卧"芯"尝胆 RISC东山再起

当搭载骁龙820的笔记本电脑打开Photoshop运行的时候，台下的人群爆发出阵阵掌声，是的，RISC架构处理器将再一次进攻个人电脑市场。与大部分人认为个人电脑一直采用x86架构所不同，26年前的1991年，由苹果、IBM和摩托罗拉组成的AIM联盟就曾用RISC架构向当时以及今天的个人电脑芯片霸主英特尔发起了挑战，而这个故事要从40年前开始说起。

RISC架构大战CISC架构

在上世纪70年代末的时候，IBM以及其他企业的从业人员发现如果按照现在指令集发展的方向继续发展的话，也就是CISC(复杂指令集计算机)架构，那么现有的指令集系统会越来越复杂，虽然指令集越来越复杂但是编译器却很少使用这么多复杂的指令集，这个时候RISC(精简指令集计算机)诞生了，而为了区分，传统的架构才有了CISC这个名字。凭借着高效的运算能力，RISC一出现就开始大放异彩，几乎是一边倒的支持，那个时期的IEEE(美国电气工程师协会)的期刊上各种为RISC叫好论文，甚至大学的相关教材都是以RISC为基础，服务器市场更是不在话下。而两者最大的区别可以用一个简单的例子来形容，比如做乘法5乘5。CISC一条乘法指令搞定，到了RISC这边就是5+5+5+5+5。指令多意味着在处理复杂运算的效率高，指令少则意味着灵活， 但是灵活的背后则是对数据带宽的巨大需求，而CISC则不需要。实际上两者的设计思路差异非常的复杂，可以说是各有千秋，没有绝对的好与坏。

搭载Power处理器的苹果电脑

1978那年6月8日，那时候还名不见经传的Intel发布了CISC架构的16位微处理器“8086”，也就是首款X86处理器，在之后的30多年历史里， 尤其是从80年代后期到90年代 RISC架构同CISC架构为了争夺个人电脑市场交手过很多次。其中最为瞩目的莫过于由苹果、IBM和摩托罗拉三剑客组成的AIM联盟在1991年到2005年在桌面市场对x86架构Wintel联盟发起的第一次挑战以及从80年代中期到90年代末服务器市场上以SUN，SGI，MIPS，阿波罗，惠普，DEC和IBM组成的UNIX七雄与Wintel联盟的大战。但遗憾的是，不论是AIM联盟还是UNIX七雄，最终都败在Wintel联盟手下。就在全世界认为x86要一统天下的时候，没想到与x86架构发布的同一年诞生的小公司Acorn，也就是如今大名鼎鼎的ARM公司则在30年后的今天帮助RISC成功上演复仇记。

桌面移动全面开战

ARM架构和X86架构的发展可以说是彼此借鉴和共同创新的，有点类似于今天的iOS和Android。例如X86架构开始引入RISC的一些设计例如一级缓存和微指令，而RISC也开始搭载一些复杂的指令集。X86架构的优势在于复杂的指令集所带来的高性能，与此对应的则是芯片的复杂度和面积提升所带来的高功耗，而ARM架构的优势则是高效，灵活的指令集搭配所带来的低功耗便利性，缺点则是执行复杂程序时性能上要明显弱于X86和对带宽的高要求。

从名字：Advanced RISC Machine——高级RISC机就可以看出ARM自诞生以来就是RISC阵营的忠实拥护者。而ARM与Intel的恩怨纠葛由来已久，由于同处一个时代，在面对神一般的对手英特尔时，早期的ARM只能用生不逢时这四个字来形容。那时的ARM知道如果正面对抗英特尔只能用找死俩字形容，因此希望与Intel合作并向Intel申请286处理器样片，但不幸的是，遭到了Intel无情地拒绝，被迫转向RISC架构的怀抱，开始凭借： 低成本、低功耗、高效率的优势在移动市场寻找生机。此时的RISC阵营在失去了个人电脑市场，慢慢丢失服务器市场的同时，衍生的ARM架构在移动平台还算风生水起，例如便携游戏机GBA，PSP，NDS等等都是采用ARM架构的代表产品，最终智能手机的发展让ARM走上巅峰。

