ARM64 有能力完全取代 AMD64 吗？

ARM64 是否能完全取代 AMD64？这可不是个简单的是非题，而是个复杂的技术演进和市场选择的交织。要聊透彻，咱得从几个硬核角度来掰扯掰扯。

首先，得明白这俩“亲家”都是啥玩意儿。

AMD64 (也就是 x8664)：这是我们熟知的传统 PC 和服务器领域的绝对主力。从英特尔的酷睿系列到AMD的锐龙和霄龙，它们都遵循这个指令集架构。它的历史悠久，生态系统极其成熟，软件兼容性是它的看家本领。这么多年下来，市面上绝大多数的应用软件、操作系统（Windows、Linux、macOS 旧版本）、驱动程序，都是围绕着 x86 指令集开发的。它擅长执行复杂的指令，拥有强大的浮点运算能力和多核心调度能力，非常适合桌面应用、大型游戏、科学计算以及传统服务器的各种工作负载。

ARM64 (AArch64)：这是基于ARM架构的64位指令集。你可能在手机、平板、嵌入式设备上见过它身影。但近些年，ARM64 凭借其独特的优势，正大举进军 PC 和服务器市场，最典型的例子就是苹果的 M 系列芯片。ARM 的核心设计理念是精简指令集 (RISC)，这意味着它设计的指令更少、更简单，但执行效率高，而且最关键的是——能效比极高。低功耗意味着更长的续航、更小的发热，对于移动设备来说是生命线，对于数据中心来说，能显著降低运营成本。

那么，ARM64 有能力“完全取代”AMD64 吗？这话得说得留点余地。目前来看，“完全取代”这个说法有点过于绝对，但 ARM64 取代 AMD64 在很多领域成为主流，甚至主导市场，这已经是大势所趋，并且正在发生。

我们从几个维度来细细品味：

1. 性能：从“够用”到“超越”

过去，很多人觉得 ARM 芯片只适合跑手机应用，性能跟 x86 没法比。这话在几年前可能还对，但现在完全是另一番景象了。

桌面和笔记本领域：苹果的 M 系列芯片就是最好的证明。它们在提供令人惊叹的性能的同时，还能保持风扇近乎静默的运行，电池续航更是甩开同代 x86 笔记本好几条街。对于绝大多数的日常办公、网页浏览、媒体播放，甚至一些中度的内容创作，ARM64 已经完全能够胜任，而且体验更佳。一些专门为 ARM 优化的应用，甚至能发挥出超越同级别 x86 的性能。
服务器领域：这块是 ARM64 发力的重点。亚马逊的 Graviton 系列、NVIDIA 的 Grace CPU、甚至一些国内厂商的 ARM 服务器芯片，都在不断刷新性能和能效比的记录。它们在特定工作负载下（例如Web服务器、微服务、数据库查询、缓存服务等），凭借更高的能效比，已经能够和 x86 服务器一较高下，甚至在某些方面已经领先。数据中心最关心的是每瓦性能和每平方米的计算密度，ARM64 在这两点上有着天然的优势。

2. 能效比：ARM 的核心杀手锏

这绝对是 ARM64 最大的优势，也是其蚕食 AMD64 市场份额的最强武器。

低功耗是基因：ARM 的精简指令集和核心设计，使其在同等性能下，功耗通常比 x86 低很多。这意味着更少的散热需求，更小的设备体积，以及更长的电池续航。
数据中心的影响：在动辄数万台服务器的数据中心，每一瓦的功耗都意味着成本。更高的能效比意味着更少的电力消耗和更低的冷却成本，这能为企业节省大量的运营开支。ARM64 服务器的出现，为数据中心提供了更经济、更环保的选择。

3. 生态系统：x86 的护城河，但正在被攻破

这是 AMD64 最稳固的堡垒，也是 ARM64 持续努力的方向。

软件兼容性：绝大多数的操作系统、应用软件和开发工具都是为 x86 编译和优化的。想要在 ARM64 上运行这些软件，要么需要重新编译（尤其是开源软件，这相对容易），要么就需要模拟器（例如 macOS 的 Rosetta 2），这会损失一部分性能。
生态的转变：
操作系统：Windows on ARM 正在逐步成熟，微软也在大力推广。Linux 发行版对 ARM 的支持也越来越好，许多服务器厂商已经推出了原生支持 ARM 的系统镜像。
软件开发：随着苹果在MacBook上大规模使用M系列芯片，越来越多的开发者开始转向 ARM 平台。主流的编程语言、开发工具链（如GCC, Clang, Visual Studio Code）都对 ARM64 有了很好的支持。云服务提供商也纷纷推出了 ARM 架构的实例。
游戏和专业软件：这部分是最后的阵地。许多大型游戏和专业内容创作软件（如Adobe全家桶、3D渲染软件）在过去都高度依赖 x86 架构和优化。虽然情况在改善，但完全的无缝迁移和同等性能的发挥，还需要时间。

4. 指令集架构的演进与新特性

x86 的复杂性：x86 指令集非常庞大且复杂，经过几十年的演进，里面包含了大量的历史包袱和指令。虽然这使得它能够处理各种复杂任务，但也增加了设计的难度和功耗。
ARM64 的现代设计：ARM64 在设计之初就考虑了现代计算的需求，指令集更精简高效，更容易实现高性能和低功耗的平衡。它在向量指令（如 SVE/SVE2）等方面也有持续的创新，为未来的高性能计算提供了基础。

