ARM与英特尔处理器竞争全面解析
ARM与英特尔移动产品线路图解析
根据ARM公司披露的公司未来处理器路线图，共包括三款新ARM处理器“知识产权核心”，代号分别为Eagle、Heron和Merlin。其中，Eagle属于高性能的Cortex-A系列，将是目前高端智能手机和智能本中常见的Cortex-A8/A9的后继产品，主要面向智能手机、移动计算、数字电视和通讯产品市场。Heron为面向嵌入式市场的Cor tex-R系列，针对汽车发动机性能管理、基带芯片、硬盘控制器芯片等。而Merlin则是小尺寸低功耗Cortex M家族的一员，针对工业控制、嵌入式音频处理器等产品。
ARM商业模式示意图
入门级手机市场，ARM将提供Cor tex-A5处理器。它提供了与ARM11类似的性能，但功耗效率方面得到极大的提高。现在很多手机厂商正基于高通的MSM7225A/27A芯片做设计，它所采用的就是A5内核。
高端智能手机对性能的需求是无止境的，其处理器平台目前正从A8转向双核A9。号称“安卓第一机”的三星Galaxy S II就内置了双核A9处理器和Mali 400 GPU，性能相当出色。2012年初，首款ARM四核A15处理器也将问世，与之配套的Mali T600可支持OpenCL并行计算、Microsoft DirectX以及OpenGL图形标准。
其实，A15就是为了满足移动产品日益提高的性能需求而设计的，它将对移动产品的进步带来积极的推动作用。未来的大趋势就是手机平台在基带部分支持LTE，处理器+GPU部分实现PC桌面级用户体验。
2011年11月，ARM公司发布了全新的Mal i系列图形处理单元（GPU）Mal i-T658，有望应用于高端智能手机、平板电脑、智能电视及汽车娱乐系统中。Mali-T658的出现，对于支持ARM在高性能智能手机，乃至服务器领域和英特尔进行强有力的竞争起到关键的作用。
英特尔线路图主要基于“Tick-Tock”计划，Tick指生产工艺的提升，从65nm、45nm、32nm、22nm、16nm到11nm。英特尔继续延续着摩尔提出的“集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍”的定律。Tock指CPU内核的进步，在工艺提高的帮助下，之前只能出现在经典论文中的内核技术也得以实现，这是英特尔的绝对优势。Tick-Tock计划规划了Intel x86处理器直到2016年的Roadmap。
ARM 2009~2016年处理器线路图（Roadmap）
英特尔的Tick-Tock计划已经执行到Sandy Br idge处理器，IvyBridge 22nm架构处理器也很快将如期而至。英特尔将以庞大的人力，充实的物力继续着这个计划。
三栅极3D晶体管能否左右ARM英特尔战局？
公司之间的纷争有其独特的魅力。英特尔vsAMD就是热议多年的话题，然后又变成微软vs谷歌。现在有趣的一对是英特尔vsARM。英特尔发布三栅极3D晶体管之后，关于该技术能否左右二者之间的战局业界已有很多评论文章。
目前看来，ARM肯定会采用平面22nm工艺，而英特尔则会采用Tri-Gate三栅极3D晶体管。要评判三栅极晶体管能否为英特尔提供显著优势，必须弄清楚：(1)英特尔称22nm三栅极晶体管功耗比自己的32nm平面晶体管低50%，但22nm三栅极晶体管与22nm平面晶体管的功耗差异有多大？(2)采用22nm三栅极晶体管之后，芯片能比采用22nm平面晶体管节省多少功耗？
英特尔的Tick-Tock计划
英特尔在自己的新闻发布会上展示了一些具体的晶体管伏安特性（I-V）曲线。根据这些数据可以得出22nm三栅极晶体管的电源电压比32nm平面晶体管能低50%，但只比22nm平面晶体管低19%。一项采用InsSim开源IC模拟器模拟的结果显示（研究选择了一个1GHz移动逻辑内核，该内核基于22nm平面晶体管或22nm 三栅极晶体管）：（1）三栅极可以节省140mW的电源需求，它同时还降低了时钟与线路耗电约28%；（2）三栅极晶体管也降低了驱动电阻。这意味着线性电容更易驱动，同样性能要求下的栅也可以做得更小，使得逻辑门总共节省了28%的功耗；（3）由于晶体管质量更好，中继器功耗也降低了32%。总的来说，在22nm微处理器内核上采用三栅极晶体管能比平面晶体管降低约28%的功耗，这是非常显著的优秀表现。
这是一项了不起的技术成就，但会对英特尔、ARM之战产生决定性影响么？目前依然是未知数。英特尔与ARM的较量仍有一些变数：首先，ARM已经在移动领域尽占先机，想取代已经在市场上扎根的技术或产品非常困难；其二，ARM芯片一般都在远东的低成本晶圆厂生产，而且芯片供应商远比x86更多，客户喜欢竞争，因为这样可以压低价格；第三，英特尔x86采用CISC架构，ARM采用RISC架构。RISC架构过去在移动领域每瓦能比CISC带来更好的性能，x86能追上么？
采用InsSim模拟的22nm三栅极晶体管与平面晶体管功耗对比图
当然英特尔也有自己独特的优势，如英特尔的处理器工艺比ARM领先一代，这是非常重要的优势，到目前为止，英特尔的每一代工艺都获得了几乎完美的实现，虽然在工艺制程上，台积电和联电也属半导体行业翘楚，但在制程上至少落后英特尔一代，并且良品率远不及英特尔，从提升内核技术和工艺上讲，ARM可能永远无法赶超英特尔。此外，英特尔的资源远比ARM阵营的厂商更多——这对它很有帮助，特别是在这个设计成本上亿美元、晶圆厂投资过五十亿美元、工艺研发需十亿美元的时代。另外，还有谁将会更早的将其他突破性技术“投入生产”？比如3D DRAM逻辑电路堆叠芯片或者单片（monolithic）3D。而微软Windows 8移植到ARM上的速度和效果如何也将对竞争局面产生影响，尤其对笔记本电脑和上网本来说意义重大，但可能不会对智能手机市场带来太大冲击。
三栅极晶体管是一次了不起的工程成就，但它能在英特尔与ARM纷争中扮演什么重要角色，依然要看终的成品数据。
