2020 年 7 月 23 日，彭博社從知情人士中獲知，英偉達有興趣收購軟銀旗下的半導(dǎo)體公司 ARM。

　　英偉達已經(jīng)跟軟銀進行了多次商談，但是后者并未表明態(tài)度。不久前傳出新聞，軟銀因為愿景基金的業(yè)績壓力，想出售 2016 年收購的英國半導(dǎo)體公司 ARM。

　　英偉達近年來因為曾經(jīng)暴漲的股價，而顯得非常高調(diào)。其目前GPU 行業(yè)市場份額第一，最近市值(2480 億美元)剛剛超過英特爾(2460 億美元)，成為全球第三大半導(dǎo)體公司。

　　ARM這家公司則相對低調(diào)，但它其實是智能手機時代的基石，其 IP 專利幾乎存在于每一部智能手機。7 月初有消息，軟銀本來打算讓 ARM在美國重新上市，估值可達 440 億美元。

　　如此值錢的 ARM，到底是一家怎樣的公司?英偉達為什么會對它感興趣?

　　ARM 對移動終端意味著什么？

　　我們都知道，智能手機最核心的元部件是芯片，比如蘋果 A 系列，高通驍龍系列和華為麒麟系列。它們本質(zhì)上都是 SoC，全稱 System on a Chip(系統(tǒng)級芯片)。

　　由于智能手機對芯片的功耗和成本有很高要求，所以在設(shè)計芯片時，廠商會把 CPU(中央處理單元)、GPU(圖像處理單元)、數(shù)字信號處理器、通信基帶以及 NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元)等模塊，集成在一塊，這塊集成電路就叫做 SoC。

　　而 SoC 上最核心的是 CPU，它是程序運行的最終執(zhí)行單元，好比手機的大腦。如果把 CPU 剝開了看，里面還有更加核心的“微架構(gòu)”(又稱處理器架構(gòu))。

　　微架構(gòu)指的是CPU 硬件電路的設(shè)計方式。它在硬件層面決定了，CPU 是怎么運行的。我們常常能聽到“自研 CPU”，其實指的就是自主研發(fā) CPU 微架構(gòu)。

　　微架構(gòu)的設(shè)計，通常要根據(jù)某種“指令集”來實現(xiàn)。一個軟件程序在被執(zhí)行前，需要先翻譯成 CPU 可以理解的“語言”，這種“語言”就是指令集。它是一種抽象的規(guī)范，得借助微架構(gòu)來具體實現(xiàn)。

　　打個比喻，造芯片正如建一棟房子，指令集就是建房的圖紙，微架構(gòu)就是根據(jù)圖紙建起來的框架，包含了走線和水管這些保證房子能住人的東西。

　　回到 ARM，之所以說它是智能手機時代的基石，是因為絕大部分手機里的 CPU 微架構(gòu)，都是以 ARM 指令集為基礎(chǔ)設(shè)計的。高通驍龍系列、蘋果 A 系列和華為麒麟系列，無一例外。

　　有人說，高通和蘋果芯片設(shè)計能力這么強，不能自己設(shè)計一套指令集嗎?

　　還真沒那么容易。且不論需要大量資金和時間積累，指令集和操作系統(tǒng)一樣，也是依賴整個生態(tài)圈的事情。

　　如上所述，軟件程序要翻譯成 CPU 能理解的語言，才可以運行。但這個翻譯過程并不是件簡單的事，開發(fā)者通常只會針對一兩個平臺來做。

　　因此，上層軟件應(yīng)用越多，這種指令集就越有市場優(yōu)勢。即使某個芯片設(shè)計商開發(fā)出來了自己的指令集，要勸說大批開發(fā)者進行適配，也是件極其困難的事。

　　可見，ARM在智能手機的 CPU 領(lǐng)域，基本上是不可替代的地位。

　　除了 CPU 指令集，ARM還自研了 CPU 和 GPU 內(nèi)核。內(nèi)核可以理解為基于指令集設(shè)計的處理器。不過需要指出的是，ARM的 Mali GPU 并不基于 ARM指令集。

