【854】ARM和自研
2023-12-06 05:38:15 作者： 雨雪紫冰辰
晶片生產流程大概可以簡單劃分為研發、生產、封裝三個步驟，但隨著行業發展，目前除了英特爾還自己包攬上下游之外，絕大多數半導體公司都開始分工，只做其中的一部分。通常說的研發處理器，其實都是指自己設計手機處理器，而想要完成設計，除了員工、設備之外，還需要購買兩個東西，其一EDA軟體，其二是ARM指令集架構的授權。
EDA軟體的作用，簡而言之就是讓晶片設計方（海思、高通、聯發科等）在電腦上進行設計、驗證，同時會直接和晶片製造方（三星、台積電等）進行連通，設計晶片，首先要在軟體上跑通，才會去流片。
這個設計、製造過程中，使用的EDA軟體會積累海量的經驗數據，這也是EDA軟體很難替代的一個重要原因，天然具備壟斷性。
目前國際EDA軟體主要被Synopsys（新思科技）、Cadence和Mentor三家公司壟斷，都是丑國公司，是後世卡脖子的重要領域。
也有國產廠商在做，比如華大九天、概倫電子、廠立微等，但目前不具備可替代性。
手機SOC設計主要是Synopsys公司，與高通總部一樣都在加州，古詩詞公司早就購買了軟體，最近嘗試在大唐那邊原本處理器基礎上進行研究修改，與Synopsys一直都有聯繫，高通有一定概率是從這家公司聽到了風聲。
ARM是一家英國公司，主要商品就是ARM指令集架構。
電腦運營，本質上是軟體在硬體基礎上進行運算，指令集架構可以簡單理解為是在軟體、硬體之間溝通的一種語言、規則。
假如指令集架構的內容是加減乘除，那麼硬體就負責把加減乘除的電路做出來，軟體用加減乘除開發各種功能和軟體，雙方都按照這個規則發展，彼此就不用管對方想幹嘛了，大大提高效率。
指令集架構是計算機大規模使用的基礎，在此之前，換個電腦型號，原本的軟體就得重寫，有了指令集之後，遵循同樣指令集的所有硬體設備都可以運行所有遵循同樣指令集的所有軟體，這才有了計算機的大規模推廣使用。
1964年IBM發布了第一台用上了指令集架構的Sysem/360大型電腦，當初的賣點就是換電腦後不用重寫軟體。
1981年，IBM發布了自家第一台個人電腦IBM5150，延續了指令集概念，這款電腦採用的是英特爾8088處理器，這款處理器是英特爾8086處理器的閹割版，IBM5150大火成功之後，個人電腦市場進一步發展，為了保證延續性，滯後的歷代處理器都採用了同樣的指令集架構。
英特爾的後續處理器的命名延續了8086的名字，比如80186、80286、80386……因此，這套架構被稱作X86架構。
個人電腦發展之初，IBM話語權非常大，發現自己搞出來了指令集架構之後，電腦的門檻降低了，處理器廠商的重要性大大提高，為了避免自己從爹變成兒子，於是讓英特爾把X86架構授權給了其他廠商，其中就包括AMD。
後來，IBM就發現自己多了兩個爹。
這套架構一直延續在目前和葦慶凡重生前記憶點，所有英特爾的處理器上，同時隨著行業發展，成為了全球電腦市場通用的指令集架構。
國內也有幾家廠商做電腦處理器，也是買的X86架構授權，龍芯有自研架構，但即便是十年後，也沒推廣開。
X86一統天下，是伴隨著電腦行業發展的，在市場推廣之後再想要推廣另一種架構，難度太高了。
指令集架構的另一大陣營——ARM架構，在80年代就出現了，因為X86是複雜指令集架構，ARM是精簡指令集架構。
在電腦發展之初，X86架構成本更低，更受青睞，但隨著行業發展，尤其是編譯器成熟之後，ARM架構出現了流水線機制，對比X86擁有了巨大的優勢。
英特爾和AMD發現情況不對，都開發了自家的精簡指令集，但很快發現X86的優勢太大了，ARM架構並沒有流行起來。
1995年，英特爾的工程師們在奔騰處理器上推出了對標ARM流水線機制的解碼器，抵消了ARM架構流水線機制的優勢，加上搭載了這款處理器的Windows95、Windows98兩代系統在個人電腦上大殺四方，win-tel聯盟正式形成。
至此，X86架構的地位幾乎不可能再被撼動了。
2006年，蘋果放棄了RISC（精簡指令集）處理器，開始在macbook上搭載英特爾處理器，標誌著英特爾的X86架構徹底同一了個人電腦業務。
變局也由此開始。
在這次合作的過程之中，賈伯斯向英特爾提出，蘋果正在研發一個「小東西」，想要合作，定製一款低功耗處理器。
英特爾覺得這玩意不靠譜，大概率當時正如日中天，意氣風發，也瞧不上，因此直接拒絕了。
賈伯斯無法，只好轉頭找三星合作，最終採用了基於ARM11架構的S5L8900處理器，並在在2007年發布了那個「小東西」。
它叫iPhone。
ARM架構對X86架構的衝鋒由此拉開帷幕。
此後的iPhone一直採用三星的ARM架構處理器，2010年iPhone4發布，蘋果在三星蜂鳥處理器（S5PC110）基礎上定製了自己的A4處理器，正式走上自研處理器的道路。
