隨著蘋果新一代iPad Pro、華為Mate 20、小米9（包括聯(lián)想Z5 Pro GT）和三星Galaxy S10（歐版和韓版）的上市，A12X仿生芯片、麒麟980、驍龍855和Exynos 9820這些頂級ARM架構(gòu)處理器（準(zhǔn)確來說是SoC）正式亮相。

從性能的層面來看，上述芯片中蘋果A12X仿生芯片是智能手機領(lǐng)域的最強之芯，哪怕是剛剛 量產(chǎn)的驍龍855也難掩它的鋒芒，其性能更是直接威脅到了X86架構(gòu)處理器的程度。

那么，越來越強的ARM處理器，它們有可能取代X86處理器的地位嗎？

 

來自iPad的沖擊

A12X的強還是有原因的。

手機的輕巧形態(tài)，注定其與PC是兩條難以交集的平行線，所以哪怕手機性能再強，也難以撼動PC在涉及“生產(chǎn)力”的計算領(lǐng)域的霸主地位。

然而，以iPad Pro為代表的專業(yè)平板電腦，卻憑借足夠大的視野、更精準(zhǔn)的觸控（感壓筆）、更持久的續(xù)航、更便攜的尺寸、與專業(yè)鍵盤套結(jié)合就是筆記本形態(tài)等特性，如果再加上足以趕超X86處理器的性能，就足以威脅到以輕薄本和二合一設(shè)備為代表的PC設(shè)備了。

 

平板電腦碩大的機身，散熱環(huán)境比手機好了很多，所以可以賦予SoC更高頻率和規(guī)格

 

因此，當(dāng)蘋果發(fā)布武裝了A12X仿生芯片的新一代iPad Pro，并表示這顆芯片“超越了目前92%便攜PC的處理器性能”時，整個業(yè)界一片嘩然——平板電腦（ARM處理器）全面取代便攜式PC（X86處理器）的時代難道就要從它開始？！

為此，ARM能否扳倒X86，從A12X仿生芯片身上也許就能找到答案。

 

大家還記得新一代iPhone搭載的A12仿生芯片嗎？

 

A12仿生是一顆由2個性能核心和4個節(jié)能核心組成的6核SoC，內(nèi)部還集成了4核GPU和獨立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元。作為它的繼任者，A12X升級為8核SoC（4個性能核心+4個節(jié)能核心），GPU也同時升級為7核，晶體管數(shù)量從A12的69億顆提升到了整整100億顆！作為對比，麒麟980和驍龍855的晶體管數(shù)量分別是69億和60億左右。

在GeekBench 4.3的跑分?jǐn)?shù)據(jù)庫中，蘋果A12X仿生芯片的單核/多核性能分別達(dá)到了5000和18000左右。

 

作為對比，英特爾針對游戲本定制的第八代酷睿i5-8300H則只有4300和13500左右的成績。要知道，A12X仿生芯片全速運行時的TDP功耗應(yīng)該只在10W上下，而酷睿i5-8300H卻是一顆有著45W TDP的處理器！

一顆平板電腦專用的“芯臟”，跳動得竟然比碩大游戲本的“芯臟”還要有力，怪不得無數(shù)網(wǎng)友紛紛感嘆“要變天了”。

 

一些基本的概念

在討論ARM是否有望取代X86前，我們需要掌握一些最基本的技術(shù)術(shù)語。

 

ARM

ARM既是一家公司，同時也代表一種處理器專用的指令集和架構(gòu)。ARM自己不生產(chǎn)芯片，但會將研發(fā)的指令集和公版架構(gòu)授權(quán)給其他芯片商（如蘋果、高通、三星、華為海思、聯(lián)發(fā)科）完成從半導(dǎo)體芯片設(shè)計、生產(chǎn)到銷售的其他流程，并通過授權(quán)費和提成實現(xiàn)盈利。

