二哥逆袭国产光刻机助力CPU大变局2023年28纳米芯片新纪元

在过去的二十年里,x86架构几乎是PC CPU市场的统治者,而英特尔长期占据了这个领域超过一半的份额。Arm则成为了移动CPU领域不可或缺的一部分,其代表公司高通和联发科都是该领域的领导者。

不知何时起,2020年的第三季度以及2021年的同期,移动CPU和桌面CPU市场经常性的第二名突然迎来了他们历史上的辉煌时刻。Counterpoint报告指出,在2020年Q3,联发科以31%的市场份额超越高通,从而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显示,AMD在全球x86处理器市场中占据了24.6%的份额,这也是2006年以来最高记录25.3%后所取得的一个新的高度。

这背后的变化似乎表明了CPU性能已经接近其天花板,为AMD赶超提供了一个绝佳机会。但就在这个时候,一款由苹果推出的M1芯片横空出世,它不仅表现出了令人震惊的地理效率,还带动了一场对英特尔12代酷睿芯片进行挑战的情景。

x86、Arm、RISC-V等技术在嵌入式、桌面、高性能CPU市场中的竞争日益激烈,而技术挑战、产品策略、大国间竞争等因素相互交织,使得未来几年的CPU市场格局又将如何变化?

AMD近年来在CPU市场上取得成功,这得益于其Zen架构,以及台积电先进工艺。在此之前,由于没有提升产品动力,再加上自己打乱产品节奏,对比与之并肩作战的台积电来说,AMD被认为是一个具有巨大潜力的选项。然而,就像摩尔定律仍然有效一样,即使晶体管小型化带来的收益正在减少,但通过设计更多内核以及利用先进工艺获得更多“免费”的核心来提升性能依然有可能。这正是英特尔IDM模式下的优势所体现出来的一种方式。但是在2017年之后,由于10nm制程未能如期量产,并且延迟三年,这导致了产品节奏被打乱,最终给予了AMD巨大的机遇。

借助台积电先进工艺和Zen架构,不到几年的时间里_AMD就迅速赶上了英特尔,并甚至实现了一次跨越。而对于那些坚信ARM也能设计出高性能芯片的人来说,他们可以从学术界早已公认的事实中找到支持:即便是指令集本身,也并不直接影响性能或功耗;它主要关系到的是软件生态,比如X86支撑Windows生态、ARM支撑Android生态。

至于为何人们会认为x86 CPU更高效,而ARM CPU却更省能源,则主要因为它们曾经追求不同的目标。当苹果使用Arm架构设计出能够媲美或甚至超越英特尔某些顶级模型但同时保持低功耗水平的心智处理器时,我们开始认识到这是由于精细化调整优化而非指令集本身的问题。此外,加强系统级优化也是一种极具影响力的策略,因为它能够带来显著提高,而这些改善往往难以通过简单地更新硬件或者改变指令集实现。

随着苹果M1处理器的出现,它不仅展示了一种新的可能性,而且还提醒我们即便是在传统意义上的计算平台,如PC电脑,那么采用现代技术(如arm架构)也能够创造革命性的改变。这一切都发生在一个既充满挑战又充满希望的大环境下,当业界领袖们试图重新定义摩尔定律时代后的计算机体系结构时,其中一些人预见到了未来十年的“黄金十年”。

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