥有更多大型客户的数据中心、网络设备和汽车领域。得益于5G智能手机、5G****网络设备和服务器出货量的增长,其全球业务开始恢复增长动力。但和x86架构相比,迄今Arm在服务器领域的市占率仍是“小巫见大巫”。▲2017财年-2021财年Arm净销售额分布变化(来源:Statista)
为了确保在市场机遇和成本约束之间取得合理平衡,Arm于2022年3月宣布,将在全球范围内裁员12%~15%,共涉及大约1000名员工,其中大部分是在英国和美国工作的员工。当前Arm在全球约有6400名员工,其中有3500名员工在英国。据外媒报道,新任Arm CEO瑞阁思(Rene Haas)在给员工的备忘录中承诺,大部分裁员不会影响到工程师。如今,Arm正在准备在2023年3月前重启上市,这个移动计算领域基石般的存在,将再度被摆在资本面前待价而沽。*博客内容为网友个人发布,仅代表博主个人观点,如有侵权请联系工作人员删除。