ARM处理器

智能手机的飞速发展打了老牌巨头英特尔一个措手不及，在各大半导体公司例如德州仪器、博通、三星、高通等纷纷投靠ARM阵营同时，x86架构的亲妈英特尔显得颇为尴尬。仓促之下妄图使用修改过的低功耗Atom牵手谷歌安卓来进入移动市场。但是理想很丰满，现实很残酷。由于此时的安卓生态圈已成为ARM软件的天下，Atom遇到了因为兼容性带来的严重水土不服的问题。除此之外，尽管英特尔为了降低x86架构的功耗投入巨大的人力，精力和财力，但依然无法同ARM进行抗衡，最终被迫退守桌面市场。毕竟低功耗可是ARM的看家本领啊。

相比英特尔进军移动市场的不顺，ARM架构进攻桌面市场也并不是那么的一帆风顺，平板电脑就是最好的例子。而ARM所面临的问题同英特尔几乎一样，那就是兼容性。由于近30年来所有的大型软件都隶属于Wintel联盟的生态圈，因此如果微软不作为的话，ARM同样无法运行x86版本的软件。但相比之前的屡战屡败，这一次幸运女神的天平倾向了ARM，在得到了微软的全力支持之后，ARM终于获得了一次与x86架构进行相对“公平”决斗的大好机会，能否代表RISC阵营一雪前耻就要看ARM如何去做了。

2从服务器到生态

服务器市场战火再起

前文提到的 CISC与RISC在80年代末90年代初大战时最后的重要战场就是服务器市场。而英特尔之所以能最终取得胜利，跟IBM的误判有很大关系。由于IBM在早期认为RISC架构由于性能卓越用在民用电脑市场上完全是浪费，再加上服务器市场利润丰厚，于是让Intel和AMD代工生产民用电脑的CPU，自己主动放弃RISC架构的民用电脑市场使得这两家尤其是Intel迅速发展并成为自己在服务器市场上最强大的对手，而CISC架构的代表Intel凭借自身的强大技术和微软的系统在个人电脑市场上一直以来全力支持，更是让RISC架构的CPU与个人电脑市场saybye-bye。在90年代中期的服务器市场， RISC架构的小型机代言组合UNIX七雄和X86架构的服务器分别占据了78%和22%的市场，凭着Intel和AMD的努力，到了2010年，RISC和X86的市场份额已经发生了对调变成29%对63%。丢失市场份额的代价则是UNIX七雄中的六雄非死即伤退出服务器市场，如果不是蓝色巨人IBM凭借高端处理器Power系列独领风骚，也许X86架构真的要一统江山。

ARM架构的AMD皓龙服务器芯片

只是让所有人都没想到的时，在移动时代x86架构被彻底边缘化，将市场拱手让给RISC接班人ARM。而于此同时，ARM在服务器市场也是虎视眈眈，蓄势待发。2014年，随着x86阵营中的AMD推出其首款ARM处理器皓龙，让服务器芯片市场再次硝烟四起。而2017年下半年，高通首款款10nm ARM架构服务器处理器Centriq 2400就要正式登陆服务器市场，而这也意味着RISC阵营正式吹响了反攻的号角。

得生态者得天下 有规模者定乾坤

回顾30多年得芯片大战史，我们可以从中总结处两个影响最终结果的重要因素。首先第一就是规模。半导体行业非常讲究规模效应，销量百万片和千万片不论是成本还是良品率都完全不同。早年苹果最终放弃Power处理器最重要的原因就是由于IBM Power的生产规模远远比不上英特尔，因此造成成本极其高昂最终使得苹果倒向x86架构。其次就是生态圈，如果英特尔当年没有微软这个好基友统领了桌面系统，使得大型软件开发商纷纷针对英特尔进行优化处理，英特尔也无法在PC时代独领风骚。就目前来看，ARM依靠着独特的授权模式使得其整体规模与x86不相上下。决胜的关键点就看生态圈，一旦ARM完全克服掉兼容性问题，那么英特尔将陷入被动局面。