基于ARM的SBC设备与基于X86的设备的作用以及2023年的市场趋势

根据GPT4的数据，截至2021年，全球基于ARM的处理器市场规模约为$177亿美元，其中物联网设备占市场的很大一部分。

英特尔和其他基于x86的设备仍然主导着市场，相应的市场规模在2021年要大得多（当然）。

请记住，最初、 大型机 (如IBM System/360)是市场的一个大块。目前，X86市场的规模使大型机市场相形见绌--但曾经有一段时间，这种情况是相反的！

x86通过IBM为其IBM PC选择这种特殊的架构，以及微软DOS（MS-DOS）和随后的微软Windows能够建立的市场主导地位的独特组合，建立了自己的地位。

历史上，Windows一直被移植到其他CPU上。微软多次试图提供也能在ARM架构上运行的版本--但这些版本（在过去）不支持传统的X86应用程序。毫不奇怪，客户期待着Windows的某些东西--例如能够在相应的计算机上运行微软的Word。

今天，我们正处于单板计算的时代。地球上最流行的SBC是树莓派，它不（真的）运行微软的Windows，至少是x86兼容版本。

在这里，微软也进行了尝试，并创建了一个名为微软Windows IoT的Windows版本。

有一些单板计算机可以运行微软的Windows，因为它们是基于X86的设备（例如LattePanda），但这并不重要。这就是为什么基于ARM的Raspberry Pi是最受欢迎的单板电脑的原因!

让我们探讨一下这背后的一些原因

ARM与x86的优势/劣势

历史上，x86一直由英特尔积极推动--其商业模式是（或者我们应该说曾经是？ 技术领先.

作为回报，英特尔可以要求 溢价定价至少在它的高端产品上是如此。

x86的优势

• 高性能（尽管这已经开始崩溃了）
• 与微软视窗完全兼容

亚军AMD（如果我没记错的话，它作为基于X86的产品的第二来源取得了重大突破，因为军方需要第二来源！）被定位为更具成本意识的选择。

最终，x86平台所达到的性能水平明显高于许多应用程序的要求。

专门的硬件接管了在处理器上执行效率低下的处理功能。

例如，如果我们考虑Coral人工智能硬件加速器（我们恰好分发），它与Raspberry Pi合作，运行速度更快，更节能，总BOM更低，与基于X86的高功率系统相比，它的CPU能够运行同样的神经网络视觉模型。

ARM是一个更加支离破碎的生态系统，但ARM作为架构的许可人，保证了一定的互操作性。

ARM并不生产芯片（用于大众市场）。相反，它将自己的设计授权给像Broadcom（例如，它设计了Raspberry Pi的SoC）或Rockchip（例如，RockPi或Tinkerboard SBC中使用的芯片）这样的公司。

更多的被许可人意味着更多的竞争（与英特尔相比，如果他们想获得领先的性能和品牌名称，基本上只是 "挟持 "着市场）。

顺便说一句，这些芯片制造商中的许多并不是真正家喻户晓的名字--无论如何都没有像英特尔那样成熟。我的意思是，哪个终端消费者真正关心他们的路由器里是用博通的芯片还是他们竞争对手的芯片？那是英特尔当时非常聪明的营销举措（英特尔内部）--但我想说的是。

简而言之，ARM具有以下优势：

• 低成本 组件
• 非常有效地使用能源
• 可以冷却 被动地 在许多应用中（不需要风扇）--无噪音的设计是可能的!
• 公司可以在其SoC中混合和匹配其他IP（例如，Rockchip使用Mali GPU--也是由ARM设计的，Broadcom使用VideoCore GPU，这是内部设计的），因为他们认为合适--据我所知，没有x86许可证允许你这样做，所以你基本上可以得到英特尔、ARM等提供的东西。- 基本上没有知识产权的许可，你必须购买实际的芯片。
• 因此，这些公司可以真正针对特定的应用来确定其硬件（并以较低的成本点获得更好的性能！）。

例如，在SBC上经常有特定的视频编解码器做为硬件电路，可以解码最流行的视频编解码器（播放那些YouTube猫咪视频）。

现在，ARM已经发展到了这样的地步：基于它的一些设计已经内置到比其英特尔/x86对应产品更高的速度。例如，苹果公司已经用M2架构证明了这一点。它确实很适合苹果公司的商业设计--其重点是软件和基础硬件的紧密结合。

