英特爾VS蘋果：移動芯片大戰

2015年01月20日
http://tech.qq.com/a/20150120/072319.htm


騰訊科技訊，2005年到2014年，英特爾在移動芯片領域艱難摸索，但是未能有效滿足移動市場的需求，全球領先的芯片供應商地位岌岌可危。與此同時，蘋果開發的A系列處理器逐漸發展成爲全球最強大的移動芯片產品，出貨量相當可觀。這種格局是如何出現的？從中可以總結出什麼經驗教訓？蘋果如何能夠複製自己的成功？
英特爾如何輸掉移動芯片業務
早在2007年左右，蘋果就開始在戰略層面重視移動處理器，當時iPhone面世僅僅一年時間。蘋果曾在2005年與英特爾達成協議，想要簡化自己的硬件運營，但是新戰略顯然背離了2005年的計劃。
最初開發iPhone的過程使蘋果認識到，放棄自己的芯片開發歷史、把所有半導體設計承包給英特爾的做法是一個錯誤。在2005年之前，蘋果一直保留着自己的芯片設計團隊，雖然業績不佳，但是意義重大。在從PowerPC過渡到英特爾的過程中，史蒂夫·喬布斯裁掉了這個芯片設計團隊。
然而，英特爾感興趣的是面向蘋果Mac電腦出售酷睿x86芯片，並開發配套的芯片組，而不是爲蘋果iPhone智能手機開發移動芯片，至少是對蘋果給出的價格和採購數量感到不滿。
英特爾前CEO保羅·歐德寧（Paul Otellini）去年透露，那時候他認爲英特爾爲蘋果的全新iPhone配套開發移動芯片並不能包住成本，也無法大賺一筆，主要是他對蘋果這款手機的未來前景持懷疑態度。
英特爾放棄XScale
實際上，當時候英特爾還擁有ARM芯片生產業務XScale，但是2006年夏天，在與蘋果達成協議的可能性喪失之後，英特爾宣佈把這項業務出售給Marvell。
英特爾未能預見到蘋果iPhone的潛力，這或許與XScale令人失望的表現有關。XScale是從StrongARM演變而來，1997年英特爾宣佈收購DEC的半導體業務，進而獲得了StrongARM設計，並從ARM公司獲得了Xscale的使用授權。
StrongARM曾是ARM與DEC合作的產品，雙方旨在開發新一代的高端ARM處理器。蘋果曾在Newton移動設備中使用過StrongARM芯片，但英特爾控制了自己的芯片供應鏈之後，喬布斯中止了這條平板電腦產品線。
英特爾曾計劃利用XScale擴大自己的移動領域的影響力，在不必要兼容x86的設備上使用XScale產品。StrongARM的RISC架構可以取代英特爾自己的非x86架構的RISC處理器，包括i432、i860和i960。
然而，在投資XScale近十年後，英特爾並沒有看到基於這種芯片的產品取得轟動性的成功，反而看到了大量失敗產品，例如Palm Treos、康柏和戴爾的Pocket PC，以及Creative Zen MP3播放器。與PC端x86芯片的豐厚利潤相比，XScale業務幾乎一無是處，相反還需要大量投入。或許這正是英特爾並沒有叩開蘋果大門並要求爲其開發數百萬部30美元的ARM芯片，因爲這需要英特爾投入大量的資金來開發和生產。
但是事後來看，英特爾沒有看到iPhone的潛力，讓人想起惠普當初拒絕生產史蒂夫·沃茲尼亞克和喬布斯設計的個人電腦，他們兩人被迫自己生產產品併成立了蘋果公司。三十年後，蘋果公司又在iPhone的帶動下建立起了另一項新業務：移動應用處理器。當然，這還要“感謝”英特爾。
英特爾貶低ARM和吹捧“凌動”
2008年，也就是英特爾退出ARM業務兩年之後，兩名英特爾高管公開表態稱，蘋果iPhone及其ARM芯片性能不佳，至少比不上英特爾自己的x86凌動（Atom）移動處理器。
彼時蘋果iPhone已經證明了自己是多麼具有革命性，而已經賣掉XScale業務的英特爾只能另起爐竈，基於桌面版x86處理器開發移動端產品，並命名爲“凌動”。英特爾首先與微軟Windows Mobile設備合作，然後2011年（在失去植入蘋果iPad的機會之後）與移動版Linux和谷歌(微博)Android合作。
有了這些背景，英特爾高管在2008年貶低ARM就見怪不怪了。不過英特爾嘲笑大客戶蘋果仍然引起了一些爭議，英特爾高級副總裁阿南德·昌德拉塞克（Anand Chandrasekher）也因此公開道歉，他坦白“承認在手機方面，英特爾凌動處理器的性能仍然達不到ARM處理器那樣的電池續航水平”，而且“蘋果iPhone是一款極其創新的產品，帶來了全新的、令人興奮的市場機遇”。
iPad面世，但不搭載x86芯片