那么，在哪些领域，ARM64 更有可能“完全取代”AMD64？

移动设备和超薄笔记本：这是板上钉钉的事。ARM 的能效比优势在这里是决定性的。
部分服务器工作负载：对于 Web 服务、微服务、容器化应用、CDN 等对能效比和单位成本计算有较高要求的场景，ARM64 已经展现出强大的竞争力，未来有望占据相当大的市场份额。
边缘计算和物联网设备：这类场景对功耗和成本更敏感，ARM 的基因决定了它在这里的主导地位。

ARM64 能“完全取代”AMD64 吗？我认为，至少在可预见的未来，不太可能是100%的“完全取代”，更倾向于是一种“强势崛起，重塑格局”。

AMD64 仍然有其不可替代的优势：对于那些需要极致的单核性能、对软件兼容性有极其苛刻要求、或者运行大量遗留软件的场景，x86 仍然是首选。例如，一些高端游戏PC、一些运行了十几年没有更新的老旧企业级应用等。
市场的多元化：技术发展往往是多元化的，不同的架构会服务于不同的市场需求。可能未来是 ARM64 和 AMD64 并存，各自占据不同的细分市场，并且相互竞争促进发展。

总结一下：

ARM64 绝不是一个只能跑手机的“小弟弟”了。凭借其在能效比上的绝对优势，以及在性能上的飞速追赶，它正在从“边缘”走向“中心”，尤其是 PC 和服务器领域。生态系统的逐步完善是关键，而这个转变正在加速。

与其说“完全取代”，不如说 ARM64 正在开启一个新时代，它将和 AMD64 一起，甚至在某些领域超越 AMD64，共同塑造未来的计算格局。对于用户和企业而言，这意味着更多选择，更高效的设备，以及更低的运营成本。这场架构之争，精彩着呢。

ARM64啥时候先把BSP统一了再说吧。

截止到今天（2022年1月），不同厂商出的ARM64板子，Cache DMA的设计有的完全不一样。大多数BSP仍然严重依赖于DTS，ARM UEFI仍然不算主流。很多硬件设计仍然是高度定制化的，有些ARM板子，换个存储片子就不认了。就这种零碎的生态，是不可能打破AMD64的垄断的。

有人说M1性能高，“性能高”跟市场垄断是两码事。况且M1那么高的成本，大多数厂商都承受不起。

ARM64需要有一家类似当年IBM那样的企业，把软件和硬件（划重点，硬件）生态都统一了，否则的话ARM64永远算不上提升生产力的工具，最多是一个消费产品。

当然了，也不是说ARM64就一定没机会，现在软件行业整体开始向虚拟化的方向发展，以后如果上层应用对操作系统的依赖越来越低，操作系统对硬件的依赖越来越低，那么ARM64还是有机会的。但这是以牺牲性能为代价的，这个代价，最终还是要转化成硬件成本，让消费者买单的——如果消费者愿意买单，如果消费者有权力做选择的话。

没有，因为你没法让客观存在的事物消失。

AMD64 之所以战胜了 IA64，就是因为 AMD64 对 x86（IA32） 的兼容，而为什么这个兼容极其重要，就是因为「大量现存代码跑在这个架构上，而且并没有更换掉的动力」。

你不能仅仅以C端用户的角度去思考「为什么那些过时的软件还需要支持」，B端的角度来看，能用能跑的软件干嘛要因为采购新的硬件而被迫更换？

苹果能随便换架构，是因为苹果的主要业务都在个人用户端，基本上做的就是个人用户的生意。苹果的工业市场工控市场企业市场局端市场跟其他企业比起来几乎可以认为不存在。

普通的个人消费者眼里苹果是个了不得的公司。但实际上这是业务属性决定的：只有做个人业务，才会在个人消费者里刷起来知名度。

华为在做手机之前就已经是个巨无霸企业，但由于它当时只做企业市场所以其实根本没多少知名度。做了手机之后才有人认识，甚至这些人以为华为是做手机才崛起的。其实根本不是，手机只是华为的一个副业而已，虽然恰好获得了不菲的收入，但就算不做手机，华为的基本盘依然还是在的。

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回到话题，架构改变的最大阻碍是工业企业市场。苹果在这方面市场基本没有什么份额，所以ARM64能不能取代AMD64与苹果没有半毛钱关系。

许多企业曾经试图在企业市场上与Wintel脱钩作出了很多努力。不过迄今为止，收效慎微。倒是服务器端arm开始占用了一定份额，因为Linux有ARM版本。而安装Linux的ARM服务器，这个市场上，华为的份额远比苹果大得多。

所以，虽然众所周知我个人不太喜欢华为。但要说到ARM64有没有能力完全取代AMD64这个事儿，其实华为还真比苹果更能说上话，或者说与苹果几乎没有太大关系。

倒是另外一个公司：微软。在这件事情上的话语权都比苹果要大得多。能不能推动 Windows 的全盘 ARM64 化，这可能才真的是对 AMD64 架构釜底抽薪的杀手锏。

不过，intel会放任这件事情的发生吗？某个牌太多的睡王会放任微软全面抛弃 intel 倒向 arm 吗？

AMD64架构，带着其兼容IA32的指令，带着Win32App多年以来的历史积淀，带着对DIY市场友好的自由度，带着工业界企业界的大量现有应用的历史包袱，我觉得在有生之年都不会看到它被完全取代。