ARM研究

 

資料來源：Arm

[20240104] Cloud RAN可否基於ARM而和Intel一決高下呢

於2023年底Nokia發布一次對於Cloud RAN更新，Nokia將其軟體分為Marvell Technology（其客製化晶片用於第1 層，即要求最嚴格的功能類別）和Intel 的GPP，用於挑戰性較低的第2層和第3 層。但在實驗室試驗期間去年，Intel被安培計算(Ampere )公司取代。此外Nokia在去年2023重點介紹的Cloud RAN 試驗中已經用Graviton取代Intel。預計即將在巴塞隆納舉行的世界行動通訊大會上將公佈此項活動的最新情況。

Ampere得到Oracle 的大力資助，並與伺服器製造商HPE合作，開發一款適合在RAN中部署的基於Arm的GPP。用Ampere代替Intel似乎不需要Nokia進行任何重大修改，Nokia可以在 x86 或基於 Arm 的 GPP 上有效地為第 2 層和第 3 層部署相同的程式碼。

沃達豐(Vodafone)也對 Ampere 感興趣。2023年10月，在馬德里舉行的 FYUZ 產業會議上，沃達豐參與在 Ampere 的 GPP 上測試富士通的 RAN 軟體，因為它們比其他軟體更開放、更可用，但將會有更多的供應商加入。沃達豐網路架構總監聖地牙哥·特諾裡奧 (Santiago Tenorio) 表示：“我知道愛立信、諾基亞和三星都在關注這一點，因為他們真的希望與英特爾競爭。”

不過，Ampere並不是唯一有爭議的 Arm 產品。Nvidia Grace Hopper「超級晶片」的 Grace 部分也是基於Arm的 GPP。在 RAN 範圍之外更為突出的是Graviton，這是一款由 Amazon 使用 Arm 藍圖構建的晶片，並且已經部署在其 AWS 雲端子公司的資料中心中。當 Counterpoint Research 計算資料中心中央處理器 (CPU) 供應商 2022 年的市佔率時，AWS 以 3.16% 的市佔率位居第三，僅次於英特爾和 AMD。為培育 Arm 生態系統，AWS也一直在幫助Arm移植和改編為x86 編寫的軟體。

Parallel Wireless的小型 RAN 軟體開發商展示與 x86 和基於 Arm 的第1 至第3 層GPP 相容的技術。它在一定程度上透過觀察並向超大規模供應商學習來實現這一目標。Parallel Wireless 英國研發主管 Nicolas Scheidecker 表示，他們在各種工作負載中同時使用 x86 和基於 Arm 的晶片。

基於「大規模 MIMO」的最先進5G網路可能仍然需要加速器，「大規模 MIMO」實際上將數十個天線塞進基地台設備中。但Parallel Wireless也認為AVX-512和 SVE2等ARM指令集可以解決許多與 GPP 相關的第 1 層效能問題。Parallel Wireless 現在已經使用 Ampere、Marvell、Nvidia 和 NXP 等多家公司的晶片測試軟體。

這一切都表明 2024 年可能是Could RAN 改變遊戲規則的一年。然而，在可預見的未來，Intel可能仍然是最大的參與者。相較之下，Arm 的生態系統還不成熟。Intel認為沒有兩款基於 Arm 的晶片是相似的，這可能是有道理的。英特爾網路和邊緣事業部總經理 Sachin Katti在2023年9月表示：“Arm的每個變體都是不同的，因此 Ampere 的 Arm 產品與 AWS 的 Arm 產品不同，並認為為Ampere 編寫的軟體無法輕鬆移植到在 AWS 上運行的 Arm。”

不管怎樣，一級電信公司沃達豐的技術長對開放和虛擬 RAN 概念表示不滿，因為這將使他依賴單一晶片製造商。沃達豐顯然有足夠的動力參與英特爾替代方案的試驗。基於 Arm 的系統的基礎終於就位，今年將展示該ARM是否能夠在Cloud基礎上快速發展；然而這一切值得令人期待，畢竟打破壟斷，進而多元商供應是眾所期待之事[4]。

[20231027] ARM 進軍PC不是新聞，但是高通、Nvidia的加入確實改變新的面貌

宏碁集團創辦人施振榮指出「這個產業大家都要撈過界，就是想找新的機會。」這其實是指最近Qualcomm近期推出全新PC處理器晶片，外媒報導NVIDIA也傳出正規劃以Arm架構打造PC CPU，要挑戰PC CPU龍頭Intel地位。