蘋果推出iPad之前不久的2010年，英特爾似乎堅信蘋果會爲iPad選擇兼容x86的凌動處理器，因爲iPhone所使用的ARM處理器確實有很多限制。甚至三星，這家爲蘋果iPhone、iPhone 3G和iPhone 3GS提供ARM芯片的公司，在其生產的UMPC（超便攜個人電腦）上也採用了英特爾的x86 Celeron M芯片。
沒有人預計到蘋果開發的平板電腦會搭載原本針對手機的ARM芯片，部分原因在於英特爾不斷通過媒體和新聞公告宣傳x86處理器，而且蘋果剛剛與英特爾達成了爲Mac電腦提供處理器的協議。蘋果甚至開發了Apple TV機頂盒，使用了類似的低能耗英特爾Pentium M處理器。
當時候英特爾x86“凌動”成爲最符合邏輯的蘋果平板電腦處理器，尤其是三星和其他Windows授權廠家採用了微軟的平板設計和英特爾處理器。事實恰恰相反，蘋果爲iPad開發了自己的A4處理器，隨後這款處理器又應用到了iPhone 4手機，以及重新設計後的iOS版第二代Apple TV機頂盒。
五年之後，英特爾凌動仍然難以與蘋果快速發展的ARM芯片競爭，而它迫切希望Android設備廠商能夠採用自己的處理器，爲此提供了高額的補貼，導致過去兩年英特爾移動業務虧損70多億美元。
英特爾最近一次的財報顯示，去年第四季度該公司移動部門再次虧損11.1億美元，這使得2014年英特爾移動部門的累計虧損超過42億美元。難怪英特爾宣佈，2015年該公司將（像谷歌一樣）不再公佈移動部門的業績，但會一如既往地發佈產品，希望總有一天這項業務能夠扭虧爲盈。在以物聯網爲中心戰略進行重組一年之後，英特爾將重新編寫自己的財報，把移動業務虧損額隱藏到PC處理器裏，以掩蓋自己的失敗。
作爲世界上最成熟的處理器生產商，過去五年英特爾在移動市場上被蘋果遠遠甩在身後，這一點無需質疑，尤其是考慮到蘋果能夠在認識到掌控自有移動設備供應鏈的重要性之後的短短几年之內，就打造起了一支優秀的芯片設計團隊。
蘋果如何進入移動芯片業務
由於英特爾沒有興趣爲蘋果iPhone開發芯片，蘋果把首款iPhone的芯片業務外包給了三星。當時三星已經是蘋果的重要零部件供應商，它曾爲蘋果生產了數千萬個iPod播放器所用的簡化版ARM處理器。但是蘋果2005年採取的那項戰略，即在半導體設計方面依靠英特爾，難以滿足自己在ARM移動芯片方面日益挑剔的要求。
約翰·蘭多夫（John C Randolph）曾解釋說，蘋果沒有自己的芯片設計專家，使得它在與三星談判時處於弱勢。三星爲蘋果首款iPhone生產的APL0098芯片非常普通，但也強於蘋果首款iPod播放器採用的ARM7TDMI處理器，當然也遠遠強於上世紀90年代蘋果Newton Message Pad採用的ARM6和StrongARM處理器。
但是2007年的時候，沒有任何一款ARM處理器能夠在性能上與Mac電腦採用的英特爾酷睿處理器相媲美。在這種情況下，蘋果能夠在首款iPhone中有效地移植了整個OS X Mac環境，並且支持多點觸控的用戶界面，這真是了不起的成就。
即便在蘋果展示了首款iPhone之後，一些業內高管、學者和論壇仍然對這款產品表達了懷疑，不敢相信蘋果的移動設備能夠具備Mac環境。在當時看來，這似乎是一項不可能完成的任務，彼時其他基於ARM處理器的移動設備採用的都是較爲簡單的運行環境，例如諾基亞的塞班（Symbian）、Palm OS或微軟的Windows CE。
在蘋果做到了之後，競爭對手開始你追我趕，微軟曾想要加強Windows CE，諾基亞想要改進塞班或者用Linux取而代之，谷歌對JavaVM項目重新定位，並開發出了與iOS類似的Android移動操作系統，Palm和黑莓也都着手開發符合時代要求的“真正的”移動操作系統。
在2007年，這些競爭對手都比蘋果資金雄厚，市場地位穩固，但現在看來，蘋果當時候需要做的不僅僅是保持快速的軟件開發週期，還要加快硬件提升速度。
到2009年，Palm主導的WebOS和谷歌的Android已經成爲iOS的潛在威脅，一年之後微軟和諾基亞聯手推出了Windows Phone，2011年黑莓又推出了基於QNX的平板電腦操作系統。
蘋果打造自己的芯片設計團隊
喬布斯迅速認識到，公司需要重新建立一支自有的芯片設計團隊，並與ARM和Imagination Technologies達成授權協議，使得自己能夠與三星一起研發和優化移動芯片，儘可能加快技術進步，維持對競爭對手的領先優勢。
