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【编者按】英特尔不久前宣布了所谓的中兴设计,包罗投入200亿美元资金建厂扩充芯片产能,同时确立新的芯片代工部门,并对工厂举行手艺升级,由此掀起了芯片行业的“吃鸡”大战。英特尔始终在围绕x86系统构建其生态系统,并控制着该生态系统的所有设计和制造营业。此外,英特尔在其以为有利可图的芯片上添加了尽可能多的功效,但给生态系统相助同伴留下的增值空间更少。与之相比,芯片设计巨头Arm通过公布新的处置器架构向英特尔提议了挑战,其信仰的基本理念是,未来将需要更多高度专业化定制芯片。几十年来,Arm始终在推行辅助生态系统相助同伴天真定制芯片和增值的战略,这使其能够更好地顺应未来生长趋势。

以下为文章正文:

在英特尔新任首席执行官帕特・盖尔辛格(Pat Gelsinger)刚刚宣布雄心壮志的中兴设计后,芯片设计巨头Arm也公布了其第九版处置器架构Armv9,这是自十年前Armv8推出以来,该架构的首次重大升级。与此同时,Arm还宣布了未来十年的愿景。大多数剖析师以为,Arm新架构代表着准确的前进偏向,由于它连系了端到端的能力,从边缘盘算到云盘算,从数据中央抵家庭,以及介于这些领域之间的一切。

此外,Arm也在增强现有营业模式,纵然生态系统相助同伴能够显著增添附加价值,同时保持与前几代产物的软件兼容性。剖析师以为,这一点至关主要,由于市场上种种需要专用芯片的使用案例正在迅速扩大。而在他们看来,Arm架构是迄今为止最适合行使这一即将到来的浪潮的最佳选择。

对英特尔IDM 2.0战略的竞争回应

英特尔的声明包罗三大支柱:1)坚持构建内部工厂网络战略;2)增添对外部代工厂的使用;3)推出全新自力代工营业部门。

在此之后,有两个值得注重的新闻直接对英特尔的新战略做出回应:除了Arm推出Armv9架构外,台积电宣布设计在未来三年投资1000亿美元用于芯片制造和开发。

这是个十分重大的支出设计,大大跨越了英特尔设计的200亿美元投资,该设计将于2024年最先在美国新建两家芯片代工厂。此外,早在2019年,三星就已经准许将投资1160亿美元,以实现内存芯片以外的生产多元化。

会导致芯片供应过剩吗?

为什么这些公司突然之间变得云云咄咄逼人,他们各自起劲扩大产能会不会导致芯片供过于求?

首先,中国的芯片制造能力依然壮大,其目的是主导当地市场,这反过来将在全球局限内带来优势。其次,现在全球芯片欠缺严重,许多芯片公司信托这种情形将延续十年时间,甚至可能更久。剖析师们以为,我们现在正迫近新的需求拐点,这主要源于数字转型、物联网、云盘算、汽车和家庭新用例激增所致。

至于供过于求,这些芯片制造商以为需求将无限期跨越供应。他们以为,与供应过剩相比,缺乏制造能力的危险更高。若是市场产能过剩,制造商可以减产并蒙受财政损失。相比之下,产能限制则意味着他们可能会错过整个增进周期,完全错过市场以及由此带来的批量学习曲线和成本降低带来的利益。以是,他们不得不奋力拼搏。

Arm新架构为何云云受关注?

英特尔新战略的一个要害要素是盖尔辛格提出的封装系统愿景,这是一次跨越片上系统(SoC)的实验。Arm也正在接纳类似的系统方式,这是一项勇敢的架构行动。然而,在剖析师们看来,无论是从广度照样深度上说,这都跨越了盖尔辛格提出的愿景,而且Arm的目的应用领域异常普遍。

Arm的基本理念是,未来将需要更多高度专业化的定制芯片,而英特尔也赞成这样的看法。但差异之处在于,几十年来,Arm始终在执行一项允许生态系统相助同伴天真定制芯片和为其增值的战略。只管英特尔现在终于最先接纳行动,想要行使未来趋势,但其可能无法在短时间内取得乐成。

Arm与英特尔推行差异商业模式

历史上,Arm始终接纳与英特尔模式截然差其余生态系统构建方式,该公司致力于生产适用于特定用例的专用芯片,好比iPhone中从指纹识别到面部识其余AI芯片。这需要专门的神经处置单元(NPU),这些单元是由苹果公司为特定用例而设计的。Arm正在推动这些由生态系统设计和生产的专用芯片制造。

另一方面,英特尔向来接纳一刀切的方式,主要围绕x86系统构建生态系统。英特尔的设计聚焦于提高处置器的速率、晶体管密度以及增添矢量处置能力等,以顺应AI的提高。英特尔卖力生态系统所需的所有设计和制造以及任何专业化。该公司向来都是“吸金机械”,在它以为有利可图的芯片上添加尽可能多的功效,给生态系统相助同伴留下更少的增值空间。

