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苹果与Arm:两个商业传奇的命运共振成就彼此

来源:依晨    时间:2022-03-22 08:09:48    IT商业科技网

英特尔第五任CEO保罗·欧德宁退休时追悔莫及的一件事,就是没对苹果iPhone说“yes”。

可惜世上没有后悔药,错误决策使英特尔与移动革命擦肩而过,被拒的苹果转身与名不见经传的Arm公司相扶相携,成就了主宰移动互联网时代游戏规则的“王牌芯片设计师”。

从2001到2016年,十五年间,苹果重新定义了五个消费电子赛道:以iPod革命MP3,以iPhone革命移动手机,以iPad革命便携式电脑,以Apple Watch革命电子手表,以AirPods革命无线耳机。

这些重塑游戏规则的颠覆性产品,都内置了基于Arm架构的芯片。

回溯往昔,苹果和Arm的命运交织远不止于此。Arm从诞生到确定授权模式,再到开辟新的疆域,都离不开其“亲爸”苹果的助攻;苹果芯片帝国成长的背后,Arm亦是始终避不开的主人公。

但当苹果坐稳全球顶尖芯片设计公司之位,Arm的命运却陷入风雨飘摇,前路满是迷雾。

01.诞生于苹果同行之手的Arm

如果苹果没有向艾康电脑伸出橄榄枝,Arm能否作为一家独立公司出现在历史舞台上,或许要打上一个问号。

1976年4月,史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼亚克在美国加州库比蒂诺成立苹果电脑公司,专注于研发消费级个人电脑(PC)产品。三年后,奥地利籍物理学博士赫尔曼·豪瑟和英国工程师克里斯·柯里在英国剑桥创办了一家电脑公司艾康电脑(Acorn Computers)。

Acorn英文含义为橡果,关于其命名来源,还有个有趣的传闻,说是创始人想让公司在电话黄页里排在苹果(Apple)公司的前面。后来因其对80年代PC革命初期的贡献,艾康也被人称为“英国的苹果公司”。

而Arm设计的出现,就要从艾康开发BBC Micro计算机的契机说起。

1981年,英国广播公司(BBC)计划在英国推出一套计算机普及节目,为此广发“英雄帖”,想要一款与节目配套的标准电脑。艾康团队果断抓住机遇,只用一周左右时间就造出满足BBC需求的微型电脑BBC Micro。

但棘手的问题仍摆在艾康面前,BBC要求这台电脑售价不超过500英镑,可当时一颗摩托罗拉6800系列微处理器的成本就高达100英镑,根本没法将电脑价格控制到500英镑以内。

艾康想请英特尔提供80286芯片的技术资料,又遭拒绝。就在它四处碰壁之时,其工程师看到了一份来自美国加州大学伯克利分校的《伯克利RISC计划》白皮书,这让艾康团队萌生了自研芯片的念头。

 

指令集架构(ISA)是架起芯片与软件操作系统之间沟通桥梁的标准语言,风靡PC处理器界的x86指令集架构即属于复杂指令集运算(CISC)架构,用于实现复杂度较高的硬件执行命令。

相比之下,伯克利提出的精简指令集(RISC)总指令集数更为精简、优雅、灵活,能大幅降低特定任务的芯片设计复杂度和成本。这正合艾康对芯片的需求。

1983年10月,“艾康精简指令集架构处理器的微型计算机计划(Acorn RISC Machine)”启动。经过一年半的开发,第一颗基于Arm架构的芯片ARM1终于诞生,这也是全球第一款基于精简指令集的商用芯片。

英国时间1985年4月26日15点,第一批搭ARM1芯片的电脑成功启动,开机画面上显示:“Hello world,I am Arm”。

这是Arm故事的起点,37年后的今天,它所主宰的疆域将远远超出英国,遍布整个世界。

02.苹果与艾康“生子”,为牛顿电脑造芯

Arm架构初出茅庐之际,英特尔x86架构已与微软Windows操作系统组成“WinTel”联盟,并逐步成为全球PC行业的黄金标准。

相比x86架构,Arm架构的功耗和成本更低,但在性能方面难以与之匹敌。到1985年,Arm芯片在PC市场上表现平平,艾康和苹果亦在PC领域销量不济,乔布斯被苹果董事会撤去经营大权。

两家失意的电脑公司很快产生交集。上世纪80年代后期,苹果正在为其即将上市的牛顿掌上电脑Newton MessagePad寻找一种合适的移动处理器,这时苹果的芯片代工合作伙伴VLSI将拥有低功耗、高效能芯片的艾康介绍给了苹果。

