PC东山再起?PC厂商日薄西山?

中国计算机报 / 2018年11月17日 09:20

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PC东山再起PC厂商日薄西山

马文方

4月上旬,亚马逊美国网站开始现货销售深圳华强联合公司生产的基于英特尔参考设计的微型PC,预装Windows 8.1的微型PC售价为107.99美元。微型PC将是一个颠覆整个PC市场格局的小精灵。与此同时,笔者在网上看到的有关英特尔4月8日在深圳举办的开发商峰会(IDF)的媒体相关报道中却没有提及这个小精灵。

通过百度搜索,总算在网上贴出的此次IDF新闻稿中找到了“微型台式机”这5个字:在英特尔归纳的IDF2015十大亮点中,“基于14纳米制程技术的新一代系统芯片(SoC)的奔腾处理器和赛扬处理器发货”排名第五,而微型台式机仅出现在英特尔提及新的处理器“用于2合1设备、笔记本电脑、塔式和微型台式机和一体机”这句话中。

微型台式机这个被笔者认为将颠覆整个PC市场甚至波及移动计算市场的重要产品,为何被英特尔“严重忽略”?难道英特尔不清楚它的价值,抑或英特尔有什么“难言之隐”?

微型PC横空出世

2015年新年伊始,在美国拉斯维加斯举办的国际消费电子展(CES)上,英特尔展出了名为Computer Stick的微型台式机(mini PC)。

这款微型PC外形尺寸比老式U盘稍大一些。但麻雀虽小,64位4核凌动处理器、2GB内存、32GB eMMC闪存等一应俱全,操作系统支持Windows 8或Linux,只要通过HDMI接口外接显示器,再借助WiFi、蓝牙或者USB接上键盘和鼠标,就构成了一个完整的PC。英特尔在CES上表示,未来微型PC还将搭载酷睿处理器,以增强微型PC的性能。

今年3月,英特尔陆续在其网站上公布了微型PC的相关软硬件技术文档。

目前网传英特尔自己的微型PC也已经接受预订,将在4月底或5月初交付。英特尔的基于Windows 8的微型PC配置了2GB内存和32GB闪存,预计售价为149.99美元,而基于Linux(Ubuntu版本)的微型PC配置了1GB内存和8GB闪存,虽然配置低了一些,但售价也低了50美元。

而位于深圳的华强集团旗下的子公司华强联合之所以能提前销售微型PC,得益于英特尔去年下半年公布的微型PC参考设计。因为下文的需要,这里有必要先解释一下参考设计、评估板和白牌机等概念。

所谓参考设计,通常是半导体企业为了迅速开拓市场,在推出全新的集成电路产品时,除了提供产品手册之外,通常会给出基于该芯片构成的应用系统完整的电原理图和相关的接口规范,以期降低新产品使用的复杂性。整机厂商只要使用电子设计自动化(EDA)软件生成印刷电路板(PCB),即可构成系统的硬件平台。

评估板是芯片厂商针对特定的应用为系统开发者提供的全功能的软硬件平台,评估板能运行相应的应用软件,整机厂商只需要根据用户的需求进行产品的工业设计之后,再利用EDA软件重新布线就可以了。

白牌机实际上就是原始设计制造商(ODM)甚至芯片厂商提供的整机产品,整机厂商只要在产品外壳上贴上自己的品牌,即可拿到市场上销售。十多年前,英特尔64位安腾处理器推出时,开发商对x86处理器采用的复杂指令集(CISC)和高端服务器采用的精简指令集(RISC)比较熟悉,但对安腾采用的基于长超指令集(VLIW)的显式并行计算(EPIC)指令集十分陌生。于是,英特尔在市场推广上采用了白牌机策略,以利于整机厂商开拓市场,特别是有利于软件开发商迅速开发或者迁移应用。当时,在安腾系统的市场份额上,英特尔雄踞第一,遥遥领先于IBM、惠普、戴尔、浪潮等服务器厂商。

就微型PC而言,当英特尔给出了相关的参考设计和管理系统硬件资源的BIOS后,ODM厂商和技术实力较强的整机厂商就可以较快地开发出硬件平台,加装操作系统后,就是一个体积比智能手机小很多的全功能台式机。因此,华强联合能够先于英特尔推出微型PC,而日本一家名为Mouse Computer的厂商也已推出了微型PC。

