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【IC设计】微软自研芯片:“Wintel”神话的终结?

来源:全球半导体观察    原作者:张明花    

微软与英特尔联手缔造的Wintel联盟神话似乎正在走向终结。

前不久,路透社报道称,微软正在为其Azure云计算服务器和Surface系列个人计算机自主研发设计基于Arm的处理器芯片,以减少对英特尔的依赖。

消息一出,英特尔当日股价收盘应声下跌6.30%,市值蒸发130.77亿美元。

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Windows+Intel  PC时代的“双霸主神话”

正所谓,时势造英雄。

1981年8月12日,IBM公司正式推出全球第一台个人电脑IBM 5150。当时,IBM为了加速研发进度一改公司传统,IBM 5150采用通用标准部件,开放除BIOS以外的全部技术资料,推动了整个行业的标准化进程,并让PC兼容机成为了可能,具有开创性意义。

1982年,《时代》杂志将IBM 5150评为“年度机器”,这台机器真正意义上开启了“个人电脑”(Personal Computer)时代,同时也是造就微软与英特尔“双霸主”神话的开端。

为了“短平快”地推出个人电脑产品,IBM给彼时体量尚小的微软和英特尔送去一份大礼。IBM 5150选择采用微软公司的磁盘操作系统DOS1.0,配置英特尔X86架构16位处理器8088。自此,微软与英特尔凭借IBM 5150一举成名,成为两家企业发展史上的重要转折点。

随后,个人电脑厂商逐渐形成了操作系统找微软、处理器找英特尔的习惯,微软与英特尔也逐渐形成“Wintel”联盟,即微软Windows操作系统+英特尔(Intel)处理器。两者密切合作,推动微软Windows操作系统在基于英特尔处理器的PC机上运行。

在很长一段时间里,强强联合的Wintel联盟在个人电脑领域所向披靡,形成“双寡头”垄断格局,占据全球个人电脑市场90%以上份额,几乎所有个人电脑都采用英特尔X86处理器+微软Windows操作系统,两者分别在硬件和软件上发挥优势、协同更新,以霸主姿态牢牢占据市场制高点,成为个人电脑时代获利最丰厚的两大产业巨头。

当然了,并不是没有人曾尝试挑战Wintel联盟这一最强吸金组合。1990年代初,苹果、IBM与摩托罗拉结成联盟,共推PowerPC处理器,试图突破Wintel联盟在个人电脑领域的把持。面对挑战者,Wintel联盟发起反攻,英特尔推出了奔腾系列芯片,微软也推出了Windows 95操作系统。而后,PowerPC联盟无疾而终。

在个人电脑时代,Wintel联盟占据全球个人电脑市场,IT业者甚至将整个个人电脑时代称为“Wintel”时代。尽管Wintel联盟富有历史争议性,但不得不承认,在那段历史岁月里,微软与英特尔站在了个人电脑产业链顶端,缔造了一个“双霸主”神话。

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革命友谊现裂痕 首次试水Arm架构

然而,曾经携手奋战、打下大片江山的Wintel联盟终究出现了裂痕。

随着移动互联网迅猛发展,微软和英特尔均选择进军移动终端市场。遗憾的是,两者在个人电脑时代叱咤风云,却双双错失了移动互联网时代。在移动互联网时代,Windows+Intel不再是最优组合,微软与英特尔开始各自尝试选择新的合作伙伴。

2010年,英特尔牵手诺基亚合作开发Meego手机操作系统,随后宣布与谷歌开展系列合作,推出基于X86架构的Android操作系统手机和平板电脑等产品。而微软方面,其面向智能手机领域先后推出的Windows Mobile、Windows Phone、Windows10 Mobile均采用了Arm架构。

不过,新合作伙伴也无法挽回微软与英特尔在智能手机市场的颓势,英特尔X86架构败给了Arm架构,微软Windows Phone后来也黯然退场。2016年,微软CEO萨蒂亚·纳德拉直言,“我们显然错失了移动市场。”当然了,这已是后话。

彼时,微软在其个人电脑业务也开始尝试采用Arm架构。2012年4月,微软正式发布基于Arm架构的Windows RT操作系统,两个月后,微软推出其第一代平板电脑Surface,Surface拥有Surface RT与Surface Pro两个版本,其中Surface RT搭载Windows RT操作系统、采用基于Arm架构的处理器,Surface Pro则配置传统组合Windows 8操作系统+英特尔处理器。

Surface RT的发布被视为微软试水Arm架构的标志性举措。2013年9月,微软继续发布搭载Window RT系统的第二代平板电脑Surface 2。然而,无论Surface RT或Surface 2,市场反响都比较平淡,东芝、三星及宏碁等品牌厂商后面也陆续宣布放弃Windows RT产品。

2015年1月,微软发表声明宣布Surface 2停产,其第三代平板电脑Surface 3与Surface Pro 3全系列均回归完整版Windows操作系统+英特尔处理器组合。这意味着Windows RT操作系统走向结束,也意味着微软在个人电脑领域走向Arm架构的第一次尝试以失败告终。

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微软疑自造芯,Wintel联盟将“瓦解”?