其實施振榮先生說的很對，業界商機本來就是應該要去想辦法的，成不成是另外一回事，大家都在找未來一個可能的機會。跨出既有的業務模式、跳脫原有的舒適圈，整個產業隨時在變化、持續競爭中，所以隨時要保持這個機會。

自蘋果為Mac電腦配備自研的Arm架構M系列處理器以來，蘋果公司在PC領域的市場份額在三年內幾乎翻一倍。然而，微軟很早注意基於Arm架構晶片的優秀性能，並開始尋求新的基於Arm架構的處理器，於是找到Nvidia進行研發。先前，Nvidia沒有買成ARM，但其GPU做得很好，需要有一個CPU的夥伴，來改變這個生態，目前傳言找上聯發科進行合作。

其實微軟早在2016年就選擇和高通一起進行Windows on ARM的計畫，而且高通還獲得獨家授權，可以在2024年之前獨家開發與Windows相容的晶片。但是微軟表示不想依賴Intel、高通，也不想再依賴單一的供應商。因此微軟鼓勵其他公司在高通的排他性協議到期後進入該市場領域。此外，不僅是Nvidia，AMD目前也正計畫開發基於Arm架構的PC晶片。Nvidia和AMD的Arm架構處理器將會在2025年，將是在高通的獨家協議到期後正式開售。

此外，Vodafone承諾2024年推出基於Arm的Open RAN伺服器，並將於2024 年初進行實驗室測試。並深化與英特爾的關係。Vodafone一直和英特爾在西班牙馬拉加(Malaga)的一家工廠研發。

然而，創新需要時間，慢慢累積到足夠改變生態的觸發點。整個典範轉移本來就需有時間。此外，典範轉移有很多種，但最重要的還是最終的市場要買單，這是需要時間的。但是，PC晶片的主要市場領導者還是Intel的x86架構，高通、微軟、Nvidia、聯發科的這一動作，可看作是對Intel和Apple的挑戰及反擊。對此，PC CPU供應商增多下，將有利PC品牌廠採購策略，目前台灣兩大PC品牌不能只壓在一個地方，皆有與高通進行合作。

[20230928] ARM之中國策略是否會隨美中而轉成兩大ARM架構

在2022與2023年來自中國的營收，分別佔Arm總營收的18%與25%，安謀科技（Arm China）為Arm在中國的IP開發和服務代理人。因為在2016年，SoftBank創辦人孫正義百分之百收購Arm，不僅改寫Arm的歷史，並直接導致Arm中國合資企業安謀科技的誕生。2016~2018年間，成立由中方控股、獨立營運的Arm合資企業，中方51%股權代表包括厚朴資本和安創基金等。

其實成立合資企業Arm China的初衷，原是想讓中國晶片企業客戶安全感，同時也避免新的IP業者另起爐灶，搶奪Arm市場。但Arm China的總經理吳雄昂野心不只於此，更希望自建Arm中國生態體系，不只是滿足於擔任Arm在中國市場的IP授權許可分銷商。

原本在吳雄昂推動Arm中國合資企業創立的過程中，孫正義一度可說是吳雄昂最有力的支持者，但在歷經2020~2022年間引發的內部傾軋、CEO罷免之爭，導致孫正義最後不得不在罷免吳雄昂的文件上，投下贊成票。由於大環境變化，不僅軟銀投資失利，而中美對立態勢成型，G2並行，導致ArmA面臨如此多的中國市場風險。

其次，事實上在中國，包括華為海思、阿里巴巴平頭哥、賽昉科技、芯來科技等在布局RISC-V，開發不同層面的軟硬體解決方案，雖說目前主流PC、手機處理器仍各以x86、Arm架構為主，但在IoT、汽車電子、智慧穿戴裝置、智慧家庭、嵌入式等領域，RISC-V架構擁有更多機會。

尤其是RISC-V架構可讓中國企業得以迴避美國晶片禁令對於Arm授權的限制，透過開放原始碼架構來打造新生態，達成中國產業的可控自主[3]。

整體而言，面對中國想扶持本土的IC設計架構而言，ARM Chian無疑將和總部ARM越走越遠。可預見的是美方一定會近全力使ARM架構技術避免流入中國。現在中國的局勢有如當年漢朝和匈奴班對立，中國並非沒有本錢。面對美國的步步進攻，強調競爭的觀念下，再加上民族主義的催生。中國要慎防驕傲自大之心態。畢竟，驕者必敗是千古名言。

