何时Intel的处理器功耗可以与ARM相当?

摘要：  ARM， IP授权&服务公司，1985年成立，在1985-1995年之间推出6代产品，都不成功，直到ARMv7被TI采用用在NOKIA手机里，终于开启了商业大门，现在如日中天。

关键字：  芯片设计，Intel，处理器

在比较之前，先介绍下这2家大家很熟悉公司：

ARM， IP授权&服务公司，1985年成立，在1985-1995年之间推出6代产品，都不成功，直到ARMv7被TI采用用在NOKIA手机里，终于开启了商业大门，现在如日中天。

Intel，芯片设计制造ODM，1968年成立，为整个集成电路和半导体产业奠定基础，创始人提出的摩尔定律，至今影响着电子产业。

先谈谈大家纠结的几个问题：

1. Intel的X86架构是CISC复杂指令，ARM采用RISC精简指令，就决定ARM功耗可以做得更低?

首先，功耗由很多因素决定，包括算法，架构，制造工艺，芯片设计水平…很多因素，不能单纯来以指令集算法来看。

其次，ARM在设计之初，在代码里增加了“条件编码”，这种做法的好处是，可以做紧凑高效的处理器，不适合做大型高效的处理器。所以ARM在手机应用上占优势，但是随着性能要求越来越高，这个优势也越来越不明显，细节后面再讲。

再者，功耗与工艺水平也有很大关系，对功耗影响占比最大的应该是工艺，占到45%。高工艺水平对降低功耗提高性能有非常重要的作用，这也是Intel和ARM都在追求高工艺的原因。

功耗=动态功耗*主频+静态功耗

很多时候，我们认为静态功耗是很低的，相对动态，可以忽略的。但实际上，在CPU设计中，自从90nm节点后，静态功耗越来越明显，在45nm后，已经完全开始跟动态功耗差不多了。

2.功耗问题是不是真的可以通过工艺来解决?何时Intel的处理器功耗可以与ARM相当?

前面已经提到，工艺确实对功耗影响大，而且是最实际的方法。ARM一直在业内保有功耗低的优势，包括多核优势。但是他们从来就没有在同一级别上作过比较。Intel最近也开始正面反击，提出性能-功耗比。

有人将单核Atom Z2460与四核A9作过跑分比较，Atom性能差一点，但功耗已经很接近了。也就是说当CPU达到一定规模，二者指令集的影响已经基本无差别，就看谁能把功耗做更低。

大概从Cortex-A15开始。A9的综合性能功耗比胜过当前的ATOM处理器，但到A15的规模，应该到了一个临界线。也就是说，到了A15以后，ARM也不得不直面功耗的问题了，而这个时候是不是Intel的机会来了，还很难说。

[#page#]

3.ARM的高明之处

借用一位专家一句有意思的话开始：从学术角度来说，X86架构是CISC里最烂的，ARM是RISC里最烂的，但没有阻碍他们成功的商业模式。Alpha处理器是公认最佳架构，MIPS是学术研究用的最多的，前者被Intel收了，后者被ARM收了，这说明技术不是决定市场的主要原因。

ARM目前在市场上至少有5-6套指令集，用在不同产品和领域，而Intel却一直坚守跨平台兼容。

Intel完全可以重新做一个移动市场的64位处理器，但它坚持保证兼容性。ARM 64位基本上是无法兼容现在32位，因为它要摒弃前面提及的“条件编码”的限制。

据说ARM64位基本就是一个MIPS-like的架构。将来ARM 64位产品如果要兼容32位产品，就必须在一个架构中同时集成32位和64位处理器，芯片体积会比较大，而ARM之所以能这么做的原因就是目前处于垄断地位，有足够的话语权。

4.移动平台之争

单从技术上来看，最快Intel在年底或明年推出的ATOM产品就可以在性能和功耗上与ARM持平。但从策略上看，Intel最挣钱的是服务器市场，PC是老大，如果大举进军移动市场，会不会给PC市场带来冲击，从而影响到现有市场。一旦Intel确定要攻克移动市场，那它的策略重心可能就要放在移动端了。Intel后劲很大，毕竟占据制造工艺高地，随着工艺继续向22nm，14nm，7nm挺进，Intel的优势越来越明显。

ARM也开始推64位处理器，准备进军服务器市场，百度、Facebook已经开始采用。初期，ARM处理器主要还是应用于存储型服务器，冷数据处理。很显然，ARM在处理器市场也会占有一席之地，但在未来几年ARM也会面临一些挑战。

5.摩尔定律的终结

又是这几年老生常谈的话题，每年都会有一段时间会提及，但至今还未被推翻，制造工艺向22nm，14nm，7nm演进，制造设备越来越贵，投资越来越大，也就那么2-3家会跟进，是否依然能遵循摩尔定律?

“现在看来能改变摩尔定律的只能是材料上的革命，取代现有的硅材料，而且终结摩尔定律的公司很可能是创造摩尔定律的公司。”