芯片软件工程师：需求暴增10倍

在PC、NB时代，Intel设计的CPU芯片定义了资讯产品的效能，而在物联网、手机、资料中心…..等等应用百花齐放的现在，Arm就算自己不设计或生产芯片，但基于Arm架构的芯片，仍然深深影响着资通讯产业的每个面向。面对未来，Arm认为，软件将会是决定资通讯产业优胜劣败的关键。

传统上，高端运算服务市场向来被英特尔（Intel）和AMD所支持的x86架构主导，但如今三大云端服务市场龙头：亚马逊（Amazon Web Service）、微软（Microsoft Azure）以及Google（Google Cloud Platform）却渐渐转向Arm。今年7月中，Google宣布云端服务的伺服器芯片，将改采基于Arm架构之下，由Ampere Computing所设计的Altra芯片，而微软、亚马逊更早已加入Arm架构的阵营；若再把其他同样采用Arm架构的阿里云、Oracle考虑进来，x86架构似乎不再是业界首选。

云端运算并不是Arm唯一的目标。从大型伺服器到IOT设备里的微处理器，都看得到Arm-based的影子。根据软银愿景基金（Softbank Vision Fund）2021年的年报显示，Arm架构芯片在去年的总出货数量高达292亿，比起2020年成长了15.4%；而在今年第一季，就算全球经济已经开始转折，Arm架构芯片的出货量还是有74亿片，比去年同期成长了6.8%（图1）。

从1990开始的20年间，正是英特尔的全盛时期， “Intel inside”成为资讯工业界的标准；但是风水轮流传，在2010年后行动设备兴起，伴随着3G、4G的通讯技术革命， “Arm-based”成为新的资通讯设备共通架构。Arm资深副总裁暨物联网事业部总经理Paul Williamson形容，「Arm正处于科技发展的最前沿（front seat）。」

谈及下一个世代的运算方向，Williamson指出，未来将朝专门化运算（specialized computing）的趋势发展，并指出了运算本身的复杂度、效能以及软件三大重点。就运算复杂度来说，Williamson认为，由最近的产业应用就看得出来，传统上以中央处理器（CPU）担负全部运算任务的时代已经过去。「现在除了CPU以外，我们还有GPU、NPU、ISP这些同样在负担运算工作的芯片，来应付更多样化的运算需求，」他举例，今天的汽车上大概有1亿行的软件程式码，但在自驾车上，程式码的程度将会成长到5倍之多。因此，芯片架构能否由简驭繁，将是技术能否持续往前发展的重点。

另一方面，芯片的运算效能也十分重要。Williamson指出，由于半导体制程以及芯片设计的精进，在过去10年内半导体的运算效能有着显著提升，「现在我们每个人的口袋里都有一部超级电脑」；然而，在他看来，在未来的运算世界里，「软件」的重要性将远大于芯片本身，「Arm在软件上将会投注大量的资源。」

正由于芯片运算的使用场景更为复杂、效能要求也愈来愈高，连带使得软件在未来将成为这些芯片能否充分发挥效用的关键。Williamson就指出，为了应付自驾车产业对于芯片运算的需求，在2030年前，为自驾车开发软件的工程师，将是现在的10倍之多。换句话说，只要专门化运算的趋势不变，软件的重要性必然更甚以往。

作为以芯片架构授权为主业的公司，Arm本身并不直接设计芯片，但看准了专门化运算的大趋势，Arm开始把软件开发也纳入生态系规划中，把建立产业标准当作降低软件设计门槛当作重要的策略。以5G时代最重要的应用：物联网为例，在今年10月初，与Arm有多年合作关系的连结标准联盟（Connectivity Standards Alliance，CSA）发表了第一版的物联网互联标准：Matter 1.0，作为开发物联网应用时的相容和认证标准。

Williamson强调，Matter可提供跨网路传输技术、跨设备的协定，提升智能家庭内的产品相容性，最终推动全面性的物联网设备部署。「几乎所有IoT设备都是基于Arm架构，所以我们跟CSA的合作是非常密切的，」他补充，在Matter所搭建的相容性框架之下，软件人员可以更快速、方便地设计出各种实际应用，推动物联网产业的发展。

另一个例子是近年来势头正旺的电动车。2021年时，在Arm自己的主导下成立了车用软件的开放架构组织SOAFEE，「1年之内，成员公司就从10家成长到50家，而且是来自各个产业，代表大家都相当重视，」Arm台湾总裁曾志光说。

未来将是个软件定义的世界。当硬件的运算架构渐趋整合，意味着产品之间的相容性隔阂逐渐消弭，若想要让自己的产品能在竞争中脱颖而出，只能够藉由软件开发达成差异化。当Arm主导的资通讯生态系日益庞大的同时，加强软件能力也将会是台湾众多资通讯大厂不可或缺的一门功课。