双方一拍即合,时任苹果首席科学家的拉里·特斯勒(Larry Tesler)当即决定,在牛顿掌上电脑里使用根据该产品需求做调整的定制版Arm芯片。

做调整需要开销,但艾康的钱不够用。于是1990年秋天,苹果、VLSI和艾康花了六周时间就合资事宜进行谈判,最终决定苹果出钱、艾康出人、VLSI提供工具技术,三家公司共同创立一家芯片合资公司,公司名由“Acorn RISC Machine”改为“Advanced RISC Machine”,简称Arm。

1990年11月27日,在英国剑桥的一个谷仓,Arm开始了它的传奇之旅。

创立伊始,艾康与苹果各占了43%的Arm股权。艾康除了出资外,还提供了12名工程师作为Arm的初始成员,VLSI则在出资25英镑的同时,包揽了Arm的芯片代工生产需求。

苹果牛顿掌上电脑的订单,为Arm撑起了初期的营生。但因为苹果高估了当时可利用的技术,苹果牛顿掌上电脑市场表现不太好。这令Arm高层意识到,要保持成功,不能依赖个别产品。

于是,时任Arm CEO的卢宾·萨克斯比(Robin Saxby)决定启用IP商业模式,也就是将自家的芯片设计知识产权(IP)授权给更多芯片公司,靠收取前期授权费(license)和后期版税(royalty)来营生。从此,全球芯片设计从业者都可以是Arm的客户。

这一时期,全球半导体产业链分工开始细化。中国台湾晶圆代工企业台积电的崛起,改变了传统芯片公司大包大揽芯片全产业链的垂直一体化生产模式(IDM),IP授权、芯片设计、代工、封装等环节分离的商业模式登上历史舞台。

就在不久之后,苹果对Arm的投资将襄助苹果起死回生,并在未来为苹果带来丰硕的回报。

03.苹果卖Arm股份自救

1990年,艾康因陷入经营危机被当时的IT巨头Olivetti收购,Arm公司彻底独立出来。

在新的十年间,年轻的英特尔与微软的联手称霸PC市场,终结了他们昔日大客户、此前电脑“一哥”IBM统治的电脑时代,并分别成为微处理器和PC软件界的世界领袖。

当时采用IBM PowerPC芯片和自家操作系统的苹果电脑,无力抵抗WinTel联盟带来的狂风骤雨。苹果在PC市场份额一路下滑,到90年代中期,已经面临巨大的亏损。

1997年,乔布斯回归苹果时,苹果只有近4亿美元左右的盈利。为了扭转苹果的惨淡经营,乔布斯在接下来两年间做了两个关键举措:其一,在苹果距离破产仅剩90天时,拉微软对其投资1.5亿美元;其二,停产牛顿掌上电脑,并开始出售苹果持有的Arm股份。

从1998到2003年,苹果以11亿美元的价格出售其在Arm的股份。Arm股份换来的救命钱,被苹果用于推进新项目数字音乐播放器iPod的研发。

2001年10月23日出场的第一代iPod轰动一时,以独特外观与人性化的操作方式,成为划时代的革命性产品。iPod系列产品的成功,不仅将苹果拉离死亡边缘,从一个小众品牌推向主流市场,亦将苹果的产品范围从电脑扩展至消费电子。历代iPod产品均采用Arm芯片。

而在苹果竭力摆脱自身困境的同一时期,新兴的手机市场拔地而起,一扇通往未来移动时代的大门正向Arm缓缓敞开。

PC对芯片的核心诉求是性能高、能跑复杂应用,但当市场开始转向智能手机和平板电脑,游戏规则变了,功耗低、省电、续航能力强成为消费者的新诉求。这一诉求恰恰是x86架构的短板、Arm架构的长处。

与此同时,Arm的IP授权模式,使其与合作伙伴形成了“双赢”的共生关系。获得Arm授权的芯片企业能把重心放在整体芯片的设计与销售上,并摊薄了研发成本。Arm则作为核心技术的输出者,站在整个芯片设计业价值链的顶端,且无需承担芯片设计失败的风险。

凭借低功耗技术优势以及具有开创意义的IP授权商业模式,Arm在移动芯片领域的出货量开始爆炸式增长,并迅速称霸全球手机市场。

2005年,全球98%的手机都搭载了至少一颗Arm芯片。在接下来的15年,Arm更是成为一统移动终端消费电子市场的芯片标准。而PC芯片霸主英特尔却陷入了创新者的窘境。

【责任编辑:孟亮】

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