做芯片很難，做核心芯片更難，做需要生態(tài)系統(tǒng)的CPU芯片，比大家想象得都要難！沒(méi)有建設(shè)成一個(gè)好的生態(tài)，再好的CPU也要失敗！

　　接下來(lái)我們回顧一下X86、Arm生態(tài)系統(tǒng)是如何建成，進(jìn)而統(tǒng)治了世界的。同時(shí)我們也會(huì)對(duì)我國(guó)CPU生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀做一個(gè)分析。

　　x86生態(tài)系統(tǒng)

　　如今Intel在服務(wù)器市場(chǎng)占有率近乎100％，在桌面市場(chǎng)也大于80％，再加上Intel一貫重視宣傳，在普通大眾的心目中，Intel就是芯片的代稱(chēng)，甚至是高科技的代稱(chēng)。但I(xiàn)ntel并非生而如此，它的牛X千真萬(wàn)確是熬出來(lái)的，是在列強(qiáng)環(huán)伺的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中殺出來(lái)的。

　　七十年代，在搭上IBM PC這趟快車(chē)之前，Intel的8位處理器已經(jīng)很成功，但也有很多競(jìng)爭(zhēng)者，Zilog是其中翹楚，它研發(fā)的Z80系列產(chǎn)品和Intel的8080兼容，性?xún)r(jià)比高。一直到90年代，中國(guó)很多大學(xué)的微機(jī)實(shí)驗(yàn)課，還在用Zilog的板子。當(dāng)時(shí)還有一款處理器風(fēng)頭不遜于8080系列，即MOS公司的6502。后來(lái)MOS把6502的ISA（指令集架構(gòu)）授權(quán)給了眾多廠(chǎng)商，流傳甚廣。70年代蘋(píng)果創(chuàng)立之初的Apple－I和Apple－II，80年代任天堂的紅白機(jī)，90年代初的小霸王學(xué)習(xí)機(jī)，90年代末的文曲星，都使用了6502系列的CPU。

　　IBM PC給了Intel和微軟大發(fā)展的機(jī)會(huì)。但它倆必須面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)。IBM PC是IBM主導(dǎo)下的一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)零部件都是可以替換的。所以才有了“兼容機(jī)”的概念，和延續(xù)至今的裝機(jī)市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)IBM要求Intel必須把x86指令集授權(quán)給其它廠(chǎng)商，避免CPU供應(yīng)商一家獨(dú)大。（詳細(xì)的x86兼容處理器生產(chǎn)廠(chǎng)家列表見(jiàn)https：／／en．wikipedia．org／wiki／List＿of＿x86＿manufacturers）IBM自己也有生成x86兼容CPU的權(quán)力。同時(shí)，為了限制微軟的MS－DOS，IBM自己也做DOS操作系統(tǒng)，名為PC－DOS。

　　在IBM PC陣營(yíng)內(nèi)部，Intel面對(duì)其它CPU供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)，在陣營(yíng)外部，還要和蘋(píng)果的Macintosh電腦競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)時(shí)蘋(píng)果已經(jīng)換用Motorola 68000系列CPU，性能強(qiáng)勁，圖形界面誘人。當(dāng)時(shí)用Mac的人，逼格要高于用IBM PC的人。

　　Intel頂著陣營(yíng)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)壓力，苦心孤詣地發(fā)展壯大。這時(shí)候潛在的威脅在慢慢醞釀。從1981年的RISC－I開(kāi)始，精簡(jiǎn)指令集（RISC）逐步流行起來(lái)，誕生了一系列RISC風(fēng)格的CPU：1985年MIPS公司推出第一款商用的RISC芯片，HP公司在1986年推出PA－RISC，SUN公司在1987年推出SPARC，Motorola在1988年推出MC88000。當(dāng)時(shí)大家普遍認(rèn)為RISC優(yōu)于以x86為代表的CISC風(fēng)格CPU，就連Intel和AMD也害怕在RISC潮流中落伍，AMD在1987年推出了AM29000，Intel在1988年推出了i860／i960。

　　開(kāi)始時(shí)RISC似乎并沒(méi)有威脅到桌面市場(chǎng)，MIPS、PA－RISC、SPARC全是用來(lái)做服務(wù)器和工作站的。被蘋(píng)果流放的喬布斯用MC88000系列CPU做NeXT桌面電腦，鎩羽而歸。1986年，英國(guó)的Acorn公司推出了一款名為ARM的RISC處理器，次年，它還配了個(gè)操作系統(tǒng)叫RISC OS，強(qiáng)攻桌面市場(chǎng)，可惜最終只在英國(guó)掀起來(lái)了一些波瀾。

