2020年之前,如果有人喊出“Arm架构将有望实现底层计算架构的统一”,经济观察网记者秦丽恐怕会遭到业内人士的质疑。
2020年后,苹果基于Arm架构开发的M1芯片的问世,犹如一石沉大海,荡漾在智能计算机建设者的心中。

Arm CPU的机会来了吗?有人怀疑,有人肯定……种种猜想的背后,是五位从业多年的行业资深人士选择了坚信。几经周折,成立了一家名为核心科技的公司。
近日,这一核心技术宣布成为LinaroWindows on Arm工作组全球第四家、中国第一家公司。此前,Arm、微软、高通三大国际巨头已经加入该项目,推动Arm生态系统在Windows系统中的发展。
为什么一个初创公司可以和一个国际巨头并肩作战?Arm架构对行业的重要性是什么,未来的机会是什么?
为了回答这些问题,经济观察报采访了这一核心技术的软件部副总裁刘刚。他在半导体行业拥有近20年的经验,曾在AMD担任软件部门总监。他在跨操作系统的大型系统软件研发的开发和管理方面有着丰富的经验。
刘刚认为,未来Arm架构将面临实现底层计算架构统一的历史性机遇。
苹果M1激起的创业梦
2020年11月,苹果发布了基于Arm架构的M1芯片。配备M1芯片的Mac电脑比x86笔记本待机时间更长,能效比更高。在10W的功耗限制下,M1芯片可以提供传统x86笔记本处理器两倍以上的CPU性能。
得知这个消息,刘刚有些惊讶。在他看来,“这是Arm阵营的一大进步”,作为技术背景,可谓“颠覆”。
“在我们的认知中,Arm架构只能应用于手机、平板等低功耗移动平台。如果应用在PC上,省电性能会很突出,但如果想两者兼得高性能,过去似乎不太可能实现。所以,架构本身的巨大进步也在向我们发出强烈的信号,这是技术变革的时间窗口,也是创业的好机会。”刘刚说。
所以当他们听到孙创业的消息时,他们几乎一拍即合。天时、地利、人和,刘刚觉得自己可以做一些有趣的事情。
2021年10月,公司成立,创始成员的认知高度一致,即未来Arm架构将统一整个计算平台。ARM芯片的研发门槛很高,但参与创业的团队成员都在行业深耕多年,经验丰富。很多都来自半导体巨头AMD,配合默契;CTO刘芳在苹果和meta领导了多代自研SoC的开发。
公司的名字被命名为核心技术,灵感来自刘刚。
王阳明说:“此心明,可我又能说什么呢?”。刘刚认为,这句话背后的意思是,做任何事情都要按照自己的心去做,不要被外界的杂念所干扰。如果我们做一件事是因为它本身的意义,而不是它带来的好处,我们会更专注,更容易找到自己的人生价值。当今社会,人们浮躁。如果有一种方法可以获得内心的平静,集中精力把事情做好,那将是一件多么美好的事情。同时“心”和“芯”谐音,表示这种核心技术想要专注于芯片,努力实现自己最初的愿景。
苏东坡也提到“这和平的地方是我的故乡。”刘刚表示,希望公司是一个员工可以安身立命的地方,身处其中的人自然会安心。
一切准备就绪后,这个拥有强大团队实力的核心技术开始陆续接到各个投资机构的橄榄枝。
2021年,根据SIA数据,2021年全球半导体销售额为5559亿美元,同比增长26%。其中,中国半导体销售额达1925亿美元,同比增长27%。SEMI数据显示,2021年,全球半导体设备市场规模为1026亿美元,同比增长44%。同期,中国大陆半导体设备销售额为296亿美元,同比增长56%,行业增速远超全球平均水平。
同时,受多重因素影响,中国缺芯问题泛滥。在这样的情况下,很多投资人开始打算在半导体产业圈做一些前瞻性的投资。
刘刚惊喜地发现,很多投资人都注意到了Arm CPU赛道。在和一些头部机构投资人接触的时候,不需要在技术描述上花太多时间,因为之前投资机构内部对于赛道已经做了大量的研究和探索。

