ARM引起的行业大裂变(二)

2013-12-05 08:43:24来源: 互联网

下篇:迎接产业变革

  x86服务器芯片市场正处在暴风雨来临之前的平静,伴随着ARM凭借低功耗从低端潜入、IBM借助OpenPOWER联盟从高端打压,x86服务器芯片市场必将风浪四起。或许,作为x86芯片市场“带头大哥”的英特尔,是时候出来应战了。

  就IT产业而论,PC之所以颠覆了小型机,是因为PC能够将计算技术扩散或者说普及得更远。而新一代主导技术“移动互联网+云计算”则将云计算强大的计算能力通过智能终端扩散到无线网络所能覆盖到的区域,因而具有PC难以比拟的扩散能力。平板电脑和智能手机取代PC,主导个人计算市场也就不足为奇了。

  ARM开放内核的商业模式正好顺应了“移动互联网+云计算”这一产业发展趋势,因而促成了智能手机和平板电脑的爆炸式增长。很大程度上说,处理器内核开放只是扮演着产业变革助推器的作用。

  因此,在探讨处理器内核开放对企业级市场影响之前,应该着重讨论云计算带来的影响。在Gartner发布了2011年第二季度服务器收入增长19.5%的大好形势下,笔者写了千字评论《品牌服务器市场危机暗伏》。它主要分析的是集群架构作为云计算的主流硬件架构,将计算系统的可用性提升到与品牌服务器相提并论的地步,从而使得服务器的品牌在云计算中心变得可有可无。而虚拟化对服务器利用率的数倍提升,意味着服务器市场需求的显著减少。因此,当云计算普及之日,便是品牌服务器危机来临之时。

  某种意义上说,谷歌的成功建立在谷歌基于x86芯片自行设计的服务器和存储所提过的经济性上。而OpenPOWER联盟的成立,使得谷歌有机会在提升性能的同时降低成本。可以说,处理器内核开放将显著降低云计算中心的运营成本,进而有效降低当今最为重要的创新平台——云计算平台的应用门槛。

  而服务器芯片市场将会格外精彩。先是ARM在“叫嚷”进入服务器市场数年后,其64位架构的Cotex-A57终于要在明年问世;AMD则在2012年通过收购微服务器厂商SeaMicro,完成了向服务器整机市场的跨界之旅;如今,IBM又借助于OpenPOWER向英特尔发起挑战。

  服务器芯片市场注定难以平静,唯有甲骨文超脱其外,静观其变。

  

  

  

  

  

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  SoC渐成气候

  苹果iPhone成功的硬件基石是ARM,ARM的成功源于引领了SoC(片上系统)这一半导体产业潮流。因此,SoC便成为探讨IBM倡导的OpenPOWER联盟如何影响产业必备的背景知识。

  SoC风行

  集成电路加工工艺的不断提高带来两个好处:一是提升了晶体管工作频率,从而提高芯片的性能;而越来越多的功能集成到芯片中,丰富了芯片的功能。

  以英特尔处理器为例,386处理器需要借助387协处理器芯片才能完成浮点运算,而到了486处理器时,便将协处理器集成到芯片中;多媒体指令集则是在Pentium MMX处理器上首次集成的,之后集成进来的还有SSE指令集、北桥、虚拟化等功能。

  随着晶体管集成度的提高,越来越多的功能电路模块被集成到芯片中,渐渐地一些系统的大部分电路单元甚至整个电路都被集成到单个芯片中,于是,片上系统逐渐引领半导体产业发展潮流。

  1994年,摩托罗拉推出FlexCore解决方案,容许用户定制基于68000和POWERPC架构的处理器。这被认为是SoC芯片发展的雏形,从中可以看到SoC所具备的基本特征:第三方用户自主定制、包含嵌入式处理器及系统电路、IP复用等。

  如同软件编程将一些常用的功能封装成函数,用户可以通过简单的函数调用来有效地降低程序的复杂性一样,面对日益复杂的芯片设计,半导体厂商会将芯片上常用的功能电路封装起来,以便于今后重复使用时或授权第三方使用时,能够有效降低设计复杂性。这种封装起来的功能模块被称作为IP(知识产权)核。

  IP核通常分为三类:第一类是软核,它用硬件描述语言HDL对功能电路进行描述,与制造工艺无关;第二类是硬核,它封装有完整的生产工艺,可以直接用于生产;第三类是固核,它介乎于软核和硬核之间,虽然与工艺相关,但却不能直接用于生产。

  因为有了IP核,高通、联发科等智能手机芯片厂商或者苹果等智能手机厂商就像吃自助餐一样,从ARM公司以及第三方芯片设计公司那里购买处理器、GPU以及GPS、内存、蓝牙等各种IP核的授权,并与自己的IP核一道做到一个芯片中。

  伴随着晶体管集成度的提高,SoC所能整合的系统也日益复杂。如今,进入SoC市场的门槛也不断提高,如果芯片上不包含嵌入式处理器在内的系统电路,或者不复用IP,或者不采用深亚微米制程,你都不好意思说是SoC。

  并非都是机遇

  SoC的技术优势是明显的。多个芯片整合到一个芯片中,首先是系统体积的缩小;而各个功能电路模块的互联从芯片之间变为芯片内部,大大缩短了引线长度,从而有效地提升了工作频率,同时,芯片之间引线的消除,也有利于显著提高系统的可靠性;此外,单一芯片替代多个芯片还将有助于降低制造成本和系统功耗

  体积小、功能全、功耗低、成本低、可靠性高、速度快,这些原本都是消费电子厂商刻意追求却可遇不可求的性能,忽然一夜间让SoC一下子端到消费电子厂商面前。联发科的崛起就在于采用SoC的方式生产手机套片,从而为国内南方大量不知名的功能手机制造商扫清了手机电路复杂性的障碍,使他们生产的功能手机在可靠性上并不输给大品牌厂商,而在价格和满足诸如4个喇叭等本地市场需求上比国际厂商更胜一筹。

  尽管SoC把整机电路的复杂性屏蔽在单个芯片中,从而为系统用户快速构建产品并推向市场提供了便捷之路。但在SoC芯片设计过程中已经存在着来自技术和商业方面的挑战。

  从通用芯片到SoC芯片,从市场上看,就是从市场全面覆盖到针对特定市场段进行优化,无疑,市场细分颗粒度越小,优化的性能和功能越好,但市场需求量会随细分而递减,因此需要在细分颗粒度与满足量产摊薄之间至少取得平衡,才不至于亏本。

  此外,芯片厂商从以往通过系统厂商间接接触市场变为直面市场,由于SoC设计周期的存在,SoC厂商不仅要把握当前市场的需求,更重要的是预测未来市场的需求,而产品生命周期较短的消费电子市场强化了这一风险。整机厂商在SoC设计时,会由于对SoC相关的设计、制造和验证不熟悉而延宕设计周期,从而在市场上遇到同样的风险。

  技术上的挑战则分布在SoC的设计、制造、测试和封装等各个环节。此外,SoC的复杂性导致EDA(电子设计自动化)开发工具、流片、测试设备等投入的成本较高,从而挡住了一些小的或者新兴的芯片设计公司进入。

关键字:ARM  行业大裂变

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1205/article_21593.html
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