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自研（定制化）

如果芯片商只憑借ARM的指令集授權(quán)，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)芯片，則可被歸類到“自研”（或定制化）。比如驍龍820、三星貓鼬核心、蘋果從A5往后的SoC（處理器平臺）就都采用了在ARM指令集的基礎(chǔ)上自研CPU架構(gòu)。

原生架構(gòu)

ARM每隔一個時期都會發(fā)布新一代公版CPU/GPU架構(gòu)，比如Cortex-A76、Cortex-A55和Mali-G76 GPU。如果芯片商旗下的SoC直接采用了公版架構(gòu)，那我們就能將其視為采用了原生ARM架構(gòu)的芯片。

魔改（半定制化）

芯片商在拿到ARM公版CPU架構(gòu)后，可以對其進(jìn)行一定程度的改造，從而實現(xiàn)更高性能、更多功能或更低功耗，而此類SoC就屬于“魔改”，也就是半定制化的芯片，比如高通驍龍835、636、660、710和845所用的“Kryo”核心就都是基于公版Cortex-A架構(gòu)半定制化而來。

 

RISC

RISC即“精簡指令集”，所有基于ARM指令集自研或ARM公版/魔改架構(gòu)設(shè)計的SoC，都屬于RISC陣營的成員。

X86

X86是和ARM同級別的處理器架構(gòu)，英特爾和AMD旗下的桌面/移動處理器，全部都是基于X86架構(gòu)設(shè)計的芯片。

 

CISC

CISC即“復(fù)雜指令集”，所有基于X86架構(gòu)設(shè)計的處理器（也包括SoC），比如我們熟悉的酷睿、奔騰、賽揚、Atom、銳龍、羿龍、速龍都屬于CISC陣營。

SoC

SoC指的是在單個芯片上集成一個完整的系統(tǒng)，SoC除了CPU和GPU以外，還集成了包括ISP、DSP、Modem（基帶或調(diào)制解調(diào)器）、射頻相關(guān)的一系列芯片和電路的有機整體。一般我們會將手機/平板、超極本筆記本的“芯臟”稱為SoC（或處理器平臺），而游戲本和臺式機的“芯臟”則可稱為處理器。SoC中必然包含處理器，但處理器卻并不一定是SoC。

總之，iPad Pro所搭載的A12X仿生芯片是最強的ARM架構(gòu)代表，而它所要挑戰(zhàn)的則是X86架構(gòu)的權(quán)威。

換句話說，平板電腦和便攜式PC之間的競爭，說白了就是RISC精簡指令集和CISC復(fù)雜指令集的較量。

 

并不對等的較量

雖然A12X仿生芯片看似有著超越酷睿i5的性能，但這并不代表前者可以取代后者，因為兩顆芯片背后的RISC和CISC指令集之間的較量并不對等。

 

架構(gòu)之間的兼容難題

CPU之所以能完成各種計算任務(wù)，就是因為它可以“正常工作”（執(zhí)行能力）、能“聽懂人話”（依靠指令集）、有足夠的“統(tǒng)籌能力”（調(diào)節(jié)任務(wù)前后順序的邏輯能力），當(dāng)這3種天賦技能集于一身后就成為了我們常說的“架構(gòu)”。

問題來了，不同的架構(gòu)之間，執(zhí)行效率有高有低、命令描述的語種存在差異、你也不能指望大家都有相同的邏輯思維能力。

典型的ARM架構(gòu)圖

 

以上，就導(dǎo)致了不同架構(gòu)之間的互不兼容——你給專門修自行車的老師傅一套維修飛機的操作指南，后者自然會呈現(xiàn)出一臉懵逼的表情了。

典型的X86平臺架構(gòu)圖

 

因此，ARM和X86架構(gòu)之間，先天就存在互不兼容的問題。

 