[20230908] Intel投資ARM之策略考量
Intel基於ARM技術對於其晶圓代工服務（Intel Foundry Services, IFS）與Altera FPGA事業的戰略重要性，英特爾已參與對ARM的投資。IFS的關注焦點會更多的擺在ARM與RISC-V等指令集架構上。

ARM是Intel採用x86架構的CPU產品的主要競爭對手。然而，在台積電所製造的晶圓當中，高達8成含有ARM處理器，IFS對ARM進行投資與ARM締結合作關係，這表明Intel對於晶圓代工事業是重視，因為如果你沒和ARM合作，則無法成為晶圓代工服務業者。

IFS與ARM先前已宣布締結合作關係，希望透過共同優化ARM IP與Intel 18A製程技術，以最大化利用英特爾這個新型製程節點的效能、功耗、裸晶片面積與成本（PPAC）等方面的優勢，目的是吸引ARM的智慧型手機晶片客戶，來使用IFS產能。此外，雙方也將合作開發手機SoC的參考設計。

Intel似乎沒有限制自己的路，如今也對ARM有所投資，這是困難的突破。商場如戰場，一切都是在商言商，Intel似乎有頗了解孫子兵法。

[20230905] ARM架構伺服器，Amazon與Ampere佔領第一、第二名

儘管目前ARM架構處理器佔全球伺服器比重僅約10%，但是Amazon佔其中的5成以上；然而，這並不包括其他投入ARM架構Windows PC的晶片製造商。目前全球採ARM架構處理器的伺服器，有高達40%都在中國；若以單一企業而言，則Amazon旗下AWS的資料中心，則擁有全球超過50%的ARM架構伺服器處理器。

Amazon主要使用自家Graviton系列晶片(ARM架構)，由AWS旗下Annapurna實驗室設計，並於2018年發布，但僅限自家內部使用。最新一代為2022年底時發布的Graviton3E，面向高效運算（HPC）應用。鑒於這些晶片主要針對AWS特定需求進行優化，因此可客製化在每個插槽或機架中置入更多核心，且晶片能耗更少，進而降低空間和散熱成本。在效能相當的情況下，Graviton晶片與同等級x86晶片相比，成本可降低20~70%。預期2025年推出採用Armv9架構的Graviton4晶片，採台積電3奈米製程。除亞馬遜外，在Arm架構伺服器處理器市場名列第二的企業為Ampere，約佔整體市場5~10%比重[2]。

Amazon與Ampere似圖利用ARM架構擺脫x86 Intel的束縛，然而在伺服器領域中，這兩家業者無疑是做了典範。值得注意的是，Intel 可能需要提防逐漸流逝的市場，以及Intel 所應該採取的策略為何：降價、技術優勢、成本...

[20230825] ARM將要在美國IPO，預估市值600億美元；RISC-V來攪局

ARM將在2023年9月申請在美國NASDAQ進行IPO，預估市值會達到600億美元，而日本軟銀在2016年的購併價則是320億美元。在Arm股票交易後，軟銀仍將維持其作為控股股東的地位。

=ARM的影響力=

截至2023年3月，ARM營收相較前一年下跌約1%，僅餘26.8億美元，淨利更下跌5%至5.24億美元。反映整體晶片市場，尤其智慧型手機應用需求低迷的情形。估計在當年度逾2,000億美元的整體潛在市場（TAM）當中，採用Arm技術的晶片市場佔有率達到49%。當年度使用ARM晶片的客戶總數逾260家，其中貢獻ARM權利金收入的前十大客戶，平均與ARM合作超過20年。

ARM擁有大約6,800項專利，以及大約2,700項正等待核准的專利，估計，全球約7成的人口有在使用以ARM技術為基礎的產品。

=RISC-V的影響=
ARM的AI機遇在邊緣裝置，但免費授權的RISC-V架構，為ARM征服邊緣AI路上的程咬金。RISC-V架構威脅到Arm的授權獲利商業模式。如果RISC-V相關技術繼續發展，市場對RISC-V的支持增加，ARM的客戶可能會選擇使用此種免費的開放原始碼。

