Arm跨出35年的第一步：從IP到芯片，這家公司為什么改變？

來源：電子工程世界（EEWorld）作者：冀凱

舊金山梅森堡（Fort Mason），這個曾經在內戰時期作為海岸防御工事的設施，正在見證計算領域的一場攻堅戰。

Arm CEO Rene Haas 站在臺上，宣布公司推出首款自主設計的量產數據中心 CPU —— Arm AGI CPU。關于 Arm 是否會“下場做芯片”的討論，過去幾年從未停止，而當產品真正落地，這一問題也從預期變為現實，并再次引發業界討論。

這不僅是一顆芯片的誕生，更是 Arm 成立 35 年來最大的一次戰略轉型。過去三十年，Arm 是躲在蘋果、高通、亞馬遜背后的隱形巨人，只賣IP，不造芯片。而今天，Arm做了一件打破既有模式的里程碑。

受此消息影響，Arm股價上漲了18%。

當開始嘗試以更直接的方式參與計算基礎設施的構建時，問題隨之而來：在 x86 架構長期主導的數據中心市場，Arm 的機會究竟來自哪里？資本市場又為何愿意為這種變化定價？

Arm CEO Rene Haas

復雜性與成本

長期以來，x86 架構在服務器市場的主導地位，很大程度建立在單核性能與多線程能力之上。但在云計算進入吉瓦（Gigawatt）時代的今天，這種以性能為核心的路徑開始面臨新的約束。

Arm 云AI事業部執行副總裁 Mohamed Awad表示，性能、擴展與能效是Arm AGI CPU的關鍵，而對于x86，其認為，“在部分場景中，x86 的復雜性正在轉化為成本。”

“x86背負著執行開銷與對老舊功能的兼容負擔，它們選擇聚焦于模塊化、適配眾多不同市場與小眾場景。而我們則更加專注于提升能效、降低延遲，且不受過去的束縛，不受歷史包袱的牽絆。”Awad說道，“我們不兼容 Lotus Notes 這類老舊系統，只聚焦數據中心 AGI 場景的核心需求：性能、擴展與能效。”

在性能方面：性能的核心就是在每個時鐘周期內完成更多運算。每時鐘周期指令數（IPC）一直是 Arm 的強項。而傳統 CPU，有時會通過提升主頻、開啟超頻模式來在這一維度上競爭。但現實是：主頻提升，功耗也會隨之飆升。超頻模式無法長時間持續穩定運行，也無法在整顆芯片上全局生效。

在可擴展性方面，Arm的CPU核心可實現線性擴展，內存與 I/O 子系統也專為匹配這些核心設計，持續為其供給算力，每個核心獨享 6GB/s 的內存帶寬。

Awad提到，x86需要通過多線程（SMT）來解決擴展問題，但是I/O與帶寬并不會翻倍，“只是把瓶頸轉移到了其他環節，而且CPU 還需要額外負擔線程調度的開銷，最終導致性能下降、進程資源不足。”

他表示，數據中心運營商為應對非線性擴展問題，不得不將數據中心資源超額部署 30% 甚至更多。“而我們的架構無需如此。”

在能效方面，Arm則是從手機和物聯網時代就構建起了廣泛的認可。

如圖所示，Awad在現場cue到了Arm與x86的對比，從性能、可擴展性以及功耗三方面來看，均超過了x86，值得一提的是在性能評測中，打開多線程反而性能下降。

Awad將這一設計思路總結為對資源利用率的極致壓縮。

從短板到可用的軟件生態

如果將時間撥回五年前，Arm 在數據中心的最大障礙并非硬件，而是軟件生態。

Awad也承認，當時 Arm 與 x86 在軟件成熟度上存在明顯差距。但過去幾年，隨著主流云廠商與開源社區的持續投入，這一差距正在縮小。

“事實上，放眼全球 AI 應用場景，絕大多數 AI 部署均以 Arm CPU 作為核心架構，諸多 AI 核心軟件更是率先基于 Arm 架構開發。基于此，我們對 Arm 在數據中心領域承載各類現代工作負載的軟件生態布局充滿信心。”Awad說道。

Arm Neoverse軟件生態系統

Meta軟件工程師Paul Saab分享其團隊與 Arm 長達十余年的合作歷程。早在 2014—2015 年，團隊便已試水 Arm 架構，后因市場環境變化暫時擱置。2020年后，Saab憑借對技術趨勢的判斷，在未正式獲批的情況下牽頭重啟項目，5 名工程師僅用 90 天便完成Arm系統移植。

面對初期芯片供給匱乏、生態不完善等難題，團隊持續攻堅，歷時兩年半打造出具備商用價值的方案，目前相關負載在 Arm 平臺上已實現與主流方案相當的性能，且每瓦能效大幅領先。Saab以自己經歷表示，如今在大模型技術加持下，遷移 Arm 的門檻已近乎為零，建議企業盡快布局。

智能體AI時代需要CPU

智能體AI（Agent AI）的爆發，正在讓CPU回到舞臺中央。

在 AI 算力的討論中，GPU 往往是主角。但 Mohamed Awad 指出，在智能體AI 時代，這種觀念必須更新：“GPU 負責生成Token，而 CPU 負責分發Token。”

