二十多年前，微軟的Windows作業系統和Intel的X86晶片，“雙雄合併”橫掃整片電腦市場，直到他們遇上了Apple。Apple的異軍突起，讓這個曾經牢不可破的Wintel陣營出現了裂縫，“Windows+ X86”不再是唯一的選題，你還可以選擇“macOS+ X86”。而到了2020年，M1晶片的釋出將ARM架構也拉入了這場戰局，X86迎來了新的競爭對手。

如今，在PC晶片領域，ARM能否挑戰X86？

X86 VS ARM

眾所周知，ARM和X86這兩大運算架構存在著底層上的差異，曾經的它們分別代表著行動端和PC端兩大陣營。

對於X86，大家應該毫不陌生，可以說是歷來最成功的CPU架構，包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486以86結尾系列，基於CISC架構（複雜指令集計算機，Complex Instruction Set Computer），專注於用最少的機器語言指令來完成所需的計算任務。

X86架構的強大並不在於它本身，而在於圍繞著它所建立起來的各種各樣基於X86指令架構的程式。然而，隨著電腦產業的發展，為了換取更高的效能，X86上整合的指令集數量越來越多，給硬體帶來的負荷也就越來越大，無形中增加了功耗和設計難度。

相較於X86，ARM則大幅簡化架構，僅保留所需要的指令，可以讓整個處理器更為簡化，擁有小體積、高效能的特性。

ARM架構最初由 ARM Holdings plc 設計和推出，ARM Holdings plc 則由 Acorn Computers、Apple 和 VLSI Technology 於 1990 年創立。剛開始，ARM 代表 Acorn RISC Machine，後來改為 Advanced RISC Machine。ARM Ltd 開發 ARM 架構並許可 IP，允許被許可方、合作伙伴、客戶在自己的設計、產品中構建晶片。

正如其名稱所顯示的，ARM基於的是 RISC（精簡指令集計算，Reduced Instruction Set Computer）架構，與基於 CISC 的處理器不同，基於 RISC 的架構專注於降低指令的複雜性並在一個週期內以高時鐘速度。簡而言之，RISC 強調每條指令週期的效率，而 CISC 強調每條程式指令的效率，因此可以認為 RISC 更有效率。

ARM架構的優勢十分明顯。一是成本低，通常不需要昂貴的裝置；二是設計更簡單、緊湊；三是低功耗，意味著穩定性高、散熱成本低、電池續航時間長、可以考慮更小的產品體積；四是自由度高，只要買下核心授權，就可以與其它IP公司的方案等進行技術整合。

高性價比和低耗能使得ARM架構在移動市場比英特爾更具優勢，像Apple A系列、高通驍龍系列、海思麒麟系列都是基於ARM架構研發的。如果說X86是PC端歷來最成功的CPU架構，那麼ARM 就是在移動生態系統上取得了絕對的勝利。

而這個“行動端用ARM，PC端用X86”的安穩局面，被M1晶片打破了。隨著Apple Mac產品線全面投奔ARM架構晶片，曾經只佔個人電腦晶片市場很小部分的ARM晶片市場份額迅速增長。

星星之火，逐漸燎原。

逐漸燎原的ARM

Apple對ARM的影響有多大，在相容 ARM 的 M1 Mac 開始銷售之前，2020 年第三季度ARM 在 PC 晶片中的市場份額僅為 2%。一年多後，根據Mercury Research的2022第一季度資料，對ARM PC 客戶端份額的估計（包括 Chromebook 和 Apple 基於 M1 的 Mac 以及 X86 桌面和移動 CPU 在總客戶端大小估計中）為 11。3%，高於上一季度的 10。3%，僅比一年前的 5。9% 翻了一番。

Mercury Research 的首席分析師 Dea McCarron 證實，ARM 的 PC 市場份額增長主要得益於 Mac 的強勁銷售。IDC資料顯示，Apple的Mac業務在2022年第一季度繼續增長，Mac和MacBook累計出貨量為720萬臺，比2021年第一季度690萬臺的出貨量同比增長了4。3%。即使在市場萎縮的背景下，Apple在PC市場的份額也從8。1%增長到8。9%。ARM在PC領域份額的增長，Apple功不可沒。

2020年11月，Apple在“One More Thing”釋出會上推出了首款基於ARM架構的自主研發計算機晶片M1，以及搭載M1晶片的三款PC產品。M1晶片的騰空出世不僅意味著Apple與Intel 長達15年的“戀愛長跑”以“分手”告終，也讓大家看到了ARM架構在PC端的巨大潛力。