略具諷刺意味的是，15年前蘋果還曾與英國計算機生產商Acorn共同創建了ARM公司，當時旨在爲1994年的“個人數字助手”Newton MessagePad平板電腦開發全新的移動芯片架構。這並不是一款取得多大成就的產品，但是它開啓了ARM處理器的成功之路（主要受益於諾基亞的使用），並在隨後統治了整個移動行業。
在上世紀90年代末，喬布斯不僅放棄了Newton產品，而且出售了蘋果在ARM的股權，換取了一筆現金來維持公司的生存，併爲以後的盈利奠定了基礎。iPod播放器是當時候蘋果業績的重要助推器，它採用的正是三星生產的ARM處理器。這也使得三星成爲蘋果iPhone開發過程中的重要合作伙伴。
蘋果自有A系列處理器面世
隨着2010年A4處理器的面世，蘋果的投入開始看到回報，它採用了45納米生產工藝，結合了主頻與RAM數據庫提升，使得iPad高分辨率成爲可能。儘管當時很多媒體稱全新iPad只是一個大號的iPod Touch，但沒有人能夠複製它。
就連三星也是如此，它在11個月之後才推出了Galaxy Tab平板電腦，採用了自己的A4處理器（即S5PC110，後來改名爲Exynos 3），並且還減小了屏幕尺寸，以降低成本。第二年，摩托羅拉採用了搭載德州儀器OMAP 3處理器的Xoom平板電腦，但當時仍不具備上市銷售的條件。
與此同時，蘋果不僅把A4處理器投入到iPhone 4和Apple TV，而且已經準備好在第二年推出iPad 2，搭載雙核A5處理器，它的CPU性能相當於A4的兩倍，GPU性能相當於A4的八倍。隨後A5處理器被應用於iPhone 4S智能手機，A5X又在應用到了2012年3月推出的New iPad，支持Retina顯示屏。
當年9月份，蘋果推出了搭載A6處理器的iPhone 5手機，這款處理器採用了Swift內核設計，以32納米工藝生產。一個月之後，蘋果推出了採用A6X處理器的iPad 4平板電腦。
蘋果在處理器方面的快速進步使得自己不僅遠遠領先於英特爾x86凌動產品，而且把其他ARM處理器廠商也甩在了身後。事實上，到A6面世時，德州儀器已經準備退出消費市場，主要原因在於無法承擔與蘋果競爭的OMAP芯片的龐大研發支出。要知道，這家公司的芯片支持了諸多知名產品，包括亞馬遜Kindle Fire手機、Palm Pre手機、黑莓Playbook平板電腦、摩托羅拉Xyboard平板電腦和MOTOACTIVE音樂播放器、諾基亞N9、谷歌Nexus Q和Galaxy Nexus。
蘋果從德州儀器、AMD、IBM和飛思卡爾等芯片廠商挖掘人才，同時還收購了以色列閃存廠商Anobit和硅谷無線芯片開發商Passif半導體。蘋果不僅成爲一家極具競爭力的芯片設計商，2013年（也就是A4處理器面世三年之後），它還超越了整個應用處理器行業：推出了A7處理器，這是首款實現真正量產的64位ARMv8處理器，採用了全新的Cyclone內核設計和28納米生產工藝。
去年蘋果又在A8和A8X處理器上進一步優化了64位Cyclone架構，採用了20納米生產工藝，那時候最接近蘋果的競爭對手，包括三星、高通和英偉達，都尚未生產出適合手機的64位ARM芯片，英偉達甚至已經完全放棄了手機業務。儘管三星和高通都在去年年底推出了64位芯片，但它們採用的仍然是普通的ARM內核設計。
把處理器的設計緊緊掌握在自己手中，使得蘋果擴大了自己的垂直優勢，加快了投資回報週期，形成了龐大的業務規模，在令自己受益匪淺的同時，極大增加了競爭對手的追趕難度。
蘋果的軟硬件結合不僅有助於保持iOS設備的競爭力，而且壓縮了其他高端芯片廠商的業務空間。英特爾被迫每年虧損數十億美元，補貼生產商使用自己的芯片。這是其他芯片生產商無法承擔的做法，就連英特爾也已經表示，今年不會再像以往一樣大規模補貼凌動芯片業務。
與蘋果A系列處理器競爭需要巨大的投資成本，這使得蘋果可以安心統治着高端市場，而這帶來的巨大利潤又使得蘋果越來越有能力壓縮臺積電、三星、GlobalFoundries等廠商的芯片生產能力，尤其是在最新的芯片生產工藝方面。
谷歌和微軟已經明白，自己很難以類似的價格組裝起能與蘋果最新款iPad競爭的Android或Windows平板電腦，面向高端手機的芯片供應同樣空間狹小。現在很多人猜想，蘋果會在Mac領域複製自己在移動處理器方面的成就，用自己的ARM產品取代英特爾x86芯片。但在這個過程中，蘋果的芯片設計團隊必定會遇到不少的障礙，但也擁有廣闊的機遇。