AI 系統正日益以全球規模持續運行。在過去，人是計算環節的瓶頸——人們與系統的交互速度決定了工作推進的速度。早期的AI基礎設施圍繞持續、高強度的工作負載構建，包括大規模模型訓練和高吞吐推理。在這樣的環境下，加速器自然而然地占據核心地位。但如今，這種模式已無法反映現實——在智能體 AI 時代，因為軟件智能體可自主協同任務、與多個模型交互，并實時做出決策，這種局限性將不復存在。

隨著現代 AI 應用在企業平臺與面向用戶的產品中不斷普及，其正日益轉向基于智能體打造。這類系統具備持續運行能力，可完成規劃、推理、信息檢索與行動協同，并與用戶及各類服務保持交互，在交互過程中持續實現自我學習。

AI系統不僅運行模型，還需要在數據庫、Web 服務和應用層之間實時編排工作流并處理數據。智能體不用休眠，它們會持續進行任務調度、上下文檢索、內存管理和行動協調。

也正因此，我們可以看到Arm架構CPU這些年的快速成長：亞馬遜云科技的第五代 Graviton 處理器的核心數是 Graviton4 的兩倍，達到 192 個核；Arm Neoverse CPU 的部署核心總數已超過 10 億；Arm 在頭部超大規模云服務提供商中的份額預計將接近 50%。

CPU也要滿足Token經濟學

AI時代，數據中心正在變成“吞電獸”，根據國際能源署的統計，2024年全球數據中心電力消耗約415太瓦時（TWh），占全球電力消耗的1.5%左右。預計到2030年，數據中心電力需求將增長至約945太瓦時，占全球電力總量的近3%。

能耗正在變成AI數據中心的關鍵，根據Arm估算結果，每GW的數據中心建設，若從 x86 切換至 Arm 架構，資本支出 (CAPEX) 節省高達 100 億美元。

對投資者而言，AI影響本質上是經濟問題，而非純技術問題。在電力約束這一框架下，CPU與加速器的協同效率變得關鍵。如果調度能力不足，即便擁有高性能GPU，其利用率也可能受到限制。

Arm的邏輯在于，通過更高能效與可擴展性的CPU設計，提高整體系統的“每機架產出”。這一思路并非替代加速器，而是試圖提升其利用率，從而在系統層面改善經濟性。事實上，如果沒有足夠的 CPU 來高效地編排工作負載，昂貴的 AI 加速器可能會處于閑置或低利用狀態。

商業邏輯的重構

Arm 選擇在此時下場做芯片，也不可避免引發外界質疑，畢竟這種既是客戶又是競爭者的關系，在商業領域并不常見。

因此外界最直接的疑問在于：Arm 是否會因為自研芯片而沖擊既有客戶關系？在問答環節中，Rene Haas 給出了回應。他將 Arm 當前的商業模式拆分為三個層次：一是傳統的 IP 授權，仍然是高利潤的基礎盤；二是 CSS（計算子系統），為客戶提供更高集成度的半定制方案；三是最新推出的量產芯片，即 Arm AGI CPU。

這種分層，本質上不是取代，更多是補位。

畢竟除了幾家大型互聯網廠商，還有更多廠商沒有制造芯片的能力，同時，一些第三方Arm服務器芯片供應商發展相對緩慢，所以在Agent AI時代，Arm需要以更直接的方式參與其中。

Awad補充道，在數據中心場景中，系統復雜度正在持續上升——從存儲卸載、網絡卸載，到頭節點調度與數據分發，對不同類型算力的需求高度分化。即便是大型云廠商，也很難覆蓋所有環節的自研。一個常被提及的例子是 Google：盡管其自研了 TPU，但依然大量采購 NVIDIA 的 GPU。自研與外采，從來不是替代關系，而是并行存在。

在這樣的結構性缺口下，Arm試圖提供一種更靈活的供給方式。正如 Mohamed Awad 所強調的，客戶可以基于同一技術體系，在 IP、CSS 與整芯片之間做選擇，這也使Arm能夠參與更多價值環節。這也為其提出更高的增長目標提供了基礎——從版稅模式向部分整機價值轉移。

正是這種全方位的參與，也讓Arm提出了一個雄心勃勃的收入指引。Arm預計AGI CPU將在五年內產生約150億美元的年收入，2031年公司營收將達到250億美元，每股年收益達到9美元。

一次仍在進行中的轉型

發布會上，Arm同時披露了后續產品路線與合作伙伴計劃，包括云廠商、AI公司以及OEM廠商的參與，同時也有包括Meta在內的數家廠商成為Arm AGI CPU的首批客戶。

當 Rene Haas 在 Fort Mason 宣布這款芯片時，更像是在確認一件事：Arm 不再滿足于僅作為架構提供者存在。

我很喜歡Haas在開場白時的說法“我們認為 “Arm 無處不在” 這一主題格外貼切今天的會議。這也是我們深感自豪的一點——雖然在 Arm 的日常工作中未必時時想起，但其影響力卻真實而深遠，那就是我們的規模與體量。”Haas開場時說道，“全球擁有超過 2200 萬軟件開發者，他們既深耕垂直領域，又能跨生態共享技術，這正是 Arm 獨一無二的魔力。全球沒有任何一家企業，能像 Arm 生態這樣實現從邊緣到云端的全覆蓋。”

在數據中心市場，Intel 與 AMD 所代表的 x86 體系依然穩固，其生態與性能優勢短期內難以動搖。但隨著工作負載結構的變化，一些新的切入點正在出現。

事實上，x86 的圍墻依然厚重，但 Arm 已經開始拆掉其中的幾塊磚，正如它在其他行業開始時所做的一樣。