自研 ARM 芯片，亲手拆掉 Wintel 联盟，微软这次是认真的吗？

互联网科技巨头们自研芯片是近几年出现的一股潮流，现在已蔚然成风了。



要知道，芯片行业是一个门槛高、投入大，相对来说利润并不高的产业，挣到的可谓都是辛苦钱。但这“辛苦钱”也不是谁想挣就能挣到的，只有掌握领先技术或形成细分市场垄断的巨头才能拿走绝大多数行业利润，也才能投入到更先进工艺的研发当中。



现有的芯片产业格局里，x86架构芯片由英特尔主导，掌控90%的服务器和大部分PC市场，而AMD正成为新挑战者；ARM架构占据了移动芯片市场，由于ARM的开放策略，高通、苹果、三星、华为海思等成品处理器厂商成为这一架构的主要受益者，台积电、三星两大厂商则掌控了先进芯片工艺演进的节奏；而像GPU则是英伟达一家独大、内存芯片由三星、SK海力士、美光等把控，模拟芯片是由TI、ADI等少数几家垄断。



芯片产业向少数巨头聚集的趋势正在加强。但是随着云计算中心和人工智能计算的增长，云服务厂商、互联网巨头以及智能硬件厂商都有了自研芯片的动力，从而可以让自家产品发挥出最佳性能优势，同时又能不过度依赖这些芯片巨头。



苹果靠着A系列芯片在iPhone、iPad的成功，无疑成为这一自研趋势的典范，而今年苹果为Mac电脑推出M1芯片的耀眼表现，更是把沉闷的x86芯片主导的PC市场敲开一道裂隙，无异于对英特尔的一场暴击，更是让躺赢在x86时代的微软感受到阵阵寒意。





据媒体报道，微软正在为自家的Azure云计算服务器以及未来的Surface设备设计基于ARM的处理器芯片。这意味着，微软已经要亲自拆除那个曾经牢不可破的“Wintel联盟”，尝试甩开英特尔这沉重的身躯，去追求那个更轻盈、更具未来感的ARM新宠。



其实，微软早已向ARM暗送秋波，只不过推出的ARM产品或以失败告终，或始终不愠不火。那么这一次，微软自研ARM芯片要解决什么问题，成功机会有多大？相信这才是大家比较关心的问题。



不舍旧爱，微软就这样错失移动时代的门票



众所周知，在PC互联网时代，英特尔不断推出更强性能的CPU芯片，而微软则不断升级Windows系统来消化英特尔提升的算力，两大巨头通过“Wintel联盟”建立起牢不可破的革命友谊，也奠定了两大巨头在PC时代的龙头地位。



而在2010年前后，随着移动互联网兴起，智能手机和平板电脑成为新一代的硬件终端，以ARM架构为主导的RISC指令集芯片和以iOS和Android为主导的操作系统占据移动终端的主流市场。然而由于各种历史原因，英特尔早年间放弃了对ARM架构的投入，也自然没有在移动芯片领域拿到半张船票。此时的微软为了让Windows系统在移动端复制PC端的成功，早已动了活泛的心思，开始尝试拥抱ARM。



为应对iPad等平板电脑这一全新品类的崛起，微软在2012年推出了自己的第一款平板电脑Surface RT，采用了基于ARM芯片架构的的Windows RT操作系统。





这一系统采用了专为移动触摸屏体验设计的交互界面，内置了微软针对触摸屏优化的Office套装。因为是专为ARM架构定制，导致Windows RT不兼容x86架构的软件。而Windows Store上少的可怜的应用程序和用户不太习惯的触摸式PC界面，让Surface RT成为名噪一时的鸡肋产品，最终以销量惨淡、用户稀少而告终。



但更根本的原因，就在于微软有着过于厚重的Wintel时代的宝贵历史遗产，使其更乐意在熟悉的赛道加强投入。而Windows RT几乎是一次失败之后就浅尝辄止，不再继续投入，更没有把基于ARM的软件应用生态做好。我们看到在2015年初，Win10的预览大会上，微软就没有提到将Windows RT升级到win10的丁点消息了。



此后一段时间，微软无奈表示，未来以Surface品牌推出的手机和平板电脑都只采用Intel处理器。但其实微软并不甘心，在2016年底宣布开始和高通合作，计划采用支持Win10的高通ARM架构处理器。





一年后，微软推出了基于骁龙835的windows笔记本电脑，虽然续航比英特尔处理器的PC多50%，但作为试水产品的二合一本，实际体验并不好。此后，微软还基于高通的骁龙850和高度定制化SQ1推出了多款Surface产品，虽然在性能和续航上都得到了大幅提升，但是昂贵的价格仍然使其成为时髦但小众的存在。



这样的成绩自然不能让微软满意，一边是PC存量市场的快速下滑，一边是苹果iMac的攻城略地，使得微软必须要再进一步，也要用ARM芯片打通PC和移动端的坚壁高墙。



双面出击，微软决心拆掉“Wintel联盟”



从这次媒体传出的消息，微软首先要自研的是服务器芯片。要知道，曾经一度微软被当作PC领域的“诺基亚”来看待，似乎像比尔盖茨说的“微软离倒闭只有18个月”一样，被资本市场嫌弃，然而新任CEO纳德拉的上台，全力投入云计算，才让微软重获新生。目前，微软的Azure在云服务市场的占比仅次于亚马逊AWS，位居第二。