不过,微软并没有死心。

2016年12月,微软在WinHEC 2016硬件大会上宣布,Windows 10将全面支持Arm生态系统,并将以高通为合作伙伴。基于这一合作,硬件合作伙伴将有能力推出由高通骁龙处理器驱动的Windows10 PC。至此,微软在“盛宠”英特尔的同时也将手伸向了Arm、高通等。

如今,业内传出微软正在自研基于Arm架构的处理器。对此,微软发言人在回应时表示,“芯片是技术的基础,我们将继续在设计、制造和工具等领域加大投资,同时也促进和加强与众多芯片提供商的合作伙伴关系。”

这一番话颇为微妙,对于自研处理器之事既不承认亦不否认,但从其言语中不难看出,微软对于芯片供应商持开放态度,给我们留出了更大的想象空间。

如果说与Arm、AMD、高通等芯片厂商合作是Wintel联盟之间的裂缝,那么微软自研处理器则被业界视为Wintel联盟将走向“瓦解”的征兆,因为已有例可循。

2020年6月,苹果在2020 WWDC上宣布,将在新版Mac上采用基于Arm架构的自研处理器。同年11月,苹果首款自研电脑处理器M1正式亮相,而其三款Mac系列新品均以M1处理器取代了此前Mac系列产品使用了15年的英特尔处理器。若微软自研处理器属实并且研发成功,英特尔大概率或将再次面临类似遭遇。

目前,英特尔仍是微软最重要的合作伙伴。微软云服务Azure主要采用基于X86架构的英特尔处理器;Surface产品线亦大部分仍采用英特尔处理器,不过,Surface Pro X及升级版Surface Pro X采用由微软与高通共同开发、基于Arm架构的Microsoft SQ1处理器、Microsoft SQ2处理器,还有15英寸版本Surface Laptop 3采用AMD定制版处理器。

作为一家以软件为主的厂商,微软为何选择自研处理器?或许我们亦可从苹果身上得到一些启发。从某个角度看,微软与苹果略有相似之处,在业务上两者均同时拥有操作系统软件和个人电脑终端产品,在个人电脑产品上两者均与英特尔合作多年。

对于自研处理器M1,苹果三位高管在一次采访中表示,近年来英特尔处理器发展不乐观并不是苹果自研处理器的根本原因,“这是关于我们能做什么,不是关于别人能做或不能做什么的问题”,苹果自研处理器更多是为了让软件、系统和产品实现紧密结合。

在传统个人计算业务上,微软面临着苹果自研处理器M1带来的市场压力,而苹果M1的成功也将刺激着其走向自研处理器之路。在云计算领域,互联网/软件厂商等自研处理器早已蔚然成风,谷歌、亚马逊、阿里巴巴等均已走在“造芯”路上。

对于他们来说,自研处理器一方面可减少自身对英特尔的依赖,另一方面则是与自身产品做适配、提高效率、降低成本,并打造云端一体、软硬协同的生态圈等。

如今,在移动互联网时代掉队的微软,对云计算业务寄予了重大希望。

2020年10月,微软发布其2021财年第一财季财报,其当季实现营收372亿美元,同比增长12%,在其三大业务板块中,智能云业务收入为130亿美元,已成为其最大的营收来源及增长动力。事实上,目前在全球云计算市场,微软排名第二,仅次于亚马逊。

虽然服务器芯片长期以来都是英特尔X86的天下,但是面对云计算的海量数据,近年来Arm架构芯片在算力、功耗、成本等方面逐渐呈现优势,云计算厂商开始换用Arm阵营。如云计算市场龙头企业亚马逊,其旗下云计算服务平台AWS早于2018年11月发布首款自研基于Arm架构的云服务器CPU Graviton。

前有亚马逊、后有苹果,业界对于微软正在自研处理器的传闻其实并没有感到十分意外,或许更多地是唏嘘于曾经的黄金组合Wintel联盟或终将面临瓦解。

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“神话”终结 能否酝酿新传奇?

正所谓,没有永远的朋友,也没有永远的敌人,只有永远的利益,微软与英特尔亦是如此。

当微软自研处理器传闻一出,不少媒体就开始为英特尔担心,如“微软与英特尔关系破裂”、“英特尔将被抛弃”等。就目前而言,即便传闻为真,微软短期内想要彻底摆脱英特尔并非易事,Wintel联盟或许不再,但是微软与英特尔的合作却不一定会结束。

假设微软成功自研处理器,那可预见的是,微软将用自研处理器替代英特尔处理器。然而无论在服务器或是个人电脑领域,英特尔都仍占据市场主导地位,并已构建起庞大且强大的生态系统,微软想要撕掉身上牢牢贴着的“Wintel”标签、重新构建生态体系,谈何容易?这非常考验微软的决心。

凭借云计算业务,微软已开始重新焕发活力,而英特尔,近年来有业内人士认为它正随着个人电脑时代的过去而进入“中老年期”。如今微软被传自研处理器,英特尔更是被认为处于危机四伏。事实上,无论自研处理器传闻是否属实,微软此前拥抱高通、Arm等种种行为,早已给英特尔作出了提醒,而苹果M1也为英特尔敲响了警钟,英特尔不至于毫无打算。

回顾英特尔发展历程,其一路走来踩雷无数,但都一次次地扛了过来,掉坑里了再爬起来前进,最终成为半导体行业霸主。如今,英特尔正面临关键转型和重大挑战,未来命运如何,时间终会告诉我们答案,现在说英特尔“没落”或仍为时尚早。

不过,无论微软或是英特尔,都不得不承认属于他们的Wintel时代已过去,“双霸主神话”或将走向终结。但是谁又知道,这两位曾经的霸主是否正在酝酿新传奇?

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图片来源:拍信网