　　1991年，RISC陣營(yíng)實(shí)實(shí)在在地殺入桌面市場(chǎng)。這一年，IBM看到在PC陣營(yíng)里，Intel和微軟這兩個(gè)小弟坐大，慢慢不受自己的控制，索性拉攏Apple和在RISC市場(chǎng)不得志的Motorola，推出了PowerPC架構(gòu)，由IBM和Motorola生產(chǎn)芯片，Apple做操作系統(tǒng)和整機(jī)，推出全新的Power Macintosh電腦。這三家組成了AIM（Apple－IBM－Motorola）聯(lián)盟，氣勢(shì)洶洶地向Wintel聯(lián)盟發(fā)起攻擊。

　　結(jié)果是Wintel贏了，個(gè)中原因眾說(shuō)紛紜。有人說(shuō)Wintel保持對(duì)已有軟件的向下兼容，而Apple頻繁更換底層的CPU，導(dǎo)致的不兼容氣走了用戶(hù)，然后由此強(qiáng)調(diào)軟件生態(tài)的重要。我則以為，歷史的發(fā)展有一定的偶然性，如果當(dāng)時(shí)Wintel不是比爾蓋茨和格魯夫在掌舵，而Apple是喬布斯在掌舵，可能結(jié)局完全不同。2005年，喬布斯掌舵下的蘋(píng)果，把Mac里面的CPU由PowerPC換成Intel的芯片，就完成得干脆利落，沒(méi)怎么受到軟件生態(tài)的牽絆。

　　總之，在80年代，大家就已經(jīng)深深懂得CPU的ISA是軟件生態(tài)系統(tǒng)的根基，不愿讓這個(gè)“生態(tài)之根”被別人控制。整機(jī)和系統(tǒng)的制造商，通過(guò)強(qiáng)制CPU廠(chǎng)商給其它廠(chǎng)商授權(quán)自己的ISA，來(lái)保證有第二家甚至更多的供應(yīng)商。如果不慎“生態(tài)之根”被別人控制了，例如IBM被Wintel篡了權(quán)，甚至不惜另起爐灶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)。

　　ARM生態(tài)系統(tǒng)

　　近幾年ARM風(fēng)光無(wú)限，搶新聞?lì)^條的能力不遜于Intel。

　　在很多圈外人看來(lái)，這家高科技公司好像是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代新冒出來(lái)的，但其實(shí)它的歷史和幾乎和80286一樣古老。而且它自誕生以來(lái)，就以移動(dòng)（portable）設(shè)備為自己首要的目標(biāo)市場(chǎng)。它等待一飛沖天的風(fēng)口，等待了二十年。

　　發(fā)端

　　前文提到，ARM是Acorn電腦公司創(chuàng)造的。

　　Acorn電腦公司創(chuàng)立于1978年，在80年代初，它用6502系列CPU制造的BBC Micro電腦在英國(guó)大獲成功。6502的性能慢慢跟不上時(shí)代了，Acorn想基于80286開(kāi)發(fā)新的電腦，但是Intel連樣片都不給——要是Intel大方些，ARM或許根本就不會(huì)誕生。

　　Acorn一氣之下開(kāi)發(fā)了ARM（Acorn RISC Machine），這是世界上第一款定位中低端（而非服務(wù)器）RISC處理器。1985年，ARM1誕生（但從未被商用），后來(lái)Acorn在1986年和1990年分別推出了ARM2和ARM3，1987年推出了RISC OS和桌面電腦Archimedes。它在英國(guó)的教育市場(chǎng)獲得了一定的成功，但1990年之后，很快被Wintel的生態(tài)擊敗了。

　　1990年前后，研發(fā)掌上電腦成為一股風(fēng)潮。當(dāng)時(shí)有家叫做Active Book的公司，拿ARM2處理器開(kāi)發(fā)一個(gè)叫做Personal Communicator的產(chǎn)品?？上Мa(chǎn)品上市前，Active Book被AT＆T收購(gòu)了，AT＆T把ARM2換成了自家的Hobbit處理器。

　　幸好東方不亮西方亮，當(dāng)時(shí)的蘋(píng)果公司看好ARM，把自己研發(fā)的Newton平臺(tái)中的處理器，由AT＆T的Hobbit，換成了ARM。這個(gè)“彼此互換”的故事聽(tīng)起來(lái)讓人頭大，大家只需要記住，ARM的第一顆商用處理器ARM2，就曾被嘗試拿來(lái)做手持的電腦。

　　ARM的東家是Acorn，和蘋(píng)果在電腦市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)。蘋(píng)果公司花了6周時(shí)間說(shuō)服Acorn把ARM獨(dú)立出來(lái)運(yùn)營(yíng)。1990年11月27日，合資公司ARM正式成立，蘋(píng)果、Acorn和VLSI分別出資150萬(wàn)、150萬(wàn)、25萬(wàn)英鎊，Acorn把ARM處理器相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和12名員工放在了新成立的公司里。此后，ARM的縮寫(xiě)被轉(zhuǎn)而解釋為Advanced RISC Machine。

