ARM收購案殺出黑馬NVIDIA可能成為買家,可能將成半導體史上最重要的收購案

ARM收購案殺出黑馬NVIDIA可能成為買家,可能將成半導體史上最重要的收購案

不久前傳出新聞,軟銀因為願景基金的業績壓力,想出售 2016 年收購的英國半導體公司 ARM。而媒體推測蘋果、三星都是可能的買家。現在,根據《彭博社》報導,NVIDIA不但有興趣收購軟銀旗下的半導體公司 ARM,NVIDIA也已經跟軟銀進行了多次商談,但是後者並未表明態度。

 NVIDIA近年來因為曾經暴漲的股價,而顯得非常高調。其目前GPU 市場市佔率第一,最近市值(2480 億美元)剛剛超過英特爾(2460 億美元),成為全球第三大半導體公司。

ARM 這家公司則相對低調,但它其實是智慧手機時代的基石,其 IP 專利幾乎存在於每一部智慧手機。7 月初有消息,軟銀本來打算讓 ARM 在美國重新上市,估計市值可達 440 億美元。

如此值錢的 ARM,到底是一家怎樣的公司?NVIDIA為什麼會對它感興趣?

ARM 對行動裝置意味著什麼?

我們都知道,智慧型手機最核心的零組件是晶片,比如蘋果 A 系列,高通驍龍系列和華為麒麟系列。它們本質上都是 SoC,全稱 System on a Chip(單晶片系統)。

由於智慧手機對晶片的功耗和成本有很高要求,所以在設計晶片時,廠商會把 CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、數位訊號處理器、通訊基頻以及 NPU(神經網路處理器)等模組,集成在一塊,這塊積體電路就叫做 SoC。

而 SoC 上最核心的是 CPU,它是程式執行的最終執行單元,好比手機的大腦。如果把 CPU 剝開了看,裡面還有更加核心的「微架構」(又稱處理器架構)。

微架構指的是CPU 硬體電路的設計方式。它在硬體層面決定了CPU 是怎麼執行的。我們常常能聽到「自研 CPU」,其實指的就是自主研發 CPU 微架構。

微架構的設計,通常要根據某種「指令集」來實現。一個軟體程式在被執行前,需要先翻譯成 CPU 可以理解的「語言」,這種「語言」就是指令集。它是一種抽象的規範,得借助微架構來具體實現。

打個比喻,造晶片正如建一棟房子,指令集就是建房的藍圖,微架構就是根據藍圖建起來的框架,包含了走線和水管這些保證房子能住人的東西。

傳NVIDIA也想買下ARM,可能將成半導體史上最重要的收購案

回到 ARM,之所以說它是智慧手機時代的基石,是因為絕大部分手機裡的 CPU 微架構,都是以 ARM 指令集為基礎設計的。高通驍龍系列、蘋果 A 系列和華為麒麟系列,無一例外。

有人說,高通和蘋果晶片設計能力這麼強,不能自己設計一套指令集嗎?

還真沒那麼容易。且不論需要大量資金和時間積累,指令集和作業系統一樣,也是依賴整個生態圈的事情。

如上所述,軟體程式要翻譯成 CPU 能理解的語言,才可以執行。但這個翻譯過程並不是件簡單的事,開發者通常只會針對一兩個平台來做。

因此,上層軟體應用越多,這種指令集就越有市場優勢。即使某個晶片設計商開發出來了自己的指令集,要勸說大批開發者進行配合,也是件極其困難的事。

可見,ARM 在智慧手機的 CPU 領域,基本上是不可取代的地位。

除了 CPU 指令集,ARM 還自研了 CPU 和 GPU 核心。核心可以理解為基於指令集設計的處理器。不過需要指出的是,ARM 的 Mali GPU 並不基於 ARM 指令集。

 

NVIDIA想收購 ARM,可能為了什麼?

眾所周知,NVIDIA是桌面級 GPU 的「頭號玩家」,佔據了大部分市場市佔率。但在行動領域,NVIDIA幾乎毫無存在感。

ARM 在智慧手機 CPU 領域的地位不用說了,它的 GPU 產品也是業界第一。

據市場分析機構 Strategy Analytics 的研究報告,2019 年第二季度行動 GPU 市場出貨量前五名分別為 ARM、高通、蘋果、Imagination Technologies 和英特爾。其中,ARM 以 43%的市佔率位居第一。

事實上,早在 2008 年智慧型手機剛剛興起之時,NVIDIA就推出過基於 ARM CPU 和自家 GPU 的 SoC 產品 Tegra,動作可謂非常及時。

但在後續幾年和高通、三星的競爭中,Tegra 逐漸落了下風,NVIDIA在智慧手機領域幾乎銷聲匿跡。如若收購 ARM,NVIDIA便能重新回到智慧型手機競爭中。

傳NVIDIA也想買下ARM,可能將成半導體史上最重要的收購案

另一方面,收購 ARM 也能讓NVIDIA現在非常倚重的資料中心業務受益。

截至 4 月 26 日的 2021 財年第一財季,NVIDIA資料中心業務營收達 11.41 億美元,佔總營收的 37%。2020 財年時,這一比例是 27.4%。

可見,在新型冠狀病毒肺炎疫情期間,NVIDIA的資料中心業務快速增長,但這僅限於 AI 相關的加速應用。

NVIDIA GPU 長於平行運算,非常適合 AI 的計算需求,但數據中心的計算不止 AI,還有很多其他任務是需要 CPU 來完成的。大多數數據中心的伺服器,都基於 x86 指令集的 CPU 構建,有 AI 計算需求再加上 GPU 等其他加速卡。

x86 是英特爾開發的指令集,在伺服器這樣的高性能計算市場佔據統治地位,長期佔有超過 90% 的市場市佔率。

主要瞄準行動市場的 ARM 指令集,長處是低功耗,本來不擅長高性能的計算。但 ARM 最近幾年在手機和智慧家電設備上的大規模應用,使得開發者對其演算法和軟體的性能最佳化越來越充分。開源社區對 ARM 平台的支援,也讓 x86 應用的遷移成本降低。

因此,開始有廠商基於 ARM 來構建用於伺服器的 CPU。比如,華為推出的鯤鵬 920 晶片,就是基於 ARM 指令集。

傳NVIDIA也想買下ARM,可能將成半導體史上最重要的收購案

雖然將來很長一段時間內,伺服器 CPU 的領導者還會是 x86 指令集,但 ARM 是一個不可小覷的挑戰者。長期追蹤 ARM CPU 銷售情況的 Hyperion Research 預計,未來五年裡,ARM CPU 在伺服器領域的收入復合年增長率為 64.7%。

對NVIDIA來說,收購 ARM 後就擁有了切入伺服器 CPU 市場的能力。CPU 和原本的 GPU 協同,或能在資料中心獲得更大的增長空間。

對NVIDIA來說,這筆收購最大的不確定因素可能是政府的監管。據彭博社報導,軟銀曾和蘋果有過初步接觸,但蘋果並沒有意願出價收購 ARM。其中一個原因是,ARM 指令集授權給很多蘋果的競爭對手,比如高通和三星。考慮到市場競爭和反壟斷,監管部門可能不會批准這樣的收購。但NVIDIA並不自行研發 CPU 產品,這方面的壓力或許會小一些。

 

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