X86和ARM，兩軍對峙

作者：九林

就前兩天，X86的兩大對手AMD、英特爾宣布要聯(lián)手合作。

AMD CEO蘇姿豐（Lisa Su）和英特爾 CEO格爾辛格（Patrick Gelsinger）同時官宣，兩家共同發(fā)起了“x86咨詢小組”。簡單來說，這個小組的目標是要一起協(xié)作改進x86的ISA（指令集架構(gòu)），推動x86陣營的統(tǒng)一，提升兼容性并簡化軟件的開發(fā)流程。同時，小組的創(chuàng)始成員也非常豪華，包括博通、戴爾、谷歌、慧與科技、惠普、聯(lián)想、Meta、微軟、甲骨文、紅帽，Linux系統(tǒng)內(nèi)核之父Linus Torvalds、虛幻引擎之父Epic Games CEO Tim Sweeney。

歷史上，英特爾和AMD之間聯(lián)手X86的次數(shù)非常少，可以說在過去幾十年中，除了早期的技術(shù)授權(quán)外，兩家更多的是處于競爭狀態(tài)。隨著ARM陣營得越發(fā)強大，AMD和英特爾的聯(lián)手，其實也暗示著X86陣營未來將直面ARM陣營的挑戰(zhàn)。

既然X86和ARM兩軍都已開始調(diào)兵遣將，那我們來看一下兩軍對峙，實力究竟幾何？

?01、兩軍對峙，實力如何

先來看實力老將X86。x86架構(gòu)是計算機領(lǐng)域中最為廣泛應(yīng)用的指令集架構(gòu)之一，其主要特點包括：復(fù)雜指令集（CISC）、高度可編程性、強大的處理能力、向下兼容性以及封閉的源代碼。x86架構(gòu)廣泛應(yīng)用于個人電腦和服務(wù)器領(lǐng)域，支持廣泛的軟件和操作系統(tǒng)，具有強大的生態(tài)系統(tǒng)和向下兼容性。

在市場方面，X86架構(gòu)在桌面 PC、工作站以及數(shù)據(jù)中心服務(wù)器市場長期占據(jù)主導(dǎo)地位。桌面PC市場，根據(jù)CPU市場追蹤機構(gòu)Mercury Research的報告，2024年第二季度，英特爾在PC市場占據(jù)78.9%的市場份額，AMD市占率為占據(jù)21.1%。在服務(wù)器市場，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2023年全年x86架構(gòu)服務(wù)器市場份額為88%，中國x86服務(wù)器市場出貨量為362萬臺，預(yù)計2024年還將增長5.7%。整體看，目前云端服務(wù)器多采用X86架構(gòu)，邊緣側(cè)采用ARM架構(gòu)。在過去幾十年里，幾乎所有的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都對 X86 架構(gòu)提供了良好的支持，形成了非常成熟的軟件生態(tài)系統(tǒng)。這使得 X86 在企業(yè)級應(yīng)用、專業(yè)軟件領(lǐng)域具有不可替代的地位，例如在金融、科研、設(shè)計等對軟件兼容性和性能要求極高的行業(yè)，X86 架構(gòu)的設(shè)備依然是首選。

在產(chǎn)品方面，由于X86 架構(gòu)處理器擁有豐富的指令集，能夠為復(fù)雜的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序提供全面的功能支持，在高性能計算方面表現(xiàn)出色。AMD的產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，霄龍系列處理器是其在服務(wù)器領(lǐng)域的頂級產(chǎn)品。例如第四代霄龍?zhí)幚砥鳎ù?“Genoa”）的核心標準是 Zen4；AMD 消費級桌面頂級的 CPU 是銳龍 9 7950X3D。這款處理器采用了先進的 Zen4 架構(gòu)和 3D V-Cache 技術(shù)，擁有 16 核 32 線程，基礎(chǔ)頻率為 4.2GHz，加速頻率可達 5.7GHz。英特爾的產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，至強系列處理器是其在服務(wù)器市場的頂級產(chǎn)品。至強 6900p 系列，擁有多達 128 個性能核和 256 個線程，具備 504MB 的超大 L3 緩存；英特爾目前頂級的消費級 X86 CPU是酷睿 Ultra 200V 系列中的酷睿 Ultra 9 處理器 288V。該系列于 2024 年推出，采用了 4 個性能核和 4 個能效核的 8 核設(shè)計，性能核最大睿頻為 5.1GHz，擁有 12MB 的智能高速緩存。再來看近幾年逐漸崛起的“新兵”ARM架構(gòu)。ARM架構(gòu)是一種低功耗的精簡指令集（RISC）架構(gòu)，廣泛應(yīng)用于移動設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)，其主要特點包括：低功耗、高性能、可擴展性、廣泛應(yīng)用以及開源支持等。