　　為了節(jié)省成本，新公司在劍橋附近租了一間谷倉(cāng)作為辦公室，全力為蘋(píng)果的Newton研發(fā)ARM6處理器（4和5這兩個(gè)編號(hào)被跳過(guò)去了）。

　　Newton（牛頓）是蘋(píng)果花大力氣研發(fā)的觸屏移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)，Newton OS是不同于Mac OS的操作系統(tǒng)（如同后來(lái)的iOS）。如果你聽(tīng)過(guò)蘋(píng)果、牛頓和萬(wàn)有引力的故事，應(yīng)該能體會(huì)蘋(píng)果公司對(duì)Newton平臺(tái)有多么高的期望。

　　Newton平臺(tái)的第一款產(chǎn)品MessagePad于1993年8月上市了，采用32位ARM610處理器，頻率為20MHz，屏幕大小為336×240，重量410克，采用4節(jié)7號(hào)電池供電，售價(jià)699美元（相當(dāng)于今天的1129美元）?？上У氖?，它銷(xiāo)量很差，上市頭四個(gè)月的銷(xiāo)量不過(guò)5萬(wàn)臺(tái)。

　　深耕

　　1990年ARM創(chuàng)立之初，給自己定下的使命是“設(shè)計(jì)有競(jìng)爭(zhēng)力的、低功耗、高性能、低成本的處理器，并且使它們成為目標(biāo)市場(chǎng)中廣為接受的標(biāo)準(zhǔn)”，目標(biāo)市場(chǎng)包括：手持設(shè)備（Portable），嵌入式（Embedded Control）和汽車(chē)電子（Automotive）?？缭浇?，這個(gè)使命和市場(chǎng)定位始終未變，直到今天。

　　而且，根據(jù)我了解到的知識(shí)，ARM是處理器的源代碼授權(quán)這一商業(yè)模式的開(kāi)創(chuàng)者。如今，芯片設(shè)計(jì)從Verilog等源代碼出發(fā)，經(jīng)過(guò)一系列自動(dòng)化或半自動(dòng)化的優(yōu)化步驟，最終形成工廠(chǎng)制造芯片所需要的版圖文件；整個(gè)過(guò)程類(lèi)似軟件從源代碼被編譯為CPU的機(jī)器碼。但在80年代，芯片的設(shè)計(jì)自動(dòng)化非常原始。七八十年代的處理器授權(quán)，都是指令集的授權(quán)。Synopsys公司于1986年成立，1987年推出把Verilog編譯為門(mén)級(jí)網(wǎng)表的DesignCompiler，之后基于源代碼的芯片自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程才慢慢地被建立起來(lái)。于是源代碼授權(quán)才成為技術(shù)上可行的模式。

　　ARM從未自己生產(chǎn)過(guò)商用的芯片。它只是將自己研發(fā)的處理器的源代碼的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）授權(quán)給芯片廠(chǎng)商，由它們推出最終芯片。受益于這一商業(yè)模式，盡管在1993年，Apple的Newton失敗了，但ARM并未因?yàn)樵O(shè)備賣(mài)不出去而虧錢(qián)，還幸運(yùn)地拿到了TI的訂單，于是成功盈利了。員工數(shù)量也由12人增長(zhǎng)到了42人。次年ARM又拿到了三星的訂單，員工增長(zhǎng)到70多人，搬出了谷倉(cāng)。

　　除了源代碼授權(quán)的模式之外，ARM也做指令集授權(quán)，1995年，ARM把指令集授權(quán)給DEC，DEC很快設(shè)計(jì)出了性能更好的StrongARM處理器。1997年，StrongARM產(chǎn)品線(xiàn)被賣(mài)給Intel，更名為XScale。

　　1995年，Motorola在香港的研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于MC68000指令集開(kāi)發(fā)出了針對(duì)手持設(shè)備的DragonBall處理器，在這之后的十年，DragonBall處理器一直都是ARM強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。不但Moto自己的手機(jī)用它，Palm、三星、Sony的手機(jī)也用它。當(dāng)然還有前文提到的商務(wù)通。ARM相對(duì)于Dragonball處理器有什么優(yōu)勢(shì)？我認(rèn)為最大的優(yōu)勢(shì)是從客戶(hù)需求出發(fā)的、持續(xù)的創(chuàng)新；其次是ARM的開(kāi)放的商業(yè)模式。

　　RISC指令集一般都采用32位定長(zhǎng)指令，代碼密度比起x86之類(lèi)的CISC來(lái)要差一些，但手機(jī)的存儲(chǔ)空間有限，對(duì)代碼密度的要求高。1994年，ARM為此專(zhuān)門(mén)研發(fā)了16位的指令集Thumb，以及支持這一指令集的ARM7TDMI。