RISC和CISC的先天差異

ARM和X86架構(gòu)最本質(zhì)的差異，就是采用了不同的指令集。而RISC和CISC指令集之間，由于設(shè)計出發(fā)點的不同，二者在邏輯思維和執(zhí)行能力上也存在極大的差異。

下面，我們就以讓RISC和CISC分別執(zhí)行“清潔地面”的命令為例，看看它們是如何處理的吧。

邏輯上，“清潔地面”的大概思路是先拿起掃帚，掃地；拿起簸箕，用掃帚把垃圾掃進(jìn)簸箕；放下掃帚和簸箕，潤濕墩布；再用墩布擦地，直至清潔地面完成。

對CISC復(fù)雜指令集而言，很容易理解“清潔地面”這套邏輯，下達(dá)“清潔地面”命令后，就能按照規(guī)則和順序，一步步自動完成。

對于RISC精簡指令集而言，它一下子可理解不了如此復(fù)雜的邏輯，必須將復(fù)雜的邏輯順序拆分，然后按照一項項簡單的命令去完成復(fù)雜的操作。

比如，想讓RISC精簡指令集完成“清潔地面”命令，就必須依次下達(dá)“拿起掃帚”、“掃地”、“拿起簸箕”、“把垃圾掃進(jìn)簸箕”、“放下掃帚和簸箕”、“潤濕墩布”、“墩地”……

看起來CISC復(fù)雜指令集方便又強大？沒錯，如果要同時清潔無數(shù)房間地面，你只要對著不同的房屋說“清潔地面”、“清潔地面”、“清潔地面”……即可。

而對RISC精簡指令集，你需要對著每個房間都重復(fù)一整套復(fù)雜的命令，如果下達(dá)指令的人嘴巴不夠快（帶寬不夠大），那清潔地面的效率自然受到影響，難以和CISC復(fù)雜指令集抗衡。

但是，現(xiàn)實生活中，并非所有房間的地面都需要一整套的清潔流程，比如你只需要墩地一個步驟。

對RISC精簡指令集而言，你只需對著需要清潔的房間說“墩地”、“墩地”、“墩地”即可。而由于CISC復(fù)雜指令集沒有單獨的“墩地”動作，操作起來就要麻煩許多，完成相同的墩地操作會消耗更多資源，翻譯過來就是發(fā)熱更高更費電。

這就是RISC和CISC的本質(zhì)區(qū)別。說不上誰好誰壞，只能說它們所擅長的領(lǐng)域各不相同。

 

以ARM架構(gòu)為代表的RISC精簡指令集，最適合針對常用的命令進(jìn)行優(yōu)化，賦予它更簡潔和高效的執(zhí)行環(huán)境，對不常用的功能則通過各種精簡指令組合起來完成。

換句話說，RISC是將復(fù)雜度交給了編譯器，犧牲了程序大小和指令帶寬，從而換取了簡單和低功耗的硬件實現(xiàn)。

對以X86架構(gòu)為代表的CISC復(fù)雜指令集，則適合更加復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。

換句話說，CISC是以增加處理器本身復(fù)雜度作為代價，以犧牲功耗為代價去換取更高的性能。不過，X86架構(gòu)則可通過對新型指令集的支持（如SSE4.1、AVX-512等），提高指定任務(wù)的執(zhí)行效率和降低功耗。

 

應(yīng)用環(huán)境決定未來

在過去的時間里，ARM和X86都在想辦法滲透到對方所擅長的領(lǐng)域蠶食市場。

比如，英特爾曾先后推出過“Clover Trail”、“Clover Trail+”、“BayTrail-T”和“Cherry Trail-T”等Atom（凌動）平臺，比如Atom Z2580、Z3480、Z3740、X5-Z8500等，它們最大的特色就是可以運行專為ARM架構(gòu)定制的Android系統(tǒng)，后期的平臺還曾主打“Windows 10+Android”雙系統(tǒng)，在智能手機、千元/百元平板電腦領(lǐng)域引起過不小的波瀾。

 