在服务器芯片市场上，英特尔占据了90%的市场份额，用业内人士的话说，全世界的服务器都是给英特尔家打工。但正是英特尔在服务器芯片的统治级地位，使得需要建设大规模云服务器数据中心的云计算厂商都想要打破英特尔一家独大的垄断格局。



现在，几乎所有云厂商都在自研自己的ARM芯片，一方面摆脱对英特尔的依赖，一方面是为了跟自己服务器产品做适配，可以做出更多定制芯片，提高计算效率。亚马逊在一年前推出了自己的基于ARM的Gravition2处理器芯片从而，提高AWS云服务器的性能与成本优势。





（亚马逊基于ARM架构的Graviton处理器）



实际上，微软在2017年就宣布与高通、Cavium在内的多家ARM供应商合作，尝试在Windows Server上运行ARM芯片，用于微软内部的数据中心，从而优化Azure的云服务应用程序等有效工作负载。



最近几年，微软加大了对芯片工程师的引进力度，比如从英特尔、AMD、英伟达等芯片公司挖人，而高通则在2018年宣布放弃服务器芯片业务，大量人才流失，其中一些则被微软截流。目前，微软正在为数据中心中开发部署ARM的64位服务器，这可能将是公司在2017年宣布的ARM计划的延续。而现在，微软更进一步，加入了ARM架构服务器芯片的研发行列，无疑是对英特尔垄断服务器芯片市场的一记重拳出击。



而在PC端产品上，去年微软就已经宣布其新的Surface Laptop 3和Surface Pro X设备不会配备英特尔处理器，而是同AMD和高通紧密合作，为其Surface系列生产定制处理器，使得Surface内置芯片更加多样化，而不是只依赖于英特尔。





而微软在Surface X系列上使用的基于高通骁龙8cx高度定制的SQ1、SQ2处理器芯片，则已经能够兼顾高性能和低功耗的平衡。但是再能打的芯片也终究是别人家的，而如今苹果用自研的M1处理器替换了合作了十五年的英特尔的x86处理器，而苹果的成功无疑成为将微软自研芯片推向台前的最大刺激因素。



从服务器端和PC端，微软正在亲手拆掉苦心经营的“Wintel联盟”，摆脱对英特尔的依赖。



自研ARM芯片，微软要做好的准备



现在，随着移动互联网、IoT、AI等领域产生越来越大量的数据，云计算正在变得越来越重要。对于这些拥有巨型数据中心的云厂商而言，对这些庞大数据的计算和处理以及所产生的巨大功耗，亟需新的解决方案，而ARM架构芯片在节能方面的优势就体现出来。



微软同样需要ARM服务器芯片提供的解决方案，为未来提供基于ARM服务器的云服务打下基础。根据业内人士介绍，微软团队在ARM服务器上对Azure的内部应用程序，如搜索和索引、存储、数据库、大数据和机器学习工作负载的处理都非常有效。





如果微软真能推出自己的自研芯片，接下来微软将可能像AWS对Gravitron的安排一样，为自己的云客户提供定制ARM内核的云服务。



当然，以英特尔为代表的x86架构服务器以开源软件Linux为核心开发，可用行业标准件组装，生态强大，替代不易，而基于ARM架构的芯片性能不及英特尔也是不争事实，高通、AMD暂缓甚至放弃对ARM服务器芯片的研究，对于微软也是前车之鉴。



而在PC端，微软摆脱英特尔的高性能芯片也是非常困难的。要知道，在PC和移动硬件平行发展的这几年中，消费者建立起根深蒂固的购买认知：生产学习工具，如果买不起或不习惯用苹果，那就买“Wintel”组合的台式机或笔记本电脑；大型游戏主机，那必然是Wintel台式机；而如果只是音影娱乐、休闲游戏，平板电脑和手机即可。前两个场景对性能要求是第一位的，对能耗并不敏感，后一个场景对便携、续航的要求是第一位的，性能其次。



因此，消费者更容易把搭载windows操作系统的硬件产品定位为生产力工具，对于性能的要求远大于对便携性的要求。Surface产品因为损失一定性能优势而提高续航时长和轻薄性之后，难以赢得消费者买单的原因。





那么，微软想要通过自研ARM芯片，并应用到新一代的Surface电脑产品上，首先要做到的是不输于英特尔主流的酷睿处理器的性能，其次，才是在系统的续航、稳定性上表现出更加惊艳的能力。



苹果M1芯片之所以广受赞誉，就在于搭载M1的Mac笔记本，不仅做到了媲美x86处理器的性能和更长的续航，而且在软件应用兼容性上都做了充足的功课，更为关键的是在硬件价格上也做了很好的控制。



相对地，即使微软在自家产品上应用了ARM处理器芯片，但如果在性能、软件生态、价格上没有超出消费者的预期，那么很可能就会重蹈Surface RT的覆辙。



最后更为关键的一个问题是，微软这次投入自研ARM芯片的决心有多大？是一旦再次遭遇挫折就收手，重新投入Wintel联盟的怀抱，还是能越战越勇，勇敢回击苹果可能在PC市场掀起的这场ARM架构之战？



这是微软接下来要用行动回答的问题。