　　開(kāi)放授權(quán)的商業(yè)模式，使得整機(jī)廠(chǎng)在選擇芯片時(shí)，可以找到支持同一指令集的多種芯片產(chǎn)品，不容易被綁架。Nokia作為和Motolora旗鼓相當(dāng)?shù)氖謾C(jī)制造商，肯定不會(huì)選擇競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的Dragonball，而ARM的技術(shù)實(shí)力和商業(yè)模式，正好符合Nokia的需求。

　　1997年，Nokia推出了一代經(jīng)典6110，它采用TI的芯片，處理器核心是ARM7TDMI。6110是Nokia第一款帶紅外接口的手機(jī)，第一次內(nèi)置了經(jīng)典的貪吃蛇游戲，它的界面成為了之后Nokia手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。從此，Nokia和ARM成為了好基友，Nokia的Symbian操作系統(tǒng)，一直都建立在ARM架構(gòu)的基礎(chǔ)上。

　　1998年，趁著6110大紅大紫的東風(fēng)，ARM在Nasdaq上市了。同一年，SGI公司看到處理器IP授權(quán)生意有利可圖，把MIPS部門(mén)拆分出來(lái)，次年MIPS推出了它第一款可授權(quán)的處理器設(shè)計(jì)M4K。此后的十年里，MIPS一直都是ARM有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　商務(wù)通在中國(guó)流行的那幾年，國(guó)際市場(chǎng)上流行性能更高的掌上電腦和智能手機(jī)，操作系統(tǒng)包括Palm OS、微軟的WinCE、Nokia的Symbian、RIM的Blackberry OS，Motorola的Wisdom OS。在這個(gè)領(lǐng)域里，ARM陣營(yíng)中負(fù)責(zé)高性能的XScale大放異彩，暴擊Dragonball。當(dāng)Dragonball的頻率還停留在33MHz／66MHz時(shí)，Xscale已經(jīng)飆到了200～400MHz。MC68000指令集在手持設(shè)備領(lǐng)域敗走。Palm OS的1.0～4.0都是基于MC68000指令集的，5．0就換成了ARM。后來(lái)Motorola的半導(dǎo)體部門(mén)Freescale干脆推出了基于ARM核的iMX系列產(chǎn)品，替代Dragonball產(chǎn)品線(xiàn)。

　　蘋(píng)果作為掌上電腦的先行者，卻在這次浪潮里無(wú)所作為，在Wintel的擠壓下，它的桌面業(yè)務(wù)都已經(jīng)瀕臨絕境，無(wú)暇顧及其它市場(chǎng)了。1997年，不溫不火的Newton從蘋(píng)果公司獨(dú)立了出來(lái)。當(dāng)喬布斯回歸蘋(píng)果之后，又火速把Newton收編了回來(lái)，并且干凈利落地停掉了Newton產(chǎn)品線(xiàn)——喬幫主只想要Newton手里的ARM股份。1998年到2003年，蘋(píng)果通過(guò)出售ARM的股票獲利11億美元。這筆錢(qián)，是喬布斯復(fù)興戰(zhàn)略的重要燃料，可以說(shuō)是蘋(píng)果的救命錢(qián)。

　　綻放

　　經(jīng)過(guò)多年的深耕，ARM在新世紀(jì)開(kāi)始時(shí)，已經(jīng)是手機(jī)領(lǐng)域里的王者，依然在為客戶(hù)的需求做著持續(xù)的創(chuàng)新，Java加速技術(shù)就是一個(gè)典型的例子。

　　從2000年開(kāi)始，功能手機(jī)的性能提升到了足夠高的水平，人們希望在手機(jī)上玩比較復(fù)雜的游戲，而不僅僅是貪吃蛇。但是手機(jī)的處理器和操作系統(tǒng)實(shí)在是太分散了，為了方便游戲跑在不同手機(jī)上，J2ME平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。從原理上講，J2ME和Applet并無(wú)不同，都是基于JVM的。Java在并不分散的桌面領(lǐng)域沒(méi)有獲得成功，但在分散的手機(jī)領(lǐng)域獲得了成功。

　　J2ME的游戲越做越復(fù)雜，但手機(jī)的處理能力畢竟有限，桌面和服務(wù)器上的JIT編譯器在手機(jī)上跑得太吃力了。于是ARM在2001年推出了ARM926EJ－S處理器，它支持Jazelle DBX技術(shù)，可以直接解碼和執(zhí)行Java的字節(jié)碼，省掉了JIT編譯器的負(fù)擔(dān)。這一功能大受歡迎，幫助ARM9系列成為了迄今最受歡迎的ARM處理器，總共有250多個(gè)授權(quán)廠(chǎng)家，其中100多個(gè)授權(quán)的是ARM926EJ－S。