摩尔定律主导

在对未来抱有不可知观点的人看来,预测未来是极其愚蠢的,更何况是千变万化的IT市场了。好在自然界遵循演化的法则,未来不过是历史的延续。因此,可以借助于生命周期的理念,通过观察摩尔定律对IT产业发展的推动,进而对“微型PC将颠覆PC市场甚至波及移动终端市场”这一预判进行论证。

1965年,还在当时最大的半导体企业仙童公司工作的戈登·摩尔,做出了芯片上可容纳的元器件数每年翻一倍的预测。这就是著名的摩尔定律。10年后的1975年,摩尔又将这一周期修改为两年。今年刚好是摩尔定律诞生50周年,迄今依旧有效的摩尔定律,便是对预测未来可能性的最好诠释。

1971年,英特尔推出了全球第一颗代号为4004的4位微处理器,芯片采用的是10微米制程技术,片上含有2250个晶体管。到了2014年发布14纳米酷睿M移动处理器时,芯片上已经集成了13亿个晶体管。44年间,制程技术提高了7100多倍,晶体管集成度提高了约58万倍,从而促成了整个IT产业的繁荣。

半导体制程技术的提高可以带来一系列的好处,其中就有人们已经熟知的性能提高、功耗下降、体积缩小、成本降低等。如果说这些特点对IT市场的影响主要体现在量变上,那么,芯片上晶体管数量的急剧增加将对IT市场带来颠覆性的质变。

1989年,英特尔推出了含有120万个晶体管的80486处理器,较之1985年推出的含有27.5万个晶体管的80386处理器,晶体管的数量多出了90多万个。这90多万个晶体管被80484处理器用于将原本独立的80387协处理器集成进来,并增添了8KB的高速缓存(L1 Cache)。从此之后,越来越多的独立芯片被集成进来,以显示驱动电路为例,从最初的独立带有插槽的显示驱动卡,到被集成在主板上,最终被集成到处理器芯片中。

用数块甚至一块芯片集成多个原本独立的芯片乃至整个应用系统,业界称之为片上系统(SoC,System on Chip)。SoC为用户提供了更好的应用体验:有效地减少了整个硬件系统的芯片数量,从而带来功能的增加、体积的缩小、功耗的降低、成本的下降等显而易见的好处。此外还有一个不为人知的好处是显著增加了整机的可靠性,这一方面得益于芯片数量的减少降低了元器件失效对整个系统的影响,另一方面则是显著减少板上元器件之间互连焊点并且消除了板卡之间的机械触点。如今,SoC已成为半导体产业极为重要的发展趋势。

SoC:第三种颠覆力

“微型PC将颠覆PC市场甚至波及移动终端市场”这个观点成立的前提,是现有的市场格局被颠覆。因此,有必要探讨一下IT市场存在着的3种颠覆力。

第一种颠覆力是主导技术的切换,移动通信从1G的模拟技术到2G的数字技术,令诺基亚将摩托罗拉赶下移动通信市场的王座,这种颠覆力影响巨大,甚至能让整个市场消失。

第二种颠覆力是品牌集中化,即在产品进入生命周期的成熟期后,市场竞争已经从技术竞争转向基于规模效应的成本竞争,这种颠覆是缓慢的且更多改变的是市场格局,比如说PC市场从诸侯纷争到联想、惠普、戴尔等几个巨头称霸。

第三种颠覆力则来自SoC,这是一种尚不为人熟悉的、已经形成的颠覆力,而且未来其释放的能量将会越来越强。在对市场的颠覆作用上,SoC与主导技术在空间上是相似的,都可以对多个市场产生影响,比如说计算的硬件技术从晶体管到集成电路的切换;但两者的影响从时间上看是不同的,主导技术的切换对市场的影响是离散的——主导技术存在着技术生命周期,而SoC对市场的影响则是连续的——持续不断地小型化。