在市場方面，ARM 架構(gòu)在智能手機、平板電腦等移動設(shè)備市場占據(jù)著絕對的統(tǒng)治地位。全球絕大多數(shù)的智能手機和平板電腦都采用 ARM 架構(gòu)的處理器，其市場份額高達 90%以上。這主要得益于 ARM 架構(gòu)的低功耗、高能效特性，非常適合電池驅(qū)動的移動設(shè)備。在PC市場，ARM 架構(gòu)的芯片逐漸崛起，其市場份額雖然目前相對較小，但增長趨勢明顯，對X86的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域形成了一定的沖擊。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，截至2024年，在 PC 市場中 X86 仍占據(jù)著較高的市場份額，但 ARM 架構(gòu)的芯片已經(jīng)拿下了 8%的 PC 份額且在持續(xù)增長。

在產(chǎn)品方面，蘋果公司推出的基于 ARM 架構(gòu)的 M 系列芯片在性能和能效方面表現(xiàn)優(yōu)異，為 ARM 在 PC 市場的發(fā)展樹立了標桿。同時，高通、聯(lián)發(fā)科等廠商也紛紛推出了面向 PC 的 ARM 架構(gòu)處理器，并且得到了微軟、華碩、宏碁等 PC 廠商的支持。在服務(wù)器市場，部分云服務(wù)商已經(jīng)開始采用基于 ARM 架構(gòu)的服務(wù)器芯片，以降低能源消耗和運營成本。

?02、第一戰(zhàn)場：AI PC

在PC市場，AI PC開始成為了近兩年來的重頭戲。IDC預(yù)測，AI PC在2025年將占據(jù)市場的一半份額，而在2030年，這一比例將達到100%。AI PC時代即將到來，X86 和 ARM 都在積極布局。不過，現(xiàn)在關(guān)于AI PC這波浪潮到底是繼續(xù)Wintel還是Windows on ARM (WoA) 還是頗有爭議的。

早在2023年9月，英特爾就提出了AI PC的概念，并在2023年底推出了代號Meteor Lake的酷睿Ultra處理器，第一次在芯片中集成了AI專用的NPU，和核顯GPU、CPU形成了三級AI加速。根據(jù)英特爾官方披露的信息，力爭兩年內(nèi)出貨1億多顆酷睿Ultra芯片，野心可見一斑。

今年，英特爾再次發(fā)布酷睿 Ultra 200V系列處理器，并且強調(diào)近乎所有的AI PC們都有所參與：20多個品牌，80多款機型都搭載了最新的Ultra 200V系列處理器。谷歌、微軟、聯(lián)想、戴爾和惠普等都紛紛站臺英特爾。可以說，英特爾是AI PC的極力推崇者，目前已經(jīng)推出AI PC的廠商，大多數(shù)選擇了英特爾的酷睿Ultra系列處理器，而在操作系統(tǒng)上依然繞不過Windows。可以說，X86平臺下微軟與Intel組成Wintel封閉生態(tài)還是非常穩(wěn)固的。然而，也有不少機構(gòu)認為，未來Windows on ARM (WoA) 的前景更為廣闊。

摩根士丹利在發(fā)布的研報中指出，預(yù)計基于ARM架構(gòu)的CPU供應(yīng)商高通、英偉達及聯(lián)發(fā)科將在會上推出集成度更高、更節(jié)能的芯片，WoA AI PC趨勢可能會重新洗牌全球PC半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。從生態(tài)來看，Windows正在深化與原生ARM的適配。據(jù)統(tǒng)計，在運行 Windows 10 和 Windows 11 的iGPU（集成GPU）筆記本電腦中，用戶在87%的應(yīng)用程序使用時間中，使用的是原生支持ARM的版本。