　　在MTK助推山寨功能機(jī)火遍神州的那幾年，主控芯片所使用的核全部都是ARM9。在iOS和安卓的應(yīng)用商店誕生之前，功能手機(jī)全靠J2ME開(kāi)發(fā)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種炫酷的功能。從某種意義上講，在低端市場(chǎng)上，Jazelle是助力山寨機(jī)火爆的最大幕后功臣。

　　然而高性能ARM芯片的扛把子X(jué)Scale，卻被Intel于2006年6月賣(mài)給了Marvell。這是Intel實(shí)施x86－everywhere戰(zhàn)略的一個(gè)步驟。Intel希望x86的生態(tài)也能進(jìn)入到低功耗的移動(dòng)領(lǐng)域，而不是用自己先進(jìn)的工藝制程和設(shè)計(jì)能力幫ARM建設(shè)高端應(yīng)用的生態(tài)。22個(gè)月之后，2008年4月，低功耗的Atom芯片誕生了。

　　高性能ARM芯片的扛把子換成了蘋(píng)果。2004年，在賣(mài)光ARM股票的一年之后，喬布斯決定研發(fā)iPhone。2007年1月，在Intel放棄ARM之后僅半年，iPhone誕生了。蘋(píng)果可不會(huì)采用低端市場(chǎng)上死守ARM9那種玩法，iPhone一代就采用了400MHz的ARM11；2009年的iPhone 3GS，升級(jí)為600MHz的Cortex A8；2010年的iPhone4，蘋(píng)果自研的A4芯片升級(jí)為1GHz的Cortex A8。接下來(lái)蘋(píng)果自研芯片性能一路狂飆的歷程，大家都很熟悉了。

　　從ARM6到ARM11，這些IP核都是按照兼顧移動(dòng)設(shè)備、汽車(chē)電子和嵌入式這三個(gè)市場(chǎng)的思路來(lái)設(shè)計(jì)的。從2003年起，ARM把產(chǎn)品線(xiàn)有針對(duì)性地劃分為A、R、M三個(gè)系列，分別對(duì)應(yīng)上述三個(gè)市場(chǎng)，而且IP核的名字都統(tǒng)一加上了Cortex的前綴。Cortex A8就是A系列的第一個(gè)作品。iPhone 3GS和iPhone4令Cortex A8大火，但讓ARM一飛沖天的推手，卻是iPhone的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——安卓（Android）。

　　有很多文章介紹安卓如何誕生，如何在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域干掉了除iOS之外的全部對(duì)手，毋須贅述。這里只想強(qiáng)調(diào)一個(gè)被普遍忽略的事實(shí)：安卓從誕生之初，就要求應(yīng)用程序采用Java編寫(xiě)，并且跑在Dalvik虛擬機(jī)上；但iPhone上的應(yīng)用，都是原生的ARM程序。要知道Android手機(jī)的處理器性能相對(duì)iPhone并無(wú)優(yōu)勢(shì)。

　　山寨之王MTK于2009年2月推出的首款智能手機(jī)芯片MT6516，采用406MHz的ARM9；2008年～2010年間由HTC推出的那幾款賣(mài)得很好的Android手機(jī)，也無(wú)非是ARM11和Cortex A8的核，幾百兆的頻率，這種級(jí)別的處理器跑虛擬機(jī)還是蠻吃力的。另外虛擬機(jī)占用內(nèi)存大的缺點(diǎn)，也不利于用戶(hù)體驗(yàn)和降低成本。

　　谷歌寧可冒著讓安卓出師不利的風(fēng)險(xiǎn)，也要推廣Dalvik虛擬機(jī)。這是為什么？谷歌內(nèi)部的決策過(guò)程我們無(wú)從得知。一個(gè)合理的猜測(cè)是，谷歌不愿看到手機(jī)領(lǐng)域里ARM一家獨(dú)大，它希望給MIPS、x86等其它CPU一個(gè)機(jī)會(huì)。J2ME的成功，讓谷歌看到完全建立在虛擬機(jī)上的手機(jī)應(yīng)用生態(tài)，是完全可能的。

　　Dalvik虛擬機(jī)可以跑Java，但并不采用JVM那種基于堆棧的字節(jié)碼，而是改用一種基于寄存器的方案。這么做當(dāng)然是為了規(guī)避SUN公司（后被Oracle收購(gòu)）的專(zhuān)利，同時(shí)也讓無(wú)法直接運(yùn)行JVM字節(jié)碼的MIPS、x86能夠?qū)崿F(xiàn)輕量級(jí)的JIT編譯器，無(wú)須Jazelle這樣的技術(shù)。從另外一個(gè)角度講，MIPS在電視、機(jī)頂盒、游戲機(jī)市場(chǎng)上占優(yōu)，x86在桌面市場(chǎng)近乎壟斷，支持它們，也意味著安卓有可能進(jìn)軍電視和桌面。

