设计

处理器:私人定制 多头混战

作者:电子信息产业网来源:中国计算机报发布时间:2014-01-07 09:44我要评论

话说处理器市场大势,分久必合,合久必分。在这分分合合的背后,是半导体的产业细分和厂商商业模式的变迁。

从1958年,德州仪器公司的基尔比和仙童公司的诺伊斯相继独立发明集成电路后,集设计、制造、封装测试直至销售于一体的垂直整合制造(IDM)模式一直统治着半导体市场。到了上个世纪80年代末,以台积电为代表的代工业务独立。之后,专注于设计和市场销售将制造环节外包的无晶圆厂(Fabless),仅对外提供集成电路设计服务的设计公司(Design House)相继独立,最后是以ARM为代表仅出售IP(知识产权)授权的商业模式出现了。

商业模式的演化与信息技术产业发展趋势,决定了跨界之战的变迁。

从诸侯割据到市场削藩

上个世纪末,处理器市场上群雄纷争,诸侯割据。在个人计算领域,以基于x86架构的厂家英特尔、AMD、Cyrix、IDT为主导,也有用于苹果的IBM PowerPC;在服务器市场上有IBM的Power、Sun的UltraPARC、惠普的PA-RISC、SGI的MIPS和英特尔的安腾与至强;而在封闭体系的主机市场,IBM、克雷、优利、布尔等主机厂商都在自产自用处理器。

即便是在嵌入式市场上,MIPS也已称雄网络设备市场,而ARM则仅在消费电子和工控市场上以廉价见长。

进入新世纪后,处理器市场品牌集中化开始加速,摩尔定律所表征的用户对计算性能持续不断的追求,加速了半导体设备的更新换代,使得拥有半导体生产设施成为日益昂贵的资本游戏。处理器市场中,众多参与者在难以承受之下,要么如优利、克雷、惠普等放弃自有的处理器业务转而采用第三方商品处理器,要么如Cyrix、IDT等被收购,要么如AMD、摩托罗拉等剥离半导体制造业务。

历经分久必合之后,通用处理器市场的主要玩家锐减至英特尔、AMD和Unix服务器厂商IBM、Sun等几家。与此同时,台积电等半导体代工厂迅速崛起。处理器市场在设计与制造进一步细分的同时,也经历了一次重大的多品牌和多架构的集中化。

借ARM架构枭雄四起

而今天处理器市场林林总总的跨界,或者说基于ARM单一架构的品牌发散,也孕育于上述集中化进程中。

成立初期的ARM主要“混迹”于微控制器(MCU)市场,直到1995年与DEC(数字设备公司)联手推出StrongARM,从而使ARM的计算能力变得“强壮”起来。作为全球最大的小型机厂商,DEC试图跨过PC直接染指移动计算市场。然而,这一跨界的步伐在时间尺度上着实大了些,还没等到智能移动终端打败PC,DEC就在1998年被PC厂商康柏收编了。

新世纪之初, 2001年Palm公司推出基于ARM架构的PDA(个人助理),2002年微软推出基于StrongARM智能手机,从而帮助ARM架构在个人移动终端市场树立了技术品牌,并为ARM最终跨界到这一市场奠定了基础。

真正让ARM跨界成功的是苹果于2007年推出的iPhone。彼时,产业环境已是万事俱备:以数据业务为主的3G已经在经济发达国家和地区得到普及,摩尔定律驱动下的片上系统(SoC)技术能够在一块芯片上集成越来越多的功能,从而满足了智能移动终端对小型化、低功耗、多功能和可靠性的诸多需求,而台积电等代工企业技术的迅速进步,以及ARM对外销售处理器内核授权的商业模式,使得整机厂商能够以“轻资产”的方式设计和生产处理器。最终,占据天时地利人和的苹果公司,得以完成从电脑厂商到消费电子设备厂商的跨界。

然而,ARM并不满足于智能移动终端市场的成功,又在2012年发布64位处理器内核,试图跨界到服务器市场。

新老面孔明争暗斗

ARM的商业模式成全了苹果、三星、高通、NVIDIA、联发科、华为等公司跨界之举。在这些“ARM们”的咄咄逼近下,处理器市场原有参与者被迫做出跨界式应战。

AMD通过2012年收购微服务器厂商SeaMicro,跨界到ARM 芯片和微服务器市场。而RISC架构市场日益遭受挤压,则使IBM于2013年秋仿效ARM的商业模式,向谷歌等厂商开放Power处理器的内核授权,希望藉此扩大Power的生态系统并狙击英特尔至强处理器的来犯,一箭双雕。

这一下,英特尔腹背受敌。从营收上看,移动市场犹如鸡肋,ARM 2012财年总收入才9.1亿美元,还不如英特尔1周挣得多;但在平板电脑和智能手机已经颠覆PC成为个人计算主流的今天,这个市场志在必得。面对IBM和ARM的施压,英特尔只好采用“让利”策略,从2013年11月面向第三方全面开放生产设施,甚至为第三方代工基于ARM内核的芯片,从而跨界到台积电等代工厂把持的代工领域。随着英特尔去年宣布22nm后不再生产盒装处理器,定制处理器将替代通用处理器风行起来。讨论英特尔会不会开放处理器内核授权,跨界到ARM盘踞的市场,已经不是异想天开。

伴随着产业垂直整合的深入,因为难以为整机厂商提供完全的量身定制服务,第三方独立的ARM处理器厂商已经初露疲态,如德州仪器2012年宣布退出移动市场,再如ARM服务器芯片厂商Calxeda半个月前倒闭。

未来,为了进一步追求个性化的用户体验和降低成本,更多系统厂商会像苹果那样选择“私人定制”,因而垂直整合的系统厂商在处理器市场的权重将会趋强。除了苹果、三星、华为等垂直整合厂商外,上个月,谷歌被传打算设计基于ARM架构的服务器处理器,而微软战略软件与硅架构部门在网上公开招聘芯片架构师。

或许,处理器市场的混战才刚开始。


责任编辑:慕容素娟
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