可惜，Atom處理器在Android系統(tǒng)中總存在些許兼容性問題，功耗和發(fā)熱量也難以保障。

因此，英特爾隨后不得不放棄這一產(chǎn)品線，致力于研發(fā)具備更高能效比的酷睿處理器，讓X86筆記本也能具備媲美ARM架構(gòu)設(shè)備“全天候續(xù)航”的能力。

最近的1年里，高通也攜手微軟，推出了基于驍龍835平臺的Windows 10筆記本（包括二合一），從而實現(xiàn)了讓ARM架構(gòu)運行X86架構(gòu)專屬Win32程序的夢想。

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可惜，驍龍835在Windows 10系統(tǒng)下存在執(zhí)行效率下降，不兼容64位應(yīng)用，帶不動大型3D游戲等缺陷。好消息是，2019年我們還能看到和驍龍855一脈相承的驍龍8cx，其性能和兼容性更好。

 

總的來說，最近幾年ARM和X86在相互試探攻勢中，誰都沒能討得便宜，畢竟X86主打的就是高性能，Atom這類超低功耗處理器先天就失去了性能優(yōu)勢；ARM的天賦技能就是節(jié)能省電，想實現(xiàn)接近X86架構(gòu)的性能，功耗也將難以節(jié)制。至少在不遠(yuǎn)的未來，這種微妙的平衡還是很難被打破的。

但不可否認(rèn)的是，新一代iPad Pro，以及其背后的iOS系統(tǒng)，的確已經(jīng)對X86產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。

X86在今天的繁榮，是因為過去數(shù)十年間整個世界的資源都對其進(jìn)行了優(yōu)化。如果未來更多的應(yīng)用可以推出針對ARM架構(gòu)的iOS和Android平板優(yōu)化版，ARM還真的有機會贏得與超便攜PC之間的戰(zhàn)爭（非游戲領(lǐng)域）。

不相信？那我們不妨回憶一下。以往想獲得一張美顏照片，我們需要先用手機/單反拍照，然后傳輸至PC，利用PhotoShop軟件的各種摳圖、模糊、調(diào)整曲線和渲染操，才能獲得一張滿意的美圖。

如今，手機只需打開相機APP，確保拍照模式處于“美顏狀態(tài)”，擺好POSE按下快門即可。

 

 

此外，以華為Mate 10/20，榮耀Magic2/V20/Note 10，三星Galaxy S8/S9等為代表的Android手機，還引入了類似電腦模式或DeX等功能，即通過USB Type-C接口可以和顯示器相連，輸出類似Windows 10的系統(tǒng)界面，結(jié)合鼠標(biāo)鍵盤可以實現(xiàn)類似PC的操作體驗。最關(guān)鍵的是，PC模式并不影響手機端的操作，你可以一面在電視上編輯文檔、查閱資料，而手機端還能繼續(xù)聊微信、看抖音，二者互不干擾。

三星DeX功能

 

華為榮耀手機的電腦模式

 

當(dāng)未來更多的主流應(yīng)用都能找到對應(yīng)iOS和Android平板（或電腦模式）的優(yōu)化版本后，大部分手機連接顯示器后都能變身PC時，你還會在PC上進(jìn)行更復(fù)雜的操作嗎？

反正對小編每天的常規(guī)工作來說，手機+顯示器的電腦模式除了沒法登陸后臺發(fā)稿以外，像寫稿、修改PPT、上網(wǎng)查資料、看視頻聊天、修圖等工作都能搞定，而且還不存在Windows 10電腦開機慢，打開瀏覽器初始特別卡等現(xiàn)象。

因此，ARM設(shè)備能否取代PC，性能只能算是調(diào)味劑，真正的催化劑，還是看整個應(yīng)用環(huán)境，能否打破專業(yè)應(yīng)用都被X86獨占的霸權(quán)。

最后再問個問題，你晚上回家后有多久沒開電腦了？