SoC所具备的颠覆市场的属性早在90年前就被苏联经济学家康德拉吉耶夫创立的长波理论所阐述,1925年不被当局认可的康德拉吉耶夫在美国发表了《经济生活中的长波》。

长波理论认为,从17世纪80年代发端于纺织业的英国工业革命开始,人类进入工业社会后,在特定技术的推动下经历了5次长周期的经济增长,这5个主导技术依次为水力、蒸汽、电力、内燃机和信息技术。康德拉吉耶夫的每次长波周期平均为54年,并且被誉为资本市场最知名的长期指标(约翰·墨菲著《金融市场技术分析》,p301)。可以重复的周期和已被证实的预测精确性,是康德拉吉耶夫周期与当今第N次工业革命、工业N.0等时髦划分方法最大的不同。

在分析主导技术的颠覆性时,长波理论认为,影响主导技术颠覆能力的首要因素是其在市场上的扩散速度。在计算技术发展历程上,小型机与大型机相比、PC与小型机相比、智能移动终端与PC相比,前者的计算性能都明显地不如后者,但前者之所以在计算市场上完成了对后者的替代,是因为前者能够让信息时代的主导技术——IT为更多的人所使用,从而使得主导技术扩散到更大的范围。

今年恰逢微软成立40周年,盖茨和艾伦在创业初期“让每一个办公桌和家庭拥有一台电脑”的理念成就了微软这个软件巨人。如今,进入移动计算时代后,不是一个家庭拥有1台电脑,而是1个人拥有多个移动电脑。智能移动终端对IT计算的加速扩散,使其取代了传统PC,成为个人计算市场的主流。

曾经辉煌的PC商业模式

从PC市场生态系统这一角度出发,或许能更好地探讨微型PC对个人计算市场的影响。

上世纪70年代末,乔布斯推出的Apple II个人电脑风靡市场。作为大型机霸主的IBM已经感受到危险的临近,于是,在1981年推出了个人电脑IBM-PC。由于当时IBM正遭受美国司法部对其大型机进行反垄断调查,其中罪名之一就是软硬件捆绑销售。为了避免在司法部调查期间火上浇油,IBM选择了英特尔和微软分别作为PC的处理器和操作系统供应商,由于PC架构开放,从而催生PC兼容机,进而使得PC在个人计算市场上一枝独秀,PC也逐渐成为个人电脑的代名词。

1981年里根当选美国总统,美国司法部于1982年撤销了对IBM的反垄断调查。消除了反垄断威胁的IBM,于1987年推出了采用IBM专有技术微通道总线的IBM PS/2电脑,排他性的意图十分明显。

直到1992年,英特尔推出了开放的主板总线标准PCI总线,最终奠定了PC的开放性,康柏也凭借PCI总线取代IBM成为PC市场的老大。

在所有的计算平台上,PC是开放最为彻底的,从CPU、主板与各种板卡、各种外设、操作系统乃至其上的应用,每个水平层面都有多个厂商参与竞争,曾经每个水平层面都形成了规模颇大的细分市场。与PC这种开放式的水平划分形成鲜明对比的是,当时Unix服务器供应商从芯片、板卡、整机、操作系统都是自己做的,这种垂直划分必定是封闭的。

PC产业的辉煌很大程度上得益于水平划分的开放性:基于开放的标准大幅度降低了市场进入门槛,透明的竞争方式加速产品技术的升级换代,同时也让最终用户感到价格上的实惠,从而进一步刺激了市场需求。

随着PC市场的演进和发展,PC进入到产品生命周期的成熟期,于是品牌集中化的现象在PC市场上逐步显现。

然而,技术复杂性对PC市场格局的颠覆性却常常被忽略。笔者在2012年撰文认为,技术驱动型企业之所以持续研发是为了不断地提高知识的复杂度,并且要将这种技术复杂性屏蔽在产品之中,从而为用户提供良好的应用体验,与此同时,还必须开放接口,以利于生态系统的建设。

SoC就是屏蔽技术复杂性最好的技术路径。以显示驱动为例,显卡市场上有名有姓的显卡厂商曾经超过百家,之后集成显卡(显卡被集成到主板上)成为大众市场的主流,最终,AMD率先推出的APU产品将显示驱动功能集成到处理器芯片中,除了游戏等高端窄众市场外,显卡厂商在PC市场上几乎已经没有立锥之地了。

如果说SoC的颠覆性在PC市场上只是部分释放,那么,SoC的颠覆性在智能手机市场得到了充分释放。

PC水平划分模式终结?