　　英偉達想收購 ARM，可能為了什么？

　　眾所周知，英偉達是桌面級 GPU 的“頭號玩家”，占據(jù)了大部分市場份額。但在移動領(lǐng)域，英偉達幾乎毫無存在感。

　　ARM在智能手機 CPU 領(lǐng)域的地位不用說了，它的 GPU 產(chǎn)品也是行業(yè)第一。

　　據(jù)市場分析機構(gòu) Strategy Analytics 的研究報告，2019 年第二季度移動 GPU 市場出貨量前五名分別為 ARM、高通、蘋果、Imagination Technologies 和英特爾。其中，ARM 以 43%的份額位居第一。

　　事實上，早在 2008 年智能手機剛剛興起之時，英偉達就推出過基于 ARM CPU 和自家 GPU 的 SoC 產(chǎn)品 Tegra，動作可謂非常及時。

　　但在后續(xù)幾年和高通、三星的競爭中，Tegra 逐漸落了下風(fēng)，英偉達在智能手機領(lǐng)域幾乎銷聲匿跡。如若收購 ARM，英偉達便能重新回到智能手機競爭中。

　　另一方面，收購 ARM 也能讓英偉達現(xiàn)在非常倚重的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)受益。

　　截至 4 月 26 日的 2021 財年第一財季，英偉達數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)營收達 11.41 億美元，占總營收的 37%。2020 財年時，這一比例是 27.4%。

　　可見，在新型冠狀病毒肺炎疫情期間，英偉達的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)快速增長，但這僅限于 AI 相關(guān)的加速應(yīng)用。

　　英偉達 GPU 長于并行計算，非常適合 AI 的計算需求，但數(shù)據(jù)中心的計算不止 AI，還有很多其他任務(wù)是需要 CPU 來完成的。大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，都基于 x86 指令集的 CPU 構(gòu)建，有 AI 計算需求再加上 GPU 等其他加速卡。

　　x86 是英特爾開發(fā)的指令集，在服務(wù)器這樣的高性能計算市場占據(jù)統(tǒng)治地位，長期占有超過 90% 的市場份額。

　　主要瞄準(zhǔn)移動市場的 ARM 指令集，長處是低功耗，本來不擅長高性能的計算。但 ARM 最近幾年在手機和智能家居設(shè)備上的大規(guī)模應(yīng)用，使得開發(fā)者對其算法和軟件的性能優(yōu)化越來越充分。開源社區(qū)對 ARM 平臺的支持，也讓 x86 應(yīng)用的遷移成本降低。

　　因此，開始有廠商基于 ARM 來構(gòu)建用于服務(wù)器的 CPU。比如，華為推出的鯤鵬 920 芯片，就是基于 ARM 指令集。

　　雖然將來很長一段時間內(nèi)，服務(wù)器 CPU 的領(lǐng)導(dǎo)者還會是 x86 指令集，但 ARM是一個不可小覷的挑戰(zhàn)者。長期追蹤 ARM CPU 銷售情況的 Hyperion Research 預(yù)計，未來五年里，ARM CPU 在服務(wù)器領(lǐng)域的收入復(fù)合年增長率為 64.7%。

　　對英偉達來說，收購 ARM 后就擁有了切入服務(wù)器 CPU 市場的能力。CPU 和原本的 GPU 協(xié)同，或能在數(shù)據(jù)中心行業(yè)獲得更大的增長空間。

　　對英偉達來說，這筆收購最大的不確定因素可能是監(jiān)管。據(jù)彭博社報道，軟銀曾和蘋果有過初步接觸，但蘋果并沒有意愿出價收購 ARM。知情人士透露，其中一個原因是，ARM 指令集授權(quán)給很多蘋果的競爭對手，比如高通和三星�？紤]到市場競爭和反壟斷，監(jiān)管部門可能不會批準(zhǔn)這樣的收購。但英偉達并不自行研發(fā) CPU 產(chǎn)品，這方面的壓力或許會小一些。