顺便说一下，这就是为什么苹果公司能够顺利过渡到ARM--他们控制着操作系统、硬件和SoC设计--他们确保他们的传统应用程序仍然能够以可接受的速度在新的硬件上执行！

微软无法做到这一点，因为他们有一个不同的商业设计。他们依靠许多公司，例如华硕，来制造PC。他们允许这些PC制造商之间进行竞争，从而推动市场的发展--同时他们确保在这个PC平台上与他们的软件具有互操作性。为了过渡到ARM，他们需要协调大量的这些制造商，而且他们需要建立一个互操作性层，以提供传统的软件支持。由于他们不知道他们最终将在哪种CPU上执行，因此他们无法向市场做出一致的承诺，即旧的软件将以可接受的速度运行。(好吧，这过于简单了，但是他们必须让制造商加入到转用ARM等新战略中来。）

SBC的目标市场与台式PC/服务器相比

单板计算机经常被用于工业应用（作为所谓的嵌入式硬件设备），或被爱好者/修补者使用，也被用于教育。

基于微软视窗的计算机（以及延伸到与该操作系统密切相关的x86平台！）被用于办公室设置，并曾被用作家用计算机。人们是习惯的动物，他们习惯于一个操作系统。例如，我不会考虑使用Linux作为我的主要桌面系统（此外，它简直有太多的选择了！），因为我正在使用Windows，并依赖一些我熟悉并使用了多年的应用程序（例如，Adobe套件）。

然而，在我的智能手机上，我有一个基于Android的系统。智能手机是对生态系统的彻底重启，而ARM CPU可以发挥它的巨大优势，即非常节能。最初，人们对手机的低性能没有意见。现在，一些智能手机比人们的台式电脑还要强大。Windows软件的优势并不重要，因为这些智能手机无论如何都需要全新的应用程序。我的意思是，没有人在设计时考虑到支持GPS的电脑，比如说。或者采用多点触控界面--Windows电脑使用的是经典的鼠标点击和指向系统，而且大多是固定的。

你能明白我的意思吗？

Windows PC/x86架构有一定的 龛位 (尽管是非常大的一个），它存在于客户的头脑中。这是为 桌面应用程序 (另一个大的竞争者是苹果，例如MacBooks，以及越来越多的Chromebooks）。它被用于办公室工作，例如处理我们的树莓Pis的订单。

尽管基于ARM的设计也开始进入高端服务器领域，但由于电源效率和成本的原因，它在高端服务器中仍然具有相关性、 ARM最终也更适合在数据中心使用。

在其他领域，其他因素也很重要。

嵌入式设计，例如自动取款机在历史上也是使用Windows构建的--也许你有时注意到自动取款机上的那些蓝屏，或者城市周围的数字标牌装置。

没有必要在这些设备上使用Windows。Linux通常是一个更好、更容易管理的选择，也是一个更具成本效益的启动。Linux的安装没有许可费。Linux被称为是一个更安全的操作系统。最后，Linux不会像Windows那样把你锁定在x86平台上。

在这些专门的设备上，你的桌面应用程序，如Word、Excel等，根本就不重要。它们经常被部署有专门的应用程序，用于显示视频，与客户互动，或显示你在哪一层（在电梯里）。

(附注：要显示你在电梯里的哪一层，即使是Linux也是多余的。一个简单的微控制器就可以了!关注这个领域，因为更简单的设备已经不能运行适当的完整的操作系统)

在嵌入式设备中--这也是SBC销售的一个巨大领域--成本很重要。非常重要。x86设计需要更好的冷却（由于功率效率更差），这通常意味着你必须增加一个风扇设计，例如......

构建应用程序的软件框架已经发生了很大的变化，今天的很多应用程序可以很容易地为x86或ARM创建，例如使用Qt框架，或网络技术。

新一代的工程师已经在node.js、JavaScript中成长起来，他们并不太关心底层硬件架构。

成本：捆绑式Windows

成本：ARM与x86，市场分割，竞争，不同的许可模式

RISC V