苹果并不是第一个做智能手机的,但智能手机时代确实是由2007年乔布斯推出iPhone开启的。iPhone的成功主要得益于3G时代到来后,移动通信的内容从语音转向数据。但也应看到,SoC在屏蔽技术复杂性上帮了乔布斯的大忙,因为易用性是消费电子产品非常重要的成功元素。

SoC对复杂性的封装必然会强化垂直划分的趋势。iPhone从处理器到整个硬件平台再到操作系统都是封闭的,尽管苹果采用的是ARM内核,但处理器还是自己定制的。

当然,有人会说安卓平台就是开放平台,还有高通、联发科等提供的硬件平台。但在安卓平台上一定是三星、华为等具有SoC定制能力的手机厂商赚取的利润更多,其他安卓手机厂商只能是眼巴巴地看着利润大部分分流到高通、联发科等SoC硬件平台厂商。

当智能手机与平板电脑取代传统台式机和笔记本成为个人计算市场的主流时,移动终端的垂直划分也在强烈动摇着PC的水平划分模式。

早在2007年苹果推出iPhone之前的2002年,英特尔就在IDF上提出了扩展摩尔定律的理念,希望将PC市场的辉煌扩展到移动通信领域。然而,秉承PC水平划分思维的英特尔,在移动市场惨遭滑铁卢。在iPhone引爆移动市场的前夜,英特尔于2006年宣布放弃移动通信业务。

即便是到了2010年之后,智能手机已经取代PC成为个人计算市场的主流,英特尔后起直追时依然没有放弃PC思维,试图通过凌动处理器来与ARM架构竞争。笔者2014年3月在《移动市场搅局战》封面报道中认为,英特尔在移动市场不应该仅在处理器层面与ARM竞争,道理很简单,ARM当时12亿美元的年收入仅相当于英特尔6天多的营收,因此,即便是把ARM打败,对营收的贡献也不足两个百分点。相反,英特尔拥有全球最强的半导体制造能力,加上已经收购的全球最大安全厂商McAfee和最好的嵌入式操作系统厂商风河(Wind River),将这三种资源垂直整合成安全的手机平台,才能在信息安全问题日益严峻的手机市场上崛起。

2014年11月,有媒体爆出英特尔移动业务两年时间亏损70亿美元,其中大部分用于对安卓手机厂商的补贴。这样大的亏损应该引起英特尔从PC思维上进行反思。

英特尔的纠结

移动市场的火爆更多体现在消费市场上。尽管后来兴起了主要有平板电脑引发的BYOD(带着自己设备上班)趋势,但受屏幕尺寸所限,移动终端在商务市场上的发展势头远不如消费市场。更深层次的原因是x86平台上多年积累的大量的商务软件无法运行在安卓或iOS平台上。

此次英特尔推出的基于x86架构的微型PC,核心价值在于基于SoC的台式机微型化。微型PC具备上文所述SoC的种种好处,但其最大的优势是可以运行所有基于x86的商务软件。由于x86平台商务应用的软件授权大都与硬件绑定,因此,使用微型PC来BYOD只须购买1份软件授权就可以了。

微型PC与台式机的功能相当,但价格更便宜、功耗更低、可靠性更高、携带更为方便,替代传统台式机是可以预期的。与此同时,微型PC挟x86平台积累的海量商务应用,势必在BYOD市场上胜出。

面对微型PC,英特尔开始纠结起来。如果还按PC思维推广,那么很难从整机售价不高的微型PC中的处理器上获得丰厚的回报;如果要获得丰厚的回报必须自己做整机,这样一来现有PC厂商的台式机业务恐怕就会日薄西山了。

微型PC与台式机同属x86架构,微型PC只不过是借助于SoC以更小的产品形态出现。如果你不怀疑SoC是产业发展的主流,那么,伴随着半导体制程技术的进步,SoC只会让微型PC的性能变得日益强大。

笔者以为英特尔的纠结只是暂时的,毕竟SoC这一半导体产业发展的主流趋势和来自资本市场的压力都是无法抗拒的。行文至此,真正有想象力的话题应该是:SoC未来将如何颠覆笔记本电脑的市场格局。

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