=ARM與高通官司=
目前與ARM與高通陷入法律糾紛，高通強調隨著時間的推移，RISC-V內核將有機會在手機當中，得到廣泛的應用。高通目前已經在手機裡使用RISC-V，雖不是在主要CPU當中，但在關於音訊、視訊和其他技術引擎的核心中，RISC-V架構已經導入使用。高通目前仍是ARM大客戶之一，貢獻ARM全年營收上看1成。但顯然ARM的授權付費模式，已經受到客戶的質疑，尤其是在景氣下行時代，手機業慘澹的脈絡下，高通選擇更好用的RISC-V架構方案，已是進行式。

整體而言，預估IPO的ARM將再度發揮其影響力，軟銀的受惠市無庸置疑的，但是ARM會不會也會像x86一樣變成大怪物，而其的ARM授權付費模式會不會使眾多晶片商卻步呢？這些都是未來值得深思的議題，畢竟目前高通與ARM在正陷入法律糾紛之中。

[20220720] Arm慢慢蠶食鯨吞各領域

Arm正一步一步的改變硬體晶片各領域，英特爾x86電腦將慢慢退出市場，如今又更是一例，Google正式宣布要將資料中心晶片架構改由Arm來設計，目前是和Ampere合作採用Arm架構開發資料中心晶片[1]。

==Key===

• Arm China：
• 在2022與2023年來自中國的營收，分別佔Arm總營收的18%與25%
• 中方51%股權代表包括厚朴資本和安創基金
• RISC-V：中國包括華為海思、阿里巴巴平頭哥、賽昉科技、芯來科技等在布局RISC-V
• ARM架構處理器佔全球伺服器比重僅約10%，Amazon佔其中的5成以上(AWS的資料中心)
• 目前全球採ARM架構處理器的伺服器，有高達40%都在中國。
• 高通手機使用RISC-V
• 雖不是在主要CPU當中，但在關於音訊、視訊和其他技術引擎的核心中，RISC-V架構已經導入使用
• 高通目前仍是Arm大客戶之一，貢獻Arm全年營收上看1成
• ARM的AI機遇在邊緣裝置，但免費授權的RISC-V架構，成Arm征服邊緣AI路上的程咬金
• 當 Counterpoint Research 計算資料中心CPU供應商 2022 年的市佔率時，AWS 以3.16%的市佔率位居第三，僅次於英特爾和 AMD。
• 資料中心採用ARM晶片架構：
• 亞馬遜AWS(約超過50%市場比重)
• Ampere Computing為英特爾前主管創立的晶片公司(約佔整體市場5~10%比重)
• Microsoft
• Google Cloud
• 甲骨文、阿里巴巴、百度、騰訊

Reference:

[4][20240103]雲 RAN 的較量將在 2024 年挑戰英特爾

https://www.lightreading.com/open-ran/arm-wrestle-for-cloud-ran-will-challenge-intel-in-2024
[3][20230928]安謀科技與Arm同床異夢　華為還會依賴Arm多久？
[2][20230905]Arm架構伺服器處理器　AWS坐擁全球逾半

[1][20220720] Google Cloud將採Arm架構晶片　威脅微軟、超微領導地位

Google Cloud將採Arm架構晶片　威脅微軟、超微領導地位 (digitimes.com.tw)

Google宣布旗下的雲端運算服務Google Cloud，將推出以Arm架構晶片為基礎的服務。據悉該款晶片為Ampere Computing的Altra晶片。由於資料中心的晶片技術市場原本都由英特爾(Intel)和超微(AMD)居主導地位，Google此舉應會對英特爾和超微帶來不小壓力。

據路透(Reuters)報導，Ampere Computing為英特爾前主管創立的晶片公司，除Google以外，微軟和甲骨文(Oracle)也都是其客戶。Arm從2018年起，跨足原本由英特爾及超微主導的資料中心晶片市場。部分雲端運算業者如亞馬遜AWS和阿里巴巴，都自行設計Arm架構晶片並委託晶片代工大廠生產。部分企業如Google就轉而與Ampere Computing合作。

如今Arm架構晶片已可見於亞馬遜AWS、微軟(Microsoft)、甲骨文，和阿里巴巴、百度、騰訊等企業的資料中心。這些企業將資料中心的運算能力，透過付費雲端運算服務的形式，出租給軟體開發商。這些資料中心也提供由英特爾及超微晶片為基礎的服務。

不過在Google宣布要成為以Arm架構晶片的雲端服務商後，現在各大服務商幾乎都提供以Arm架構晶片作為基礎的服務。