　　安卓對(duì)所有CPU而言，都是巨大的機(jī)會(huì)，誰(shuí)抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)，就可以一舉改變競(jìng)爭(zhēng)格局，實(shí)現(xiàn)霸業(yè)。

　　只可惜MIPS公司太不給力，一直也沒(méi)有搞定靠譜的MIPS版Android。等到2011年1月，Synopsys公司給自家的ARC處理器移植好Dalvik虛擬機(jī)和瀏覽器用的V8虛擬機(jī)、Android環(huán)境已完備的時(shí)候，MIPS都還沒(méi)動(dòng)靜。順便說(shuō)一句，Intel曾經(jīng)的南橋芯片里都有ARC處理器，它是Active Management Technology（AMT）的重要基石。

　　對(duì)于MIPS而言，還有一個(gè)壞消息是，在它們的強(qiáng)力助推下，電視盒子市場(chǎng)也成了ARM的天下。經(jīng)營(yíng)不善的MIPS于2012年賣(mài)給了Imagination，Imagination不但沒(méi)能依靠MIPS在CPU市場(chǎng)中有所作為，反而在GPU市場(chǎng)里也敗給了ARM，在2017年被迫整體賣(mài)身，MIPS業(yè)務(wù)賣(mài)回給了硅谷公司。

　　2012～2016年，Intel在安卓市場(chǎng)上挑戰(zhàn)ARM，也失敗了。于是安卓給CPU帶來(lái)的紅利，全部被ARM吃掉了。隨著手機(jī)越來(lái)越重要，ARM也越來(lái)越重要，它所推出的最新的Cortex A系列處理器，被手機(jī)芯片爭(zhēng)相采用。ARM生態(tài)也越來(lái)越強(qiáng)大，它的觸角，慢慢伸出了手機(jī)領(lǐng)域。

　　滲透

　　2011年1月，微軟在CES宣布要為ARM架構(gòu)開(kāi)發(fā)Windows 8 RT操作系統(tǒng)。在2012年年底，幾乎和Intel芯手機(jī)上市的同時(shí)，包括微軟自家的Surface RT在內(nèi)的一大批二合一平板設(shè)備上市了。Windows 8 RT不支持所有之前為x86平臺(tái)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，這成為它最大的軟肋，相關(guān)的產(chǎn)品慢慢銷(xiāo)聲匿跡了。ARM滲透桌面市場(chǎng)的第一次嘗試失敗了。

　　最近微軟和高通所推出的ARM芯的Windows 10，吸取了教訓(xùn)，用Eumlation的機(jī)制來(lái)支持舊有的x86桌面程序。這次嘗試能否成功，我們拭目以待。

　　2009年，ARM推出了Cortex A9處理器，并且用40nm的工藝制造了雙核的樣片，跑到了2GHz。這是ARM第一次推出亂序超標(biāo)量的處理器核，而亂序超標(biāo)量是Intel實(shí)現(xiàn)高性能的關(guān)鍵技術(shù)，這是非常振奮人心的消息。2010年，Marvell推出了1．6GHz的4核A9的服務(wù)器芯片Armada XP。2013年，這款芯片被部署在百度的存儲(chǔ)服務(wù)器上，這是ARM服務(wù)器第一次大規(guī)模商用。但Marvell并未繼續(xù)推出新的服務(wù)器芯片。2011年，一家創(chuàng)業(yè)公司Calxeda采用Cortex A9，推出了共有480個(gè)CPU核的ARM服務(wù)器。但它的成就還不如Armada XP，2013年公司就倒閉了。

　　2012年，AMD收購(gòu)了一家做高密度服務(wù)器的廠(chǎng)商SeaMicro，準(zhǔn)備把它所采用的CPU核由Intel的Atom換成ARM架構(gòu)的CPU。但直到2014年AMD才推出8核Cortex A57的服務(wù)器芯片Opteron A1100，之后從來(lái)也沒(méi)有認(rèn)真賣(mài)過(guò)它。2015年AMD就放棄了SeaMicro這個(gè)子品牌，不再做高密度服務(wù)器了。

　　ARM進(jìn)攻服務(wù)器市場(chǎng)的第一次嘗試失敗了。Marvell和Calxeda都采用的是32位的ARM核，先天不足；AMD則三心二意，畢竟自己還有x86 Server的生意。另外服務(wù)器市場(chǎng)對(duì)于單核單線(xiàn)程的運(yùn)算能力也有很高的要求，僅僅有低功耗和高通量（high throughput）是不夠的。