在iPhone發布之前，因為沒有市場推動，ARM架構的製程工藝大幅度落後於X86架構，2007年第一代iPhone搭載的S5L8900處理器採用的90nm工藝製程，同年的英特爾處理器已經採用45nm工藝製程了。
此後，iPhone引領的智慧型手機潮流，採用的都是ARM架構處理器，並因為手機本身的體積限制，推動著ARM架構處理器的製程工藝踏上了一條高速發展之路。
討論架構優劣的時候，工藝製程是一個不能忽視的重要因素，英特爾稱霸之後故步自封，被AMD和蘋果接連抽耳光，除了兩家公司本身的研發能力之外，製程工藝的優勢功不可沒。
今年初（2012年），英特爾第三代酷睿i7-3770處理器採用22nm工藝製程，而秋季要發布的iPhone5搭載的A6採用三星32nm工藝製程，高通今年的APQ8064處理器，已經在採用28nm工藝製程了。
英特爾這個時候仍然有優勢，但等再過兩年，2014年的時候，ARM這邊的高端處理器，蘋果A8、高通驍龍801、華為海思麒麟920等，就要採用20nm工藝製程了。
英特爾到時候還在採用22nm工藝，已經被追上。
再過幾年，英特爾會繼續打磨14nm、10nm工藝，ARM那邊都已經開始3nm工藝了，從追趕到超越，再到差距一步步擴大。
一點不誇張的說，iPhone的出現，以及其引領的智慧型手機潮流，直接推動了ARM處理器的工藝進步，而先進的製程工藝，又進一步反哺了ARM處理器在性能、優秀方面的發展。
在這期間，ARM對X86最大的一次衝擊，是2020年蘋果發布的M1處理器，並且搭載在了自家的macbook air上面，開始了蘋果電腦往ARM處理器的遷移，標誌著ARM處理器正式進攻X86的大本營。
在這之前，高通、華為其實已有類似的動作，但影響力根本不在一個量級上。
萬年擠牙膏的英特爾在被AMD捅了一刀之後，又被蘋果炸了個灰頭土臉，才總算從躺著賺錢的狀態坐了起來，表示：「把鍵盤給我拿過來，勞資要認真玩了！」
到那個時候，ARM看起來簡直已經把X86壓著打了，但實際情況並非如此，X86積累的底蘊太深厚了，不是短時間內撼動的，未來誰能笑到最後還不可知，何況未必就要分出生死。
但對於消費者來說肯定是好事。
不過，在AMR架構發展如火如荼的時候，ARM公司本身在ARM架構發展的過程中，並沒有攫取到最大的蛋糕，所以才有後世ARM公司想要改變授權費方式、想辦法加錢的事情
——ARM架構授權，大多是基於處理器價格收費，甚至還有永久授權，比如華為就買下了ARM V8架構的永久授權。
但眼看著手機價格越來越貴，蘋果還把ARM架構處理器放到了電腦上，這點錢就沒辦法讓ARM滿意了，於是想要學習高通，按照產品價格收費。
回到眼前，如今的ARM架構仍在發展過程之中，ARM公司還沒有那麼大的野心，畢竟蛋糕還沒做大，沒到不顧一切搶蛋糕的時候，對這種局面還是很樂意的，古詩詞公司購買V7架構授權很順利。
ARM雖然是英國公司，但與高通也有密切往來，同樣不能排除這裡走路風聲的可能性。
不管咋說，高通找上門來了，得想辦法回應。
葦慶凡不擔心會撕破臉，一方面如今市面上可選的處理器很多，高通遠沒有後世那樣讓所有安卓手機廠商排隊喊爹的排場；
而另一方面，有小米、華為的例子在，兩家在自研處理器之初，以及自研之後，都保持著與高通的合作關係，即便是麒麟980、990大殺四方的時候，華為手機里也沒斷過高通的晶片。
做生意嘛，都是為了賺錢。
葦慶凡更看重的是與高通的關係，自公司成立以來，古詩詞手機一直採用高通處理器，而高通處理器的發布時間與古詩詞公司的產品發布時間並不一致，他之前還想要試著能跟高通合作，看能不能讓高通那邊配合一下，用將進酒首發高端處理器。
這次事情之後，估計希望就不大了。
此外，他必須從長遠考慮以後可能面臨的制裁，不能夠跟高通惡化關係，否則以後還要想辦法修復。
但不管咋說，不自研是不可能的，否則高通要是一直都能做出來驍龍835這種神U也就罷了，能保持住855、865的水平也行啊，動不動就來個810，甚至還有888、8G1連續兩代翻車的……
小米就是個最好的例子，小米note、小米11、小米12連續三次沖高都遇見高通翻車。
誰特麼受得了啊！
除此之外，產品發布節奏，以及生態產品，這些都讓葦慶凡堅定不移的想要自研處理器，否則按照原本歷時進度，蘋果AirPods都特麼發布五六年了，安卓陣營還拿不出來一款可以做到同樣體驗的無線耳機。
耳機廠商的能力是一方面，高通做不出能夠抗衡蘋果AirPods上那顆H1的低功率處理器，同樣是一個重要緣故。
華為的手錶、耳機可以找到不同的賣點和塞道，自研A1處理器同樣是一個重要因素，等A1沒了，新款手錶、耳機反而在不少方面的體驗都有退步，自研處理器的重要性可見一斑。
資料內容太多，我寫起來也費勁，但不寫總覺得差點什麼，劇情太少，因此發免費章節，見諒。