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

 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。

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。

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。

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。

• 本文轉載自pingwest