一 移动计算的兴起

在相当长的时间里，ICT工业中的计算类产品与移动通信类产品是两个基本上互相分隔的领域。以个人电脑（PC）为中心的计算市场30年来是由开放式架构的IBM系统所主导的，其产业链由英特尔—微软联盟（Wintel）所控制。手机——移动终端的经典形式——则是90年代初以来，由运营商所主导的第二代移动通信市场所普及。

这两个市场的形成逐渐点燃了对移动计算的需求。从“计算”的一端产生过PDA（掌上电脑）、MID（移动互联网设备）、网络笔记本、上网本等比主流PC更轻薄、更便于移动的产品；从“通信”的一端，近10年里也不断有厂商推出过附加计算功能的手机（如可以发邮件的商务手机）。但“计算”和“移动”的融合步履维艰，原因在于技术瓶颈，主要是无线通信带宽不足和缺乏高性能低功耗的计算芯片。

英特尔的CPU虽然一直主导计算市场，但其采用复杂指令集（CISC）的x86架构存在高功耗的内生缺陷。尤其在英特尔与AMD展开“CPU主频大战”的过程中，伴随主频不断攀升，芯片运算有效利用率大幅下降，已逼近物理极限的功率密度使x86的传统技术路线难以提供高性能低功耗的处理器。为扭转这种局面，x86阵营首先对CPU进行了多核化处理，并在ATOM芯片研发上改变了一些设计思路以应对低功耗高性能的需求。但x86架构迄今的技术积累已经很大，在功率开销问题上积重难返，所以ATOM的推出并不成功。

在通信市场，手机大量采用的是ARM架构（采用精简指令集RISC）芯片，数据处理流水线短，有利于并行计算，在为用户提供等同的有效运算服务时，其功率摊销可以比x86更小，所以在规模巨大的手机市场以及其他消费电子、工控设备等市场具有优势。但由于原有ARM架构芯片的主频偏低，所以无法提供令人满意的计算服务。图1表示互相分隔的计算和移动通信市场。

图1 曾经分隔的两个市场及其核心技术

两个市场之间的技术屏障近年来被逐渐打破：①3G移动通信和无线局域网提供的无线通信带宽已经能够满足大多数网络应用。无线局域网本来是在局部地区替代有线网络的本地无线接入系统，80年代中期通过在工业、科技、医学（ISM）的专属频段授权才逐步商业化，并以其可移动、低成本、高质量的属性逐步扩大了适用范围。目前在全球无线局域网市场上占据主导地位的是采用IEEE 802.11标准系列的WiFi^[1]，它提供的无线带宽数十倍于移动通信，成为无线接入互联网的主要通道。WiFi在美国的较高普及度是美国企业能够在移动计算方面率先创新的重要条件之一。

②ARM架构处理器的性能大幅提高。与英特尔集研发、制造于一体的模式不同，ARM公司本身并不设计芯片，而是向芯片企业授权内核，收取转让费和版税。这种商业模式吸引了众多芯片企业采用ARM架构设计芯片，从而推动了其性能的改进。相比x86架构，采用精简指令集的ARM架构天生就具备功耗低的特性，它所需要解决的主要问题是在控制功耗的同时提高主频。这条技术路线最近获得了持续的突破：苹果iPhone采用ARM架构芯片（由三星代工）获得了巨大的成功，高通于2010年、英伟达于2011年所发布的新一代处理器都是基于ARM架构。

已经萌生的需求随技术瓶颈的突破而勃兴，一个介乎计算和移动之间的市场——移动计算（通过无线通信方式、使用连接在网络中的设备完成信息处理任务）市场——揭开了大幕（见图2）。在跨入这个门槛上发挥了决定性作用的是苹果公司，它以非常出色的产品概念把计算、通信、无线互联网等技术综合起来，开发出引爆移动计算市场的iPhone和iPad^[2]。iPhone的革命性在于它的主要功能不再是通信，而是可以利用互联网的计算机。此后，市场上新开发的智能手机基本都以同时提供计算、通信和无线互联网功能为产品蓝本，而平板电脑市场则完全是由于iPad的成功而开启的。

图2 移动计算市场

推动移动计算市场兴起的技术发展带有明显的颠覆性。第一，从核心技术的发展方向来看，“移动计算”中的计算能力来自原移动通信领域的低功耗芯片技术，即通过提高低功耗芯片的计算性能而实现。2010年ARM Cortex-A9版本的芯片已经出现双核2.0G的主频，而即将推出的ARM Cortex-A15架构将有望支持4核2.0G。这些芯片在保持低功耗的同时，正要逐步逼近目前主流PC所用CPU的主频量级。一旦ARM架构的芯片在性能上达到甚至超过x86架构芯片的