當前，WoA主要的芯片玩家是高通。高通在2023年10月發(fā)布了ARM架構(gòu)的PC芯片X Elite，并在上個月推出了全新的驍龍X Plus平臺，在官方給出的信息和基準測試中，性能可謂“腳踩Intel”、“趕超蘋果M2 Max和M3”，被媒體形容為“AI性能逆天”。此后，微軟出現(xiàn)發(fā)布了面向AI的全新PC品類，Windows Copilot+ PC，也就是具備Copilot+體驗的Windows 11 AI PC。微軟Surface則從英特爾處理器切換為驍龍X系列平臺。

目前，全球領(lǐng)先的OEM廠商已經(jīng)發(fā)布22款搭載驍龍X Elite和驍龍X Plus的Windows 11 AI PC，包括宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯(lián)想、微軟和三星。不過，ARM這邊最新的消息是：ARM警告稱，將撤銷高通使用 ARM 知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計芯片的授權(quán)。根據(jù)高通向媒體展示的法律文件，ARM 給高通下了為期60天的“最后通牒”，將在逾期后強制終止雙方之間所謂的架構(gòu)許可協(xié)議。

在WoA市場，雖然英偉達和聯(lián)發(fā)科也在虎視眈眈，都透露出將開發(fā)基于ARM架構(gòu)的AI PC，但總體來說高通目前仍在WoA中扮演主導(dǎo)角色，如果ARM最終勝訴，那么此ARM架構(gòu)想要“五年內(nèi)拿下Windows PC市場一半份額”的野心，估計還要晚上幾年才能實現(xiàn)。

?03、未來市場走向

從短期來看，X86 架構(gòu)在 PC 和服務(wù)器市場的主導(dǎo)地位仍將持續(xù)一段時間。

一方面，X86 架構(gòu)的軟件生態(tài)系統(tǒng)非常成熟，大量的專業(yè)軟件和企業(yè)級應(yīng)用都是基于 X86 架構(gòu)開發(fā)的，這些軟件的遷移需要時間和成本。

另一方面，英特爾和 AMD 等 X86 架構(gòu)的主要廠商在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品升級方面仍在不斷投入，能夠保持 X86 架構(gòu)處理器的性能優(yōu)勢。雖然X86 架構(gòu)的處理器在傳統(tǒng)的 PC 市場具有深厚的技術(shù)積累和軟件生態(tài)優(yōu)勢，能夠為 AI 應(yīng)用提供強大的計算能力。但是，隨著 AI 應(yīng)用對芯片的功耗和能效要求越來越高，X86 架構(gòu)在這方面的劣勢逐漸凸顯。

從長期來看，ARM 架構(gòu)的發(fā)展前景更為廣闊。一方面，ARM 架構(gòu)的低功耗特性能夠滿足 AI PC 對于續(xù)航的要求；另一方面，ARM 架構(gòu)的處理器在 AI 計算方面具有較高的能效比，能夠更好地支持 AI 應(yīng)用的運行。例如，高通的驍龍 XElite 處理器在 AI 計算方面表現(xiàn)出色，內(nèi)置獨立的 Hexagon NPU 擁有高達 45TOPS 算力，搭配 CPU、GPU 更是可以獲得 75TOPS 的總算力，能夠在端側(cè)運行 130 億參數(shù)大模型。同時，TechInsights 發(fā)布的最新筆記本電腦預(yù)測數(shù)據(jù)稱，預(yù)計在 2025 年，ARM 將占據(jù)五分之一的筆記本電腦出貨量，到 2029 年這一比例將翻倍，達到五分之二。到 2029 年，由于蘋果的高價值產(chǎn)品，ARM 在筆記本電腦市場的營收份額預(yù)計將達到 52%。

此外，如RISC - V 等新興架構(gòu)也在不斷發(fā)展，可能會在未來的市場中占據(jù)一席之地。RISC-V具有開源、可定制化等特點，能夠滿足不同應(yīng)用場景的需求，對 X86 和 ARM 架構(gòu)都形成了一定的挑戰(zhàn)。