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蘋果M1結合意外盟友 x86陣營OEM難置身事外

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node name:臺灣高科技產業新聞及商機資訊
上架日:2020/12/23
發佈時間:2020/12/23
點閱數:636
2020/12/23

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    對英特爾和超微來說,最大的問題其實並不在於M1本身,反而是M1未來的接棒者。蘋果

蘋果(Apple)日前發表ARM架構M1處理器,象徵著自15年前從PowerPC轉進到英特爾(Intel)x86處理器之後最大的一次轉型。M1 SoC可說是在過去十幾年以來,首款非x86架構處理器挑戰包括超微(AMD)與英特爾(Intel)在內之PC主導優勢。

值得注意的是,ARM架構設計CPU相較於英特爾或超微處理器,率先導入密度更高、更有效率的生產製程節點,更令人意外的是,蘋果還或許贏得一家以前不太可能合作的強力盟友NVIDIA,分進合擊帶領ARM大軍邁向主流。

    蘋果Mac電腦歷年銷量(點擊圖片放大觀看)

M1之所以對英特爾和超微形成威脅的理由,並不在於蘋果切入PC CPU市場。事實上,短期內Mac淨市場佔比,恐怕仍將只有個位數字,然超微與英特爾的真正頭痛問題在於M1所代表的意義。過去15年以來,破天荒頭一遭出現了一家毋須取得x86授權的企業,成功打造出一款消費性PC處理器,而效能功耗表現更足以與x86相提並論。

假使蘋果能夠維持甚或改善相對於英特爾和超微的競爭位置,那麼其他取得ARM架構授權的業者,必將關注到這樣的對峙局勢。尤其是以甫宣布收購安謀(Arm)的繪圖晶片大廠NVIDIA,更不排除成為蘋果在ARM陣營內的有力助攻,甚或掀起對英特爾、超微之CPU挑戰。

如果ARM架構能夠較x86架構表現出色,那麼整個WinTel生態系恐將在某種程度下遭到弱化,而這樣的局勢轉變可說是從PC運算伊始以來,從未發生過的情況。蘋果M1所扮演的催化劑角色,在如此脈絡下凸顯出來。

蘋果、NVIDIA不約而同擴展ARM生態系
蘋果真正優勢並不在於PC市場的銷量規模,事實上,以Mac僅佔全球PC市場不到10%的市佔比重,即便等到2021年蘋果旗下產品完全轉進Apple Silicon之後,在短期內,英特爾的營收並不會受到太大衝擊。事實上,真正的關鍵在於蘋果的Mac開發者生態系。

Mac開發者佔據整體軟體開發商約30%,另有45%的軟體開發者替Windows撰寫應用,還有25%的人專注在編寫Linux軟體碼。而在蘋果孤注一擲押寶ARM之後,遲早這些龐大規模的軟體開發者,將開始更全面地採用ARM指令集撰寫程式。如此一來,可望在打造出更寬廣ARM軟體生態系之路上,帶動一股連鎖反應,藉此打開其他晶片製造商轉向ARM架構CPU之大門。

而在蘋果帶領ARM架構陣營邁向前線作戰之際,或許還贏得了一家未曾想過的盟友NVIDIA,兩廠以分進合擊之勢以ARM陣營領頭羊姿態,直取英特爾。NVIDIA在2020年9月宣布斥資400億美元收購安謀之後,也受惠於蘋果Apple Silicon之轉進。

與蘋果相似的是,NVIDIA也藉由聯絡既有開發者社區,進一步擴展ARM軟體生態系,與蘋果現階段稍有不同的是,NVIDIA聚焦在將ARM軟體擴展到獲利豐厚的資料中心領域。事實上,NVIDIA旗下所僱用的軟體工程師人數,比硬體工程師來得多,從某種程度上來看,若說NVIDIA本身是家軟體供應商,同時兼開發晶片也沒有錯。

NVIDIA此前具有多年經驗培植自有大軍CUDA開發者社區,因此NVIDIA施力進一步擴展打造ARM軟體生態系,相信可水到渠成。

蘋果M1威脅x86市場優勢
英特爾和超微在過去並未太過關注其他非x86陣營CPU的開發進展。一旦蘋果M1與其他追隨者針對許多不同市場區塊切入後,勢必將開始蠶食x86市場版圖,包括現行正在打造x86架構PC的OEM業者,恐怕也難以置身事外。

儘管微軟(Microsoft)先前有相當一段時間成為英特爾堅實的盟友,但在執行長Satya Nadella領導下,已大幅轉型朝向雲端以及雲端基礎服務。假使微軟不排除整合Linux進入自有作業系統當中,那麼恐怕也不會在乎未來Windows作業系統到底是運行在ARM或是x86架構硬體上。

