二哥逆袭手机芯片处理器排名大变局

:从英特尔霸主到AMD挑战者再到苹果M1的强势崛起

过去20年间,PC CPU市场一直被x86架构主导,英特尔长期占据着这个市场一半以上的份额。Arm则几乎成了移动CPU的代名词,高通、联发科都是移动处理器市场的佼佼者。然而,在2020年和2021年的第三季度,这个传统格局发生了巨大的变化。

根据Counterpoint报告,2020年Q3联发科首次以31%的市场份额超越高通,成为全球最大的智能手机处理器供应商。而Mercury Research发布的2021年第三季度市场调查报告显示,AMD在全球x86 处理器市场的份额达到了24.6%,是2006年创历史记录25.3%后的市场份额第二高。

AMD近年的成功得益于其Zen架构以及借助台积电先进制程。在2016年推出的Zen架构之前,CPU性能只有英特尔同级别产品的一半水平。这导致了业界普遍认为CPU性能已经接近天花板,但实际上也有人认为这只是因为没有找到足够激励厂商进行提升的情况。

芯谋研究总监宋长庚指出,“不是CPU性能达到天花板,而是CPU性能早已超过应用的需求。”Omdia半导体首席分析师何晖也说,“很难说通用CPU的性能到了天花板,因为硬件性能的冗余已经存在很多年。”

飞腾副总经理郭御风指出,即使频率提升放缓,但IPC(每个时钟周期中CPU执行的指令数)的提升基本保持线性增长,从这个角度看,CPU并没有达到天花板。他还提到英特尔之所以被称为牙膏厂,是因为其Tick-Tock节奏被打乱,以及IDM模式下工艺延期对产品影响的大幅增加。

苹果M1处理器横空出世,让外界质疑Arm也能设计出高性能芯片。学术界早有定论,只是软件生态差异造成不同认知。郭御风解释道:“x86把资源都用去提升性能,而Arm原来的目标是做低功耗处理器,现在也有许多高性能ARM服务器CPU。”

苹果通过精细化调整优化微架构,有明显优势,同时系统级优化带来了几倍甚至数量级性的提升。这需要整个软硬件生态协同,从编译器到BIOS,再到操作系统和应用层才能实现良好系统级优化。

随着后摩尔定律时代来临,上述两点成为了竞争关键。图灵奖得主John L. Hennessy 和 David A. Patterson预言未来十年将是计算机体系架构领域“新的黄金十年”。

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