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移动芯片之王:ARM的传奇

2014年03月08日 发现 ⁄ 转载:原文链接 ⁄ 共 5377字 ⁄ 字号 评论 3 条 ⁄ 阅读 1,891 次

 

ARM inside

ARM inside

和半导体行业打交道多了,就会自然而然的想知道那些大牛公司的前世今生,会有感叹也会有唏嘘。恰巧刚在猎云网上看到一篇文章,讲述关于芯片公司ARM的故事,一段传奇,一个深藏功与名的故事。ARM芯片在诸多领域都有大量的高质量用户,芯片行业的很多人都应该:苹果、三星、高通、英伟达的都在购买ARM的芯片授权,几乎每一款智能手机,或者平板电脑内都运行着ARM芯片。

ARM这家隐于幕后的移动芯片之王的故事,要从英国剑桥开始讲起。。。

这是一个关于移动技术领域的公司——ARM控股公司(ARMH)的故事。但在开始之前,先一起了解一下基本情况:

1.ARM公司员工大都是芯片工程师。他们为计算机图形和通信领域设计部分芯片,当然也进行整体芯片设计。

2.该公司为数十家企业提供自己的设计和芯片架构许可,这其中包括苹果、三星电子、高通和英伟达。

3. 几乎每一种智能手机、手机和平板电脑上都运行有ARM的芯片。

4.事实上,你可以认为基于ARM芯片的产品已经风行世界,甚至你认为八竿子也打不着的企业,如可口可乐和麦当劳等公司也在使用。

5.现在很多人依然对ARM公司不甚熟悉。这是因为ARM总部在英国剑桥,远离尘世烦嚣。

6.也许你会对该公司的默默无闻感到难以置信,但毋庸置疑的是ARM对当今社会现代生活的贡献超过任何一家其他公司。

ARM,来自剑桥。

这里就像是英剧《唐顿庄园》里的田园风光,但比它更广阔。这就是剑桥。古老的学术殿堂星罗棋布。温暖的季节,学生们鱼贯而出奔到河中去划船、品酒抑或是徜徉在温柔的草坪上。这里的人们在思想的乐园中流连。

在小城中心附近,正好在Gap公司(GPS)和Spenser(MKS:LN)中间有一个地上积满鸟粪的小巷子。1978年,Acorn电脑公司就在这个巷子中创建。

年轻人或者非英国本土人基本不会记得Acorn公司。PC刚刚出现的时候,该公司的主营业务就是生产电脑。当时,计算机行业的公司还不能仅通过富士康(Foxcom)下订单生产。是的,它必须有拥真正的工程师去设计其中的部件。Acorn具有这些条件:一个年轻的团队、来自当地学校和电子公司的电子工程师。Acorn公司在资本市场沉浮数年后做出一个决定——它无力支撑自己豪华的芯片开发团队。公司管理层两次试图出售其芯片设计部门,但是交易都以失败而告终。“当时感觉真的是妈妈不疼婆婆不爱。”一位名叫约翰比格的工程师这样吐槽,他曾经是Acorn的芯片工程师之一。

1990年,来了一个新的起决定性作用的客户——苹果公司。苹果已经为掌上电脑做好了设计并且需要一款突破性的微处理器。苹果、Acorn和VLSI技术公司(芯片设计工具制造商)联合组建了一个计算机技术方面的公司。12名Acorn的工程师被选调到新公司中任职,这个新公司被命名为ARM。这其实是一个缩写的缩写,ARM(全称为:Advanced RISC Machines)RISC又是精简指令集运算的缩写。

ARM公司在距离剑桥中心8公里的小镇Swaffham Bulbeck创建了自己的总部。最初的办公室由一个18世纪的谷仓改建而成。第一任CEO是Robin Saxby,公司当时几乎没有预算。他与当地一个家具销售员通过抛硬币的方式为公司赢来了第一张会议桌。后来他又想在酒吧通过打台球赢一套带有抽屉的小桌子,很遗憾他失败了。于是,工程师们那段时间只能在没有抽屉的桌子上办公。

ARM

ARM

ARM 最初总部

苹果公司的掌上电脑设计为手持设计,因此要求芯片能够具备处理手写识别和其他高端功能。“当时(苹果)要求设计价格便宜的芯片,便宜意味着芯片更小,也意味着能耗较小。”比格说。而那时候其他的芯片企业大都集中于研发大型快速强处理能力的产品。ARM反其道而行之,研究的却是低成本、低功率的芯片。“这真是误打误撞,意外之喜。”比格说。