以小我私人电脑和服务器为例,这是英特尔最大的市场。戴尔、遐想、惠普以及惠与等客户带来的大部门附加值,坦率地说,始终是在边际上折弯金属或增添显示器以及其他功效来赚取低廉的利润。诚然,存储和网络供应商已经能够增添更多价值,但这些市场比小我私人电脑和服务器小得多。在很洪水平上,英特尔始终是硬件领域的大赢家,让其原始装备制造商客户挣扎在一个不停整合和利润率超低的天下里。

只管云云,英特尔及其生态系统享有的最大优势是,x86架构易于明晰、相当可靠,而且大多数企业软件都运行在x86上。这对微软和VMware等软件公司来说尤其有利可图,这些公司通过编写在x86上运行得异常好的代码实现了大部门增值。拥有一致、稳固的处置器平台是支持软件市场大规模增进的驱动力之一。

众所周知,Arm和英特尔在历史上有着截然差其余营业模式,盖尔辛格已经示意,他誓言要用新的可信托代工战略来改变这一点。问题是,英特尔的绝大多数营业都在服务于一种在宏观层面正在失去动力的商业模式。

Arm的计谋加倍适合未来趋势

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事实上,Arm的商业模式已经展现出伟大威力,许多客户都在基于其架构自主研发处置器。亚马逊云盘算部门AWS正在开发自己的Graviton芯片,苹果已经推出自主设计的M1芯片,电动汽车制造商特斯拉也在设计自己的芯片。

特斯拉的案例研究很有启发性。为了优化视频处置功效,特斯拉需要在NPU中添加固件,以知足其涉及视频处置的特定使用案例。该公司很愿意按原样使用现成的CPU或GPU以及Arm架构组件,并行使Arm的尺度。但特斯拉看到了在NPU中增添自身价值的时机。这种商业模式的优势在于,特斯拉可以在不到一年的时间内实现量产,而传统车型则需要更长时间。

Arm就像可定制的乐高积木,可让生态系统相助同伴以更快的上市时间实现怪异的增值。好比,特斯拉可以直接提出自己的要求,让三星为其提供定制芯片。特斯拉选择了使用14纳米工艺来降低成本,它不需要最新架构和更大的晶体管密度。这一切都与顺应应用程序的天真性和上市时间有关。

凭证盖尔辛格的声明,英特尔正在将其代工营业转向Arm模式。它必须这么做。但正如剖析师们所指出的那样,代工行业是个异常差其余行业,有差其余利润率模式、关系、进入市场的战略。而且更为主要的是,产量要求也差异。

Armv9为何云云与众差异?

Armv9与前几代架构向后兼容。也许Arm从英特尔失败的安腾( Itanium)处置器项目中吸收了教训,由于安藤处置器没有向后兼容性,因此其推广历程举步维艰。此外,Arm还增添了许多附加功效,其中最受关注的两个领域是机械学习和平安性。

在这里需要注重,Arm宣称Armv9架构将装备在3000亿颗Arm芯片中,这是个异常重大的数字。此前有数据显示,Arm架构的晶圆产量是x86架构芯片的10倍。产量高意味着成本降低,这对代工营业来说至关主要。

Armv9架构的一个要害组件是其“可缩放矢量扩展2”(Scalable Vector Extension 2,简称SVE2),旨在提供更精致的数据并行性,并为每条指令提供更多的支持事情。这将支持跨种种用例的机械学习应用,如语言处置、可视化、动态订价、敲诈检测等。

Arm将赌注押在人工智能和机械学习上,其他许多公司也是云云。因此,Arm在其系统结构中改善特定的机械学习功效是个相当有前途的赌注。

在“Vision Day”上,Arm也曾谈到了隐秘盘算架构和领域(Confidential Compute Architecture And Realms)。ARM在声明中的陈述已经引起企业共识。套用Arm的谈论,今天人们对运行应用程序的操作系统和治理程序过于信托,他们对数据的普遍接触会带来黑客袭击和威胁。

而Arm的“领域”观点强调了该公司的战略,即作废特权软件(如虚拟机治理程序)需要能够看到数据的假设。因此,通过在虚拟化的多租户环境中确立“领域”,可以更好地珍爱数据不受内存泄露的影响,并可以有用地预防黑客袭击。

这是个异常适用的观点,也是系统将租户的数据与其他用户隔离的一种方式。在将盘算从内存中星散出来并跨差异处置器类型共享方面,IBM拥有最好的手艺(Power 10)。

IBM在首席执行官罗睿兰(Ginni Rometty)的向导下重组微电子营业时,促成了与美国芯片制造商格芯公司的相助,后者接受了IBM在纽约州东菲什基尔的半导体制造工厂。然而,格芯2019年宣布出售这家工厂,注释该设计最终没有乐成。