　　在ARMv8這一64位指令集發(fā)布之后，Cavium和AppliedMicro這兩家老牌網(wǎng)絡(luò)芯片廠(chǎng)商不約而同地將自己原先芯片中的架構(gòu)換成了ARMv8。因?yàn)楫a(chǎn)品的需要，Cavium和AppliedMicro都有自行設(shè)計(jì)處理器微架構(gòu)的能力，前者做MIPS處理器，后者做PowerPC處理器。它們兩家做ARMv8處理器時(shí)，也都采用了只授權(quán)指令集，微架構(gòu)自研的模式。Cavium共推出過(guò)兩代基于ARM的產(chǎn)品（2014、2016年），AppliedMicro推出過(guò)三代（2013、2015、2017年）。隨著產(chǎn)品性能逐漸接近Intel的Xeon E5，它們漸漸不再滿(mǎn)足于原先的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，開(kāi)始覬覦服務(wù)器市場(chǎng)。（x86生態(tài)系統(tǒng)、arm生態(tài)系統(tǒng)這兩部分內(nèi)容節(jié)選自 作者：torvaldsing 的相關(guān)文章。）

　　國(guó)內(nèi)CPU生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

　　在2019年收官之際，飛騰、龍芯兩大***巨頭相繼組織規(guī)模宏大的年會(huì)。

　　在龍芯以“新時(shí)代、芯生態(tài)”為主題的年會(huì)和飛騰以“同心筑生態(tài)、前路共飛騰”為主題的這兩場(chǎng)千人大會(huì)上，與會(huì)嘉賓一致認(rèn)為，CPU是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的根本，必須解決芯片等核心技術(shù)受制于人的問(wèn)題。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建創(chuàng)新和合作伙伴的新品亮相，一并成為兩大會(huì)議的亮點(diǎn)和主題詞。

　　龍芯：堅(jiān)持“建立自主IT產(chǎn)業(yè)生態(tài)”目標(biāo)

　　2019年12月24日，龍芯中科技術(shù)有限公司重磅發(fā)布龍芯新一代通用CPU產(chǎn)品3A4000/3B4000。當(dāng)天，在以“新時(shí)代、芯生態(tài)”為主題的2019龍芯新產(chǎn)品發(fā)布暨用戶(hù)大會(huì)上，包括龍芯合作伙伴、專(zhuān)家學(xué)者和主管部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)等在內(nèi)的4000余人見(jiàn)證了龍芯新產(chǎn)品發(fā)布。

　　龍芯中科技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)胡偉武表示，通過(guò)在市場(chǎng)中“試錯(cuò)”，龍芯團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到，我國(guó)CPU與國(guó)外CPU的主要差距，在于通用處理性能，而不是專(zhuān)用處理性能；在于單核性能不足，而不是核數(shù)不夠多；在于設(shè)計(jì)能力不足，而不是工藝不夠先進(jìn)。因此，龍芯中科公司一直致力于通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高單核通用處理性能，直到3A4000完成設(shè)計(jì)能力“補(bǔ)課”。在此基礎(chǔ)上，龍芯公司將在兩年左右推出使用12nm工藝的四核3A5000和16核3C5000，其主頻將提高到2.5GHz以上，通用處理性能將達(dá)到當(dāng)時(shí)AMD的水平，這標(biāo)志著龍芯經(jīng)過(guò)20年的努力，通用處理性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　龍芯中科內(nèi)部報(bào)告稱(chēng)，公司設(shè)立“建立自主IT產(chǎn)業(yè)生態(tài)”的目標(biāo)，并為之奮斗。IT產(chǎn)業(yè)是“解決方案為王”的產(chǎn)業(yè)，CPU的價(jià)值在于其承載生態(tài)，以CPU為基礎(chǔ)建立自主生態(tài)，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，也為龍芯開(kāi)創(chuàng)了廣闊的發(fā)展空間。

　　胡偉武指出，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的根本出路，在于建立獨(dú)立于Wintel和ARM+Android體系外的第三套生態(tài)體系。為此，龍芯提供開(kāi)源的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)，支持下游的操作系統(tǒng)企業(yè)、整機(jī)設(shè)備企業(yè)、解決方案企業(yè)推出產(chǎn)品版操作系統(tǒng)。龍芯通過(guò)基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)跨主板兼容和CPU代際兼容，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在不同整機(jī)平臺(tái)的兼容。

　　據(jù)龍芯中科副總裁張戈透露，龍芯的合作伙伴已經(jīng)增至近千家，下游基于龍芯的開(kāi)發(fā)人員達(dá)到數(shù)萬(wàn)人，在政企、安全、金融、能源、交通、教育等各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中都有了應(yīng)用。2019年龍芯芯片出貨量已經(jīng)達(dá)到50萬(wàn)顆以上。

　　飛騰：走“產(chǎn)業(yè)生態(tài)開(kāi)放聯(lián)合”發(fā)展道路

　　在此前的2019年12月19日，首屆飛騰生態(tài)伙伴大會(huì)召開(kāi)。大會(huì)吸引了500余家飛騰合作伙伴單位，包括兩院院士、業(yè)內(nèi)專(zhuān)家、政府主管部門(mén)、行業(yè)協(xié)會(huì)、用戶(hù)單位、軟硬件廠(chǎng)商、系統(tǒng)集成商和金融機(jī)構(gòu)等來(lái)自全國(guó)各地的代表共計(jì)2000余人參加。飛騰于大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)重磅發(fā)布飛騰安全平臺(tái)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)PSPA，以及多款基于飛騰CPU的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。