苹果公司这款掌上电脑就是著名的牛顿项目,但最终该计划以失败告终。然而这引起了一些公司对ARM芯片的关注,这些企业一直致力于寻找这样的芯片来开发“小而精”的设备。1993年,一款划时代的手机在诺基亚诞生。不同于当时砖块一样呆板的手机设计,诺基亚将目标定位于商人,并且把带有图标的菜单和简单游戏引入手机。诺基亚手机采用了ARM芯片架构,几年以后生产出了诺基亚6110手机,这是手机发展史早期最畅销的产品之一。“一旦产商产品畅销,开始给ARM带来授权费用,整个链条就开始滚动了”比格说。

ARM模式

现在ARM公司坐落在距离剑桥中心大约15分钟车程的一座罗马风格古迹上。工作日,工程师们(大多数为男性)三五成群地在公司主体建筑中共进早餐。小伙子们在去单调的小格子间工作之前吃一些培根、鸡蛋和咖啡。

ARM公司基本上都是芯片工程师,其商业模式也十分简单:当科技公司开发的产品需要芯片时,不必每次重新设计。相反,他们只需要查看一下ARM公司芯片名册,购买一些必要的芯片设计架构,然后进行很少的自定义设计工作就可以使自己产品与众不同。其他公司也有相似的模式,但是却没有任何一家具有ARM公司产品的广度。ARM公司的芯片几乎可以在任何计算类产品上运行,从咖啡壶到数据中心的服务器以及任何介于其间的产品。

ARM公司一半的收入来自移动产品,其余的来自电视、媒体播放器、传感器、汽车、打印机以及其他设备。这些公司主要以两种方式给ARM缴费。第一种方式就是成为签约年费会员,有权使用ARM公司所有的芯片设计架构。这种方式年费至少要1千万美元,大企业如三星公司就是采用这种方式。第二种方式是支付一定的特许使用费。手机厂商需要每份支付20英镑到40英镑的使用费,智能手机厂商支付的更高一些,任何其他设备也需要支付一定的费用。“他们创新就像疯了一样,挣的钱反过来继续支持创新。”托尼说。托尼曾经是苹果公司iPod的创始人,现在经营一家智能家居企业——Nest Labs。

ARM的顶级客户如苹果、三星、高通和英伟达等为了本公司的自定义设计工作也各自雇佣了数以百计的芯片设计人员。苹果公司的成功很大程度可以归功于其产品优良的性能表现和电池的长时间的续航能力,而这正是苹果公司在ARM设计的基础上进行调整的结果——这些调整让苹果的软硬件更紧密结合。尽管苹果公司具有如此庞大的芯片设计团队,但其芯片的基本架构买自ARM而无需从头设计,这样每年可以节省数亿甚至数十亿美元的成本。

ARM模式基于分散风险(风险由多家公司共同承担)、高研发投入、高利润。ARM做的更多是底层架构的辛苦活,如果使用其产品的公司卖出更多的终端设备,它就能赚到更多的钱。这样,一些大公司如苹果和三星可以把目标集中在更上层的创新上,而不是把精力耗在繁复的芯片研发工作上。并且,ARM的合作芯片代工厂如台积电和Global Foundries等公司可以迎合数十家ARM公司客户的要求,将它们的订单分散到各芯片工厂,让芯片工厂满负荷运转。

英特尔模式

与ARM模式完全相反的是英特尔公司。

英特尔公司自主设计自己的芯片,这些芯片被认为是世界上最先进的芯片。另有一点很重要:英特尔自有芯片工厂来生产自己研发的芯片。今年,它将投资大约120亿美元用于工厂建设。这些设施将遍布美国、以色列和中国,并且被认为是迄今最先进的设施。它们可以帮助英特尔公司在只有指甲大小的芯片上装入数十亿晶体管、开关等等,并且可以使其晶体管密度每18个月增加一倍。这要求英特尔不断突破物理、材料科学和软件等的限制。

一些明智和有财力的公司(包括IBM和三星)都曾尝试追随英特尔的模式,但是短期内很难达到。诸多分析人士认为,英特尔在原始生产理念和芯片制造技术方面至少领先竞争对手2-4年。“其他公司在芯片制造领域无法与英特尔匹敌。”芯片领域分析家和工业咨询师戴维德认为。只有两到三家竞争对手能够投建相似的先进工厂,而他们都是芯片代工厂商,帮助多家客户代工芯片,而不设计芯片。

尽管英特尔芯片工厂就像印钞厂一样暴利——其芯片的价格从37美元到4616美元不等(而ARM芯片一般是30美元左右,很多芯片价格不超过5美元),但英特尔目前的业务却不温不火。十多年以来英特尔公司的股票价格一直低迷不振,投资者对来自个人电脑和服务器芯片业务不温不火的财源很难找到兴奋点。更令人遗憾的是,英特尔公司莫名其妙地错过了急速增长的智能手机和平板电脑业务。而与此同时,ARM的合作伙伴苹果公司却变成世界上最值钱的公司,另一家ARM系企业高通公司也已经取代英特尔公司成为市值最高的芯片企业。