有一次,创始团队准备和国内某著名投资机构交流。在和负责人谈之前,刘刚和团队已经做好了解释Arm CPU的趋势、方向和逻辑的准备。但对方马上表示不需要解释,相关背景清楚。相比之下,他们想知道这个核心技术要做什么,如何达到想要的水平。
还有一次,刘刚和他的团队只和一家投资机构的工作人员见了一次面,第二天该机构的负责人就从北京飞到了上海。我们彼此谈得很好,这次谈的内容没有过多的讲解技术,更多的是负责人分享创业经验。
“这两件事给我留下了深刻的印象。没想到投资人几乎和我们同时知道赛道。”刘刚回忆道。
为什么选择Arm CPU?
截至2022年7月,该核心技术已先后完成天使轮、天使+轮、天使++轮、Pre-A轮四轮1亿美元融资。投资机构包括联想创投、创投、蔚来资本、云久资本、顺为资本、白资本、基石资本、中科创兴、嘉实投资、元和普华、云秀资本等。
联想创投董事总经理罗旭表示,在20世纪50年代,人工智能发展迅速。但由于人工智能需要更多的测试,相关成本较高,为了降低成本,联想创投开始专注于人工智能相关的半导体项目。2017年起,联想创投开始投资半导体。随后,由于中美贸易关系的影响,半导体行业逐渐成为市场关注的焦点。
在这种情况下,投资机构依然层出不穷。罗旭认为这与政府关系和半导体生产阶段的迁移有关。从其生产阶段的迁移来看,半导体生产先是从北美迁移到日本和韩国,现在又从日本和韩国迁移到中国台湾省。
“目前,我们希望它能从中国台湾省搬到大陆。在多种因素的影响下,越来越多的人参与半导体投资。”罗旭说。
半导体产业的产业链包括芯片设计、芯片制造和芯片封装测试。从2021年的市场来看,在芯片设计的细分领域,智能计算占比较大。智能包括四个方向,分别是移动、桌面、XR和AIoT。
因此,市场上大部分投资机构还是以智能计算为主。在智能计算的架构中,x86、Arm和RISC-V是主流架构,其中x86和Arm是市场份额最大的两种架构。但是Arm架构主要应用在移动端,x86是桌面端。
罗旭提到,根据IDC和方舟投资的综合数据,由于Arm的低成本和高可扩展性,桌面和服务器端Arm将在未来取代x86。其中,从全球PC年产量来看,Arm将在2025年进入量产,年产量4300万台;2028年Arm年产量将超过x86;到2030年,Arm的出货量将是x86的三倍。从服务器市场规模来看,2022年Arm服务器将进入量产,总规模420亿美元;到2030年,Arm的总规模将达到1100亿美元,逐渐蚕食x86市场。
“中国目前正面临一个重建Arm CPU产业投资生态的绝佳机会。联想创投一直致力于通过内部投资和外部孵化,解决创新问题,布局IT技术的未来。这支核心技术团队在Arm SoC架构、CPU核心设计、软件架构、客户定制服务等方面的顶尖技术能力,是双方合作的核心要素。依托联想集团的全球资源和全产业链的赋能优势,联想创投将不断强化被投企业的综合竞争力,帮助其快速成长。”罗旭说。
重塑Arm CPU生态的契机
“Arm是未来十年真正有潜力统一计算能力底层的CPU架构。”刘刚说。
在刘刚看来,过去市场上的底层CPU多为PC端或服务器端的x86,移动端则被Arm架构垄断,而自动驾驶、元宇宙等前沿应用的底层CPU也是基于Arm。如果想打通各个末端形成统一的生态,老大哥x86很难。从历史经验来看,x86进入手机领域的多次尝试都以失败告终。因为沉重的历史包袱,不得不兼容太多的老应用,所以很难简化指令,从高性能打入低功耗领域。简而言之,x86架构能耗比的限制,使得其在低功耗上很难与Arm架构竞争。上面提到的RISC-V作为一种新的架构,仍然要复制Arm架构二三十年来的迭代,克服生态碎片化的问题,才能成为通用处理器的理想选择。
回到Arm,通过过去几十年整个生态的积累,逐渐从嵌入式开始。在苹果的帮助下,以谷歌为首的智能手机时代迅速主导了整个移动计算平台。目前,苹果、微软、亚马逊等行业巨头都在大力推广Arm架构作为未来端到端、云端混合智能计算的基础CPU平台,云与Arm架构的结合迎来了统一计算底层CPU架构的绝佳契机。
那么,业界有必要统一CPU架构吗?
刘刚认为,统一的CPU架构将是程序员开发应用的极大简化。他们只需要为一种架构编程,不需要考虑适应不同的架构。如果以上应用场景都能打通,那么云端协同开发部署的效率将会大大提高。

据悉,在今年5月微软开发者大会之前,Arm发布了针对Windows开发者的问卷调查。调查结果显示,半数开发者认为,在未来几年内,Arm上的Windows形式的个人电脑将占据至少四分之一的市场份额。如果开发者的设想成真,这将是几十年来PC架构最大的变化。同时,调查结果也表明,目前制约他们向Arm平台迁移的最大原因是工具链和开发平台的缺乏。基于同样的考虑,微软在开发者大会上发布了一系列端到端的Arm原生工具链,以更好地支持Arm原生应用生态。同时,会上发布了更多基于Arm的硬件开发平台,方便Windows开发者在Arm平台上创建更多云集成的革命性应用。
“重建Arm CPU产业生态是一个全球性的机遇,无论对国内还是国外厂商都是如此,我们也不例外。通过微软等生态伙伴过去十年的积累,目前大部分主流Windows应用都可以通过模拟x86在Arm上运行,而不是从头开始。我们现在要做的是让更多的主流应用原生运行在Arm上,做好极致的性能优化和更好的兼容性适配,进一步完善这个生态。虽然离真正好的用户体验还有很长的路要走,但对于这项核心技术来说,这意味着一个绝佳的机会。我们可以直接与其他行业领导者合作,在生态变化的早期推动相关产品和生态的标准化。相比其他生态壁垒很强的赛道,Arm CPU提供了非常开放的创业机会。”刘刚说。
为了抓住这个机会,这项核心技术选择加入Linaro的Windows on Arm工作组。此前,Arm、微软、高通三大国际巨头已经加入该项目,推动Arm生态系统在Windows系统中的发展。工作组成立不久,就在LLVM、Qt等基础软件框架的适配上取得了重大突破。
刘刚表示,作为一家新成立的初创公司,成为全球第四家、中国第一家加入Windows on Arm工作组的公司,是一个非常重大的里程碑。同时,在成立之初就在世界顶级平台上与行业巨头进行技术和标准建设的透明合作,这意味着生态伙伴对这种核心能力和潜力的双重认可。加入工作组后,这位核心高频参与了全球Arm生态建设,惊喜地发现,关于未来的愿景与生态伙伴的想法不谋而合。
“随着Arm架构的不断演进,在不断强化能耗比优势的基础上,将在CPU性能上有更大的突破。同时,正如微软开发者大会所反映的趋势,各种主流Windows应用在Arm平台上的体验也将日益提升。未来我们会在市场上看到越来越多基于Arm架构的个人电脑产品,用户的接受度也会越来越高。借助云协作,Arm架构面临实现底层计算架构统一的历史性机遇。这个核心技术很兴奋能加入到技术创新的过程中来。”刘刚说。