　　天津飛騰信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理竇強(qiáng)表示，飛騰的芯片產(chǎn)品譜系很全，包括高性能服務(wù)器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU三大系列，分別面向高性能計(jì)算、高性能服務(wù)器、高效能服務(wù)器、桌面、嵌入式應(yīng)用五大領(lǐng)域，為從端到云的各型設(shè)備提供核心算力支撐。

　　2019年是飛騰首款產(chǎn)品誕生20周年，也是公司成立5周年，這一年飛騰的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)政務(wù)辦公、金融、電力、軌交等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用的新突破。飛騰本著“核心技術(shù)自主創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)生態(tài)開(kāi)放聯(lián)合”的發(fā)展道路，以“聚焦信息系統(tǒng)核心芯片，支撐國(guó)家信息安全和產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為使命，將聯(lián)合合作伙伴，繼續(xù)推進(jìn)飛騰CPU的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　竇強(qiáng)稱(chēng)，未來(lái)五年將持續(xù)投入150億元以上，用于新品的研發(fā)、生態(tài)建設(shè)和區(qū)域客戶(hù)保障。未來(lái)是萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，飛騰CPU在滿(mǎn)足桌面、服務(wù)器和嵌入式等通用算力的基礎(chǔ)上，還將繼續(xù)加大投入，滿(mǎn)足未來(lái)IoT、邊緣計(jì)算和人工智能等專(zhuān)用算力的需求，以“成為世界一流芯片企業(yè)，用中國(guó)芯服務(wù)社會(huì)”為愿景，做新時(shí)代的“攀登者”，實(shí)現(xiàn)國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)的新騰飛。

　　專(zhuān)家：CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等需密切合作

　　據(jù)龍芯內(nèi)部人士稱(chēng)，通過(guò)生態(tài)建設(shè)，龍芯的基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)不斷完善，下游客戶(hù)中基于龍芯CPU的軟件研發(fā)人員達(dá)到幾萬(wàn)人，龍芯從產(chǎn)業(yè)鏈最末端的“乙方”已發(fā)展到開(kāi)始主動(dòng)組織產(chǎn)業(yè)鏈。

　　在龍芯當(dāng)天的大會(huì)上，包括聯(lián)想、中科曙光、浪潮、同方、超越數(shù)控等在內(nèi)的多家產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)，發(fā)布了基于龍芯芯片的桌面計(jì)算機(jī)、筆記本、一體機(jī)、服務(wù)器、云終端、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品。

　　而在首屆飛騰生態(tài)伙伴大會(huì)上，多家企業(yè)發(fā)布了基于飛騰CPU的全新產(chǎn)品和系統(tǒng)。比如，長(zhǎng)城、聯(lián)想、浪潮、同方、曙光、紫光恒越等10家國(guó)內(nèi)整機(jī)企業(yè)發(fā)布了基于FT-2000/4的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品；長(zhǎng)城、浪潮、中電金融發(fā)布了基于FT-2000/4的金融設(shè)備；紫光恒越、邁普、奇安信、網(wǎng)御星云、綠盟科技等9家企業(yè)發(fā)布了基于飛騰芯片的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。這些產(chǎn)品，將用于國(guó)內(nèi)政務(wù)和企業(yè)辦公、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、金融等多個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)品性能、能耗以及自主程度在同類(lèi)型產(chǎn)品中具備明顯優(yōu)勢(shì)。

　　中國(guó)工程院院士沈昌祥表示，守護(hù)好網(wǎng)絡(luò)空間基礎(chǔ)設(shè)施的安全，是事關(guān)社會(huì)安寧、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家主權(quán)的大事。面臨日益嚴(yán)峻的國(guó)際網(wǎng)絡(luò)空間形勢(shì)，要立足國(guó)情、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，解決芯片等核心技術(shù)受制于人的問(wèn)題。

　　中國(guó)信息通信研究院信息管理中心副主任苗占祿認(rèn)為，CPU是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的根本，如果將其比作一棵樹(shù)，那么CPU是樹(shù)根，操作系統(tǒng)是樹(shù)干，云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、中間件等是樹(shù)枝，各類(lèi)應(yīng)用軟件是樹(shù)葉和果實(shí)。未來(lái)，復(fù)雜的業(yè)務(wù)、規(guī)模友好的用戶(hù)體驗(yàn)、穩(wěn)定可靠的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)提出更高的要求，CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等需要密切合作，共同創(chuàng)造美好的未來(lái)。

　　編輯：黃飛