不过英特尔已经觉醒,正在将天平往自己一方倾斜。中国的智能手机制造商开始基于英特尔的低功率芯片制造产品,三星和微软以及其他一些公司开始基于英特尔技术在市场上推出平板电脑。英特尔的发言人比尔卡德认为,随着手机和平板的功能越来越来越接近PC,英特尔高价格和高性能的芯片将开始在该市场上流行开来。“性能胜于雄辩,这是我们的强项。”比尔说。

但是就在前不久,谁也没有想到PC上居然开始使用低功耗的ARM芯片。现在谷歌正在联合三星、惠普及其他厂家一起生产基于ARM芯片的廉价Chromebook笔记本电脑。包括三星、英伟达在内的数十家公司希望在未来一两年内能够为服务器提供ARM芯片。这些新的业务预示着ARM公司将有更多的收入,并且有机会把公司打造成为一个从简单产品到超级计算机在内的所有设备的技术标准。

英特尔公司的考尔德对ARM从PC和服务器市场上向英特尔发出的进攻轻描淡写,他认为此类威胁并非首次,难成气候。例如,高通和微软公司就曾经尝试过生产和销售低功耗ARM芯片的电脑,但都以失败而告终。在数据中心领域,英特尔公司也有低能耗芯片与ARM竞争。“感觉和事实之间有差异”考尔德说,“事实上,只要大型公司没有转变战略,ARM公司永远不可能超过英特尔。”当谈到ARM公司已经在手机等领域超过英特尔时,考尔德说:“给我看看ARM的利润。不能只停留在说的层面上。如果你了解英特尔公司,你会发现ARM在任何一个领域也不能挑战更别说超过英特尔了。”

ARM VS 英特尔

西蒙.西格斯(Simon Segars)去年七月接任ARM CEO。西格斯从硅谷飞到英国总部上任。在ARM公司工作22年之久的老将西格斯曾经多次进行过这种旅行,这对他来说非常容易,因为他可以很快就能回到剑桥他父母的家中。然而这一次旅行却非比寻常,与以往旅行轻松节奏相反,这一次在飞机上他就要开始岗前培训。

在接下来的几天里,西格斯会见了一些下属了解公司不动产情况、技术基础设施和市场营销活动等方面的最新情况。他花了一些时间把一扇门从大堂搬进CEO办公室,并且给它上了一层新油漆。他需要在电视上出镜,还要安抚大股东,并且被一群来自Lazard资本的分析师拖去开会并被评头论足。他们说,好消息是投资者对ARM公司十分崇拜,尤其是敬畏作为技术公司的ARM在过去的几年中超凡的表现。而不详的预兆是,“现在公司的情况开始走下坡路了,”一位分析师告诉他。西格斯做了个鬼脸,他似乎是在权衡其真实性。

普通英国人绝少会拍着胸脯自吹自擂,英国工程师则更加低调,他们不喜欢吹嘘自家的成功。西格斯就是这种模式型塑而成,所以他在一些重大问题上也会持保守态度。这种低调已经帮助ARM公司走到今天,在未来竞争中ARM还会采用这种态度。英特尔公司似乎已经重新摸清了计算工业的发展脉络并且准备发动其“恶名昭著”的集偏执、强势行销和压倒性市场推广为一体的战略。如果历史可以作为未来的指南,ARM也许会像大多数英特尔的对手一样被其击败。

“ARM 公司就像一件半成品,一直在发展之中。现在它为了迎接挑战已经上紧发条”一位Tirias Research的芯片分析人士Kevin说:“ARM真的能够承受挑战吗?这是一个好问题。”

即使西格斯真的感觉到了压力,他也不会表现出来。西格斯以全系第一名的成绩毕业于色赛克斯大学电子工程和计算机科学专业,并取得学士学位,随后他加入ARM公司,工作证上为“第16号”。“工作第一天,就有同事为我组装脑供我使用。”西格斯说。他仍然致力于保持公司这种工程师模式的企业文化,而不是令人窒息的以销售和市场为导向的文化。

然而也有迹象显示西格斯将打破传统,为公司带来一个全新的视角。从本质上来讲,有可能是帮助ARM公司引入娱乐文化。西格斯是ARM公司唯一一名自愿离开剑桥去美国经营其海外业务的元老。现在,ARM公司第一次有了一名拥抱速度的CEO,并且他早已沾染硅谷一日千里的朝气。西格斯已经雇佣了一群曾经在媒体和销售领域与英特尔公司进行过竞争的人,他希望ARM能够找到痛击英特尔软肋的方法。

找一个令对方感到有威胁的方法,ARM似乎注定只能这么做了。当被问及最终鹿死谁手时,西格斯说:“谁知道呢?他们(英特尔)有很多钱,也有很大决心。我们将随机而动,见招拆招。”

 

ARM A7

ARM A7

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