從Mac換芯談起，國內ARM架構晶元應用前景分析

科技 07-19

來源：內容來自「綠色計算產業聯盟」，作者：孫遜，謝謝。

近期一條關於蘋果公司挖走ARM首席架構師的新聞，又將Mac換芯戰略帶入大家視野。Mac系列筆記本和台式電腦現在使用的是X86架構，具體來講使用的是Intel的Core系列和Xeon系列，和大多數Windows系統的PC使用的是同一類型的CPU。其實Mac在蘋果公司成立的四十多年裡已經經歷了兩次重要的換芯。第一次是1994年至1996年從Macintosh 128K晶元轉向摩托羅拉的PowerPC架構晶元；第二次是2005年由喬布斯主導的將Mac所用摩托羅拉晶元轉向Intel晶元。

給一個出貨量如此巨大的電腦產品更換底層的晶元架構，從來都不是一件容易的事，這需要對整個軟體生態進行重構，最困難的是，重構的結果不能對開發者和用戶造成影響，這就相當於對一輛飛速行駛的賽車進行底盤和發動機的更換，而司機和乘客對此還無感知。

我們可以參考蘋果2005年對Mac產品線轉向Intel系列CPU所做的努力。實際上喬布斯在1997年重返蘋果時就對摩托羅拉的晶元感到不滿，當年就開始評估換芯的可能性，強勢如喬布斯，也不得不接受董事會需要對此討論18個月，並且在8年後的2005年做好所有準備工作後再正式開始將晶元轉向Intel。

蘋果董事會之所以需要討論18個月，是因為換芯涉及到生態鏈的重構，這可能對當時好不容易起死回生的蘋果帶來巨大的風險；之所以強大如蘋果也需要將近8年才正式完成換芯，是因為整個過程相當於對蘋果操作系統重新開發一遍，從編譯器，到操作系統設計，到兩種不同架構的晶元開發的應用的遷移過渡，需要開發的工作實在是太多了。

本次蘋果引入ARM首席架構師，是為了實現蘋果幾年前啟動的一項計劃：最早在2020年用基於ARM架構的處理器取代現在的晶元。瞧瞧，彷彿2005年換芯戰略的再次重演，為了將晶元從Intel的X86架構換成自研的ARM架構，蘋果已經暗自準備了多年，就等時機成熟。吃瓜群眾看熱鬧，作為一個IT國產化行業的從業者，我卻從Mac換芯事件中看到了IT國產化的曙光。之所以蘋果這次的換芯會對IT國產化造成積極影響，關鍵就在於蘋果這次將使用的晶元—ARM架構的晶元。

眾所周知，現在的PC市場被以Windows和Intel組合的WinTel聯盟所主導，手機市場以Android和iOS的操作系統以及ARM架構的晶元所主導。因為Windows和Intel的封閉，PC和伺服器要想實現完全自主可控，必須繞過這兩座大山，另闢蹊徑。操作系統相對容易點，基於開源的Linux，結合國產用戶使用特點，定製一個符合國人使用的操作系統並不難，難點主要在於晶元，可以說創造基於國產晶元的生態系統是實現IT國產化的關鍵。

反觀手機，國產廠商在操作系統和晶元上已經不像PC行業那樣受制於人。比如，華為設計的海思晶元已經廣泛用於華為手機上，性能和體驗性已經不輸於行業頂尖水平。既然手機領域的晶元國產化發展的這麼好，是否能用於PC和伺服器領域呢？答案是可以的，其實國產廠商一直在做這方面的嘗試。海思晶元是基於ARM架構的，ARM架構授權相對於X86架構沒有那麼封閉，國內公司如飛騰、華為，均得到了ARM某種架構的架構級永久授權。

國產PC和伺服器使用基於ARM架構的晶元實現國產化從而達到自主可控的目的，難點不是可持續性，也不是性能問題，關鍵是生態鏈的構建。因為WinTel聯盟的成熟性，現如今的軟體生態從日常辦公、教學設計，到企業應用發布，大部分均基於WinTel。要想構建國產化生態，除了從無到有的基於ARM架構構建整個生態體系外，還需要考慮現有業務的平滑遷移問題。IT國產化從業者一直在努力著，但是進展緩慢。

隨著蘋果的Mac系列產品將轉移到ARM架構生態，大家對ARM架構的產品的認可度必將更高，更多的人才也將吸引到這個生態來，對ARM架構生態的成熟有及其深遠的意義，並且蘋果作為一個成熟的商業公司，必將充分考慮現有業務從X86架構到ARM架構的遷移問題，實現對開發者和使用者友好遷移的效果，這對於國內廠商也有很大的借鑒意義。

改革開放四十多年來，中國取得了舉世矚目的成就，比如中國有最全的工業生產鏈，有發展最快的基礎建設，但是IT行業一直受制於人，無法完全自主可控。一大批的IT國產化從業者一直在努力著，他們積勢、守正，待時，一直在默默的為國產化事業奉獻著。

現如今，他們等待的時機已到來，一大波國產化浪潮已然襲來。事實上，IT的國產化的生態環境建設目前已經取得了一定的成績，我們在晶元設計製造、操作系統、資料庫、中間件、業務應用以及虛擬化與雲計算技術上，已經有了很多成果和實際使用案例。國產操作系統方面，已經有中標麒麟、銀河麒麟、深度OS等成熟的產品和解決方案；資料庫方面，國產的達夢、神通等，已經在某些領域大量應用了；中間件方面，東方通、中創等也已經很成熟了；雲計算和虛擬化方面，主打國產化的雲宏CNware產品，華為、阿里、騰訊也有相應的國產環境雲平台解決方案。以上提到的操作系統、資料庫、中間件、虛擬化和雲平台等都已經能和國產ARM架構晶元形成良好的生態圈。

蘋果換芯說明IT生態鏈遷移需要長時間的準備，也說明只要明確目標放手去干也沒那麼難。已有先驅者在國產ARM生態鏈建設方面積累了大量的經驗，蘋果的換芯也從側面證明了道路的可行性，國內ARM架構的伺服器與PC應用，大有可為。

ARM架構晶元，是典型的RISC晶元，主要特點就是低功耗，很適合應用於性能要求不太高，但是對能耗敏感度比較高的領域，這也是為什麼在手機領域ARM架構晶元能打敗Intel晶元的原因。現在很火的邊緣計算正好符合這個特性，對性能要求不是很強，但是需要低功耗。也許等我們基於ARM架構晶元的生態鏈完善後，我國的邊緣計算也會形成爆發之勢，在IT發展上實現彎道超車。

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