從英特爾和超微的觀點來看,假使x86架構CPU不再被視為最佳處理器首選,兩大廠長期的威脅不僅在於流失客戶,市佔版圖,也同樣失去對於CPU市場的主導優勢。不過這樣的結果,不會是蘋果一家業者所能一舉成事。

M1接棒者陸續問世 將成英特爾、超微頭痛難題
x86處理器與M1之間的差異,並不足以大到抵銷一個不爭的事實:那就是高階的英特爾與超微晶片配置10~16核心,然而M1只有4+4核心晶片,而在足夠的時脈速度、熱餘量(thermal headroom)以及核心數,x86架構CPU依舊略勝一籌。

然而,M1只是蘋果的起點而已,蘋果更有可能在未來打造出更多CPU核心數、更大的SoC問世,不難想像在未來18~36個月之內,蘋果有機會端出工作站級M系列晶片,內建大型快取以及16~32大核心。

對英特爾和超微來說,最大的問題其實並不在於M1本身,反而是M1未來的接棒者M2、M3、M4、Mx等M系列處理器陸續問世後,蘋果將其導入高階產品,以及包括消費者與OEM業者在蘋果更優秀電持續航力與更高效能表現吸引下,轉而擁抱蘋果平台。

誠然,超微與英特爾在PC處理器耕耘數十年來,也不是容易動搖的,兩廠分別擁有相當利基足以抵禦M1進攻。儘管超微在行動CPU市場上,比英特爾來得稍弱,但超微從2017年第一代Zen架構反攻大業伊始,至今其Zen系列架構在DT、伺服器以及NB等CPU市場,逐步蠶食英特爾固有疆土。

在台積電7奈米製程奧援下,超微Zen 3行動處理器可望進一步改善效能表現,也將在2021年初問世。超微緊接著在2021年底、2022年初釋出的Zen 4架構處理器,導入台積電5奈米節點生產,即便與未來與M系列處理器對陣,麻煩應該不會太大。

至於對英特爾來說,儘管近來深受晶圓廠10/7奈米製程生產問題所苦,但M1聚焦在行動市場,英特爾近來也更新了行動處理器Tiger Lake。從短期來看,英特爾面臨的挑戰在於,當M系列處理器導入工作站產品後,Xeon處理器將如何角力蘋果M1的DT/工作站版本。至於長期最大的問題,恐怕在於OEM夥伴的信心是否夠強固,與英特爾7奈米製程的進程究竟為何。

蘋果M1雖非魔術 英特爾、超微一戰終將難避
英特爾從Ice Lake到Tiger Lake的轉進中,處理器效能已有所提升,對於消費者和OEM夥伴仍有其說服力,但英特爾還有一顆未爆彈,相較於超微甚或蘋果都要來得不確定。假使英特爾7奈米再度類似10奈米製程一延再延,無法順利在在2022年底、2023年初交出新一代7奈米製程CPU,甚或被迫外包大規模先進製程處理器晶片,那麼英特爾所擁有的主導優勢恐怕流失更快速。

M1處理器並非魔術晶片,從ARM核心架構來看,其實M1本身無法比x86架構處理器運行更快速,ARM標準授權核心基本上效能表現也仍遜x86架構 一截。過去十餘年來蘋果替行動裝置開發IC取得的IP,如今成了M1設計之基礎以及超越的目標。

無論是蘋果開發自有CPU、隨後導入GPU,然後是ISP與Neural Engine等,在十多年的累積之後,蘋果認為如今時機已然成熟,開始採用可擴展式架構(scalable architecture)。蘋果IC設計總監Johny Srouji強調,蘋果已經掌握這些豐富IP的基礎,此一架構也能與統一記憶體架構(UMA)進一步擴展。

蘋果IC設計團隊在多年開發經驗累積之後,終於將其成果與x86陣營英特爾、超微兩大廠拉近距離到令人無法忽視的程度。蘋果團隊指出,M1就是這樣的產物,M1絕非僅僅只是iPhone晶片的升級版本,反而是全然不同的客製化晶片,立基於蘋果豐富的IP基礎上打造而成。

儘管如此,英特爾與超微未必會輸了這場長期戰爭,ARM與x86陣營之號角已然響起,蘋果高層業已宣布2021年將完全轉型到ARM架構,而未來也將陸續釋出更多M1處理器的接棒者,蘋果在半導體領域的開發,未來恐怕還會有更多驚喜在前等待揭曉。


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