格芯确立于2009年,那时AMD退出了自己制造芯片的营业。2009年,该公司在纽约州奥尔巴尼田野的马耳他新工厂破土动工。马耳他将是格芯将生产其最先进手艺的地方,最终将包罗7纳米产物。AMD和IBM准许由格芯制造他们的7纳米芯片,但后者放弃了7纳米工艺开发,迫使IBM和AMD转向其他制造商。十多年来,三星、IBM和格芯始终在为先进制造手艺制订配合的设计规范。

但格芯正陷入亏损,其私人支持者可能急于收回已往几年投资于晶圆厂的210亿美元巨额资金。格芯首席执行官汤姆・考尔菲尔德(Tom Caulfield)示意,公司即将举行首次果然募股(IPO)。这一切都造成了两家公司之间的裂痕,并在马耳他工厂最初愿景方面留下了破绽,这也让美国芯片制造能力相对落伍于中国。

英特尔、IBM和美国 *** 联手

就英特尔而言,它拥有精彩的FinFET(鳍式场效应晶体管)手艺。FinFET逾越了CMOS(互补金属氧化物半导体),可以让英特尔在AMD的Chiplet IP上占得先机,稀奇是在延迟方面。这可能也会给IBM带来一些利益。

IBM研究院院长兼高级副总裁达里奥・吉尔(Dario Gil)是其中的要害人物,他首先提议可以与英特尔共享某些知识。IBM之以是这样做,是由于其想要更有用地与VMware竞争,后者在行使x86方面做得很好,这是OpenShift(红帽的云开发平台即服务)最大的竞争对手。因此,IBM需要英特尔芯片来执行其云战略,由于险些所有IBM客户都在x86上运行应用程序。

更有趣的是,纽约州参议员查克・舒默(Chuck Schumer)热衷于在纽约确立替换硅谷的地方,即所谓的硅巷(Silicon Alley)。那么,拥有精彩工艺手艺的英特尔,与美国 *** 、IBM和三星相助,它是否能成为值得信托的代工同伴,并促使芯片行业重新洗牌?

芯片领域上演“权力的游戏”

这块拼图还差一块,那就是台积电,后者始终在为苹果生产5纳米(最终4纳米)芯片,这让它的其他客户(好比英伟达)受到更大限制。归根结底,耐久的竞争力和成本削减最终取决于产量。剖析师们以为,没有Arm,英特尔无法实现量产。

不外,若是英特尔真的能在IBM和美国 *** 的辅助下成为一家值得信托的代工企业,或许它就可以通过吸引某些心怀不满的台积电客户来在产量上与其睁开竞争。举例来说,英伟达对台积电感应不满,由于其订单总是排在苹果之后。那么,英伟达为何不把英特尔的代工厂作为第二个芯片制造泉源呢?AWS、谷歌和Facebook是否也存在同样的问题。

除此之外,也许这也是科技巨头抚慰美国 *** 和脱节反垄断考察的一种方式。他们把芯片制造营业交给英特尔晶圆厂,以辅助辅助确保美国半导体行业的向导职位。而对于微软,只管其没有受到那么多的反垄断审查,但它也很可能乐于相助。

苹果为什么不想在美国海内拥有先进手艺服务商?盖尔辛格就是做这种事情的人,由于他会和公共政策制订者相处得很好。这会给英特尔带来具有更高的销量吗?简直云云。可以一定的是,若是它能赢得这些公司的信托,生意量一定会增添。正如我们已经说过的,现在这是个很小的时机,需要几年的时间才气壮大。但在这种情形下,将这些优势连系起来,英特尔赢得赌注的时机异常高。

毫无疑问,英特尔面临的风险比以往任何时刻都要高,由于它背负的不仅仅是该公司的生计,而是攸关芯片行业的生计和美国的竞争力。不外,耐久竞争力的要害绝对在于实现批量制造。

Arm和台积电都对英特尔的行为做出了回应。由于羁系机构和竞争对手否决合并,英伟达对Arm的收购仍岌岌可危。不外,若是英伟达乐成收购Arm,后者无疑将变得加倍壮大。Arm计划逾越SoC,与英特尔保持同步,只管其接纳的是纯外包战略。英特尔必须保持其在市场中的高端职位,但Arm将继续在企业中站稳脚跟。

英特尔最大的优势是其集成装备制造(IDM)战略。垂直整合是一场漫长的游戏,既带来了质量优势,也带来了成本优势。但若是没有销量,英特尔将无法在成本上竞争,甚至真的可能会歇业。

有鉴于此,对于英特尔来说,能否乐成执行其代工战略至关主要,而代工战略仍然是一项高风险、高回报的风险投资。美国 *** 的角色将是降低这一风险,增添英特尔生计的可能性,并继续保持美国在半导体行业的领先职位。(金鹿)

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