曾經的ARM架構並不被PC廠商看好，因為它需要大量的RAM，更重要的是與Windows 作業系統存在相容性問題。

早在2012年，微軟就曾嘗試推出搭載基於ARM架構的Nvidia Tegra 3處理器的Surface RT。作為Windows on ARM 的早期嘗試，Surface RT 結局慘淡，它執行緩慢，與Windows 8 版本不相容，並且除了Microsoft 預載入的應用程式和Windows 應用商店中的“Metro”應用程式，無法執行舊版 X86 Win32 應用程式。

2016年，微軟又釋出了 ARM 版 Windows 10，但卻等到2019年，初代 Surface Pro X 上市才得以真正面向用戶，並且侷限性十分多，比如只支援ARM64驅動程式；某些依賴OpenGL或專有DRM的遊戲無法執行；不支援ARM Hypervisor平臺……等等，使得使用者對其的評價十分不好。

微軟一系列失敗的嘗試讓人們認為將ARM 晶片用作 PC 平臺是不切實際的想法，但顯然如今的情勢發生了巨大的扭轉。

一方面，Apple基於 ARM 的處理器技術Apple Silicon展示了不輸給Intel X86 晶片的出色效能。截至目前，Apple已經推出了多款基於 ARM 架構的高效能晶片，例如M1 Pro、M1 Max和M1 Ultra，相關晶片詳細介紹可以參考《Apple釋出1140億電晶體M1 Ultra：12年自研34顆處理器》。更重要的是，Apple在宣佈一系列基於自研M系列新品和Mac OS的效能創新後，Macbook全系價格下調，提供了近年來最大的價效比提升。

雖然在今年春季釋出會上，大家沒有等到期待已久的M2晶片，但日前彭博社訊息，知名 Apple 爆料人 Mark Gurman 於 Bloomberg 上指出，從開發者日誌得知 Apple 正於至少 9 款 Mac 型號中測試 4 種不同 M2 晶片，由於內部測試為開發產品的關鍵步驟，因此預計有關裝置或於數月後釋出。換句話說，M2離釋出越來越近。

另一方面，曾經在Windows on ARM摔了個大跟頭的微軟和高通也開始奮起直追。

微軟不僅推出了Windows 11 ARM，為 ARM 帶來了 64 位應用程式模擬，還在2020年傳出將自研基於 ARM 的處理器，並於去年10月，微軟Surface 部門釋出了一份希望尋找一名SoC架構師的工作要求，這就意味著微軟或將開始著手為Surface裝置開發自己的PC晶片。

到了今年年初，微軟直接聘請Apple公司資深工程師Mike Filippo，以便在Azure團隊自研伺服器晶片。彭博社分析稱，此舉說明微軟正在加速推動其自研晶片程序，為Azure雲計算服務提供動力。

高通作為微軟公佈WOA戰略以來唯一的ARM 晶片供貨商，於2018年宣佈推出第一款專為 PC 打造的晶片組驍龍 8cx ，2020年推出驍龍8cx Gen 2晶片，除了強化 AI 效能和支援新版的 Wi-Fi 和藍芽標準之外，處理器本身並沒有改變。

Windows on Snapdragon 平臺最大的問題其實是 app 的相容性，到了2021年12月，高通推出了驍龍8cx Gen 3，GPU效能提高了60%，不知在大幅提升效能的同時，是否會解決app相容問題。

除了在驍龍8cx系列上的研發之外，高通還在去年1月收購了由Apple前A系列處理器的三位工程師創辦的Nuvia公司，高通執行長Cristian Amon曾表示，Nuvia團隊在基於ARM的處理器方面取得了進展，由Nuvia驅動的膝上型電腦將於2023年底向用戶提供。甚至日前，高通還傳出了將入股ARM的訊息。

可以說，高通在PC晶片領域頗勢在必得，但到了2023年，高通這顆未出貨的晶片對戰的或許就是Apple的M2晶片，想要一舉獲勝，困難不小。

而ARM自身在2020年釋出了基於 ARMv8。2 指令集 Cortex-X1 架構，效能達到了全新高度，到了2021年 3 月底時，又釋出了全新 ARMv9 指令集，算力更強，不再只侷限於移動市場，還將發力 PC、HPC 高效能計算、深度學習等新市場。

此外，三星，聯發科，大陸的飛騰、瑞芯微，以及初創企業此芯也在覬覦這個市場。

三星在2020年就有訊息稱正在研發的 Exynos 1000 處理器，可能也會用於 Windows PC。三星 Exynos 系列晶片雖然主要是為了手機系列而研發，但其已經很多次出現在三星自家二合一筆記本上，或者是谷歌的Chromebook上，比如2012年的Samsung series3，2014年的Samsung chromebook2 11。6。從中也可以看出三星在Windows on ARM領域的躍躍欲試。Sammobile近日報道，三星正在開發下一代旗艦處理器Exynos 2300，這顆晶片型號為S5E9935，代號為Quadra”，不知是否未來是否會出現在其他筆電上。

聯發科則是在去年11月的Executive 峰會上直接表明了進軍 Windows on ARM 平臺的決心，其企業銷售和業務發展副總裁 Eric Fisher 表示：“ 蘋果已經向全世界展示了這是可以做到的。持續了這麼久的 Wintel合作必定會承受一些壓力，而一旦這個關係遭受到壓力，像我們這樣的公司就有機會了。不過由於該計劃目前仍處於早期階段，何時投入商用還未知。

大陸方面，飛騰主要做ARM架構伺服器的CPU；瑞芯微去年底新發布了旗艦芯RK3588的ARM PC整體解決方案；此芯科技主要致力於開發相容Arm通用智慧計算體系，提供晶片產品和通用計算一站式解決方案，今年2月訊息顯示，其晶片產品已經進入工程設計階段。

總的來說，未來ARM架構在PC晶片領域的實力不容小覷。

迎戰強敵的X86

相較於ARM那邊的“百花齊放”，X86這邊就簡單很多，能設計出基於X86 CPU的只有兩家：Intel和AMD。其實在80386之前，也曾有十幾家廠商生產X86 CPU，但隨著後面Intel的打壓、授權的失效、以及效能的不斷升級，其他廠商都消失在了歷史的長河裡，只有AMD透過自行研發的AMD64存活了下來，並和Intel交叉授權相容AMD X86-64，開創了X86的64位時代。

這也說明，在晶片這個技術為王的產業裡，只有創新，掌握技術才是真正的贏家，當然這些都是題外話了。

2012 年至 2022 年全球Intel和 AMD X86計算機處理器份額

圖源：statista

從上圖可以看出，在X86 處理器中，Intel還是佔據著主導優勢，但近幾年，AMD追趕幅度過於兇猛，隱隱有著和Intel並駕齊驅之勢。不過，在Pat Gelsinger於去年擔任CEO之後，Intel似乎也開始發力，試圖重新奪回王座。

在今年2月的Intel2022年投資者大會上，Pat Gelsinger公佈了CPU路線圖，預計今年下半年推出 13 代 Raptor Lake 。據悉，Raptor Lake 將帶來2位數的效能提升與更強的超頻功能，採用Intel 7製程工藝及高效能混合架構，同時相容 LGA 1700 / 1800 插槽。

圖源：Intel

Meteor Lake則預計於2023 年發貨，將採用 Intel 4 工藝打造。Arrow Lake則在 2024 年跟進，是首個採用 Intel A20 和外部工藝打造的晶片。2024 年後，Intel計劃在2025、2026年推出Lunar Lake 和 Nova Lake 晶片，預計兩者都會採用改進的 18A 工藝節點，並具有整合在同一封裝中的 MCM CPU、SOC 和 GPU IP。

反觀，AMD曾在十年之前與ARM結盟，推出過主打低功耗的ARM伺服器，不過以失敗告終，重回X86陣營。自 2017 年推出第一款Ryzen 晶片以來，AMD就迎來了“翻身把歌唱”的時代。

去年11月，AMD正式宣佈了7nm Zen3架構的繼任者——5nm Zen4處理器，Zen 4 架構的出現標誌著 5nm 首次用於 X86 桌面系統。在 2022 年第 1 季度的財務業績中，AMD 公佈了調整升級的 2022-2023 年的路線圖計劃。其中，AMD 的 Zen 4 核心架構將用於發燒級桌上型電腦的 Raphael，用於高階遊戲膝上型電腦的 Dragon Range，以及用於輕薄型膝上型電腦的 Phoenix 三款處理器中。

從目前公開訊息顯示，Raphael 由 5 奈米 Zen 4 工藝驅動，預計將在 2022 年下半年推出。Dragon Range功耗僅有55W，將於2023年推出。Phoenix APU 將利用 Zen 4 和 RDNA 3 核心，支援 LPDDR5 和 PCIe 5，有望在2023年推出，而且很可能在2023年的CES上推出。

從上述看來，未來X86陣營的PC處理器也是攻勢十足，不可小覷。

寫在最後

ARM和X86誰好誰壞，無法做出比較，因為這兩款處理器架構都有著自己的優點和缺點。ARM出色的功耗和散熱能讓它在固定的場合將優勢發揮的淋漓盡致。同時，Intel的 X86 CISC架構傳統可以在每個時鐘執行更復雜的指令，讓電腦效能更快更強，且更容易進行效能擴充套件。

但不可否認的是，X86已經不再是唯一選擇，在Apple、高通、微軟等大廠的發力下，ARM將成為PC晶片領域不可忽視的存在。