以专利组合观察: 走向自制 ARM 芯片的苹果 Mac 系统

通过我们对 ARM 的介绍和对苹果 ARM 相关专利组合的可视化分析,您可以了解更多关于 ARM 架构 Mac 的信息。

预计阅读时间:12分钟

Mac 历史性的一天

正如我们在 2019 年 12 月发布的文章《英特尔、苹果和高通之间的故事:苹果与高通诉讼案》中预测的那样,苹果公司已正式宣布,将开始在其部分 Mac 硬件上使用自己的芯片,这将结束近 15 年来苹果一直依靠英特尔为其旗舰笔记本电脑和台式电脑提供处理器的历史。

苹果公司首席执行官蒂姆•库克(Tim Cook)称之为Mac 历史性的一天,并详细介绍了 Mac 过往从 IBM 架构的 PowerPC 移转到英特尔 x86 架构为基础的 Mac 作业系统的历史,然后公布了未来在 Mac 产品中使用苹果自研的 ARM 架构处理器的计划。此举意味着:在未来的新款 Mac 产品上,macOS 将支持原生 iOS 应用程式和 macOS 应用程式并存。 苹果将​​于 2020 年底发布首款使用苹果 ARM 架构芯片的 Mac,而这个转变预计需要花费两年左右的时间。目前看来,苹果还不会完全移转成 ARM 架构的 Mac,因为仍有英特尔架构的新款 Mac 在开发中,苹果也会继续对这些产品提供多年的支持。然而,将 Mac 从英特尔芯片转移到自研芯片,对苹果来说仍是一个巨大的改变。 这项改变对未来最明显的优势就是让 iOS 和 iPadOS 应用程序能够在 macOS 上原生运行。苹果公司表示,大多数应用程序将能够正常运行。这意味着用户将能够首次并排运行原生 macOS 应用程序和原生 iOS应用程序。通过转向使用苹果自研处理器,苹果承诺以更低的功耗实现更高的性能水平 苹果将​​为 Mac 产品创建了一系列自己独有的单芯片系统(SoC)。新的 ARM 架构将让 App 开发者可以更轻易地开发和最佳化应用程序于各种主要的苹果设备上。

ARM 处理器到底是什么?

ARM 架构最早由艾康电脑(Acorn Computers)在 1980 年代开发。ARM 处理器是由安谋控股公司(ARM)开发,以 RISC(精简指令集计算机)架构的 CPU 家族成员。该公司生产 32 位元64 位元 RISC 多核处理器。RISC 处理器是为了执行较少类型的计算机指令而创建的,以便它们以更快的速度运行,从而实现更高的每秒百万指令数(MIPS)效能。 通过去除不必要的指令和最佳化路径,RISC 处理器以更低的功率输出实现卓越性能。 ARM 处理器的设计相当精简,可为开发人员提供更有效的多核处理和更快的速度来转写程序码,它主要用于智能手机、穿戴式设备和平板电脑等众多消费性电子产品中。 由于减少了指令集的数量,因此所需的晶体管更少,所以集成电路的芯片尺寸也更小。如今,各种设备的体积越来越小,而 ARM 处理器尺寸适中、设计简单、功耗较低,因此非常适合这些设备。

ARM 架构基础知识简介

ARM 处理器是谁设计的?

安谋控股公司(ARM Holdings),其全球总部位于英国剑桥,而美国总部则位于美国加利福尼亚州,是一家从事半导体和软件设计的公司。 其主要业务是设计 ARM 处理器。安谋控股公司目前是 软银集团(SoftBank Group)的一家全资子公司。值得一提的是,安谋控股公司并没有根据自己的设计实际制造或销售 CPU 设备,而是将相关架构许可出去。ARM 提供了许多不同的许可条款,这些条款在成本和可交付成果方面各不相同。

安谋控股公司信息

安谋控股公司信息 资料来源: PitchBook

安谋控股公司信息

安谋控股公司信息资料来源: PitchBook

英特尔处理器与 ARM 处理器

在购买处理器时,您很快就会发现有些设计采用的是英特尔处理器,而另一些设计则采用 ARM 架构。这两种处理器都是在考虑低功耗操作的情况下制造的。 ARM 处理器的结构简单,可减少能源浪费。而英特尔处理器包含较复杂的设计,以符合其台式电脑和笔记本电脑 CPU 的需求。ARM 处理器已在各种可携式装置中使用了很长时间。而英特尔则相对属于后起之秀。ARM 处理器的价格相对较低;因此,英特尔将需要重新考虑其定价策略才能保持其竞争力。 ARM 处理器及其广泛使用已迫使英特尔不得不提高其芯片的运作效率。

ARM 处理器的主要优势有哪些?

  • 比其他大多数处理器便宜
  • 耗电量更低
  • 搭载 ARM 处理器的设备通常电池寿命更长
  • 一次执行一项操作,因此能够以更快的速度工作

ARM 处理器有什么缺点吗?

  • 从二进制的角度来看,ARM 与英特尔 x86 不兼容,这意味着在不久的将来,Windows 将无法在 ARM 处理器上运行。
  • 在某些情况下,一些 ARM 处理器的时脉频率会影响并限制运行速度和内存带宽。
  • 由于指令调度的关系,除错会很困难。
  • ARM 处理器的性能在很大程度上取决于程序设计师的执行能力。如果程序设计师无法正确地设计指令集,ARM 处理器将会需要耗费相当多的时间才能正确完成。

苹果的 ARM 芯片专利

为深入了解苹果芯片相关的专利,我们使用了 PatentcloudPatent SearchPatent Vault Due Diligence 产品来一探细节。Patent Search 是一款由 AI 驱动的专利检索工具,为了让人们尽可能轻松地检索专利而开发。Patent Vault 是一款专利管理软件,无论这些专利来自何处,皆可供您在同一个地方汇集所有专利。Due Diligence 使专利组合评估和分析更简单,将专利数据转化成有意义且具有视觉吸引力的各种图表。首先,我们需要生成一份专利列表。我们使用以下查询词条来查找苹果 ARM 的相关专利:

(AN/(“APPLE” or “NEXT ISSUE MEDIA” or “APPLE SALES INTERNATIONAL” or “SHAZAM ENTERTAINMENT” or “BEATS MUSIC” or “FILEMAKER” or “AKONIA HOLOGRAPHICS” or “APPLE DISTRIBUTION INTERNATIONAL” or “BEATS ELECTRONICS” or “APPLE OPERATIONS” or “APPLE OPERATIONS INTERNATIONAL” or “APPLE CANADA” or “APPLE COMPUTER TRADING SHANGHAI CO” or “BRAEBURN CAPITAL” or “AUTHENTEC” or “AUTHENTEC SRO” or “AUTHENTEC SHANGHAI CO” or “UPEK” or “AUTHENTEC KK” or “UPEK PTE” or “UPEK BEIJING TECHNOLOGY CO” or “UPEK KK” or “APPLE OPERATIONS EUROPE”)) and (Full/(“reduced instruction set” or RISC or “instruction set” or “instruction set architecture” or “ISA”)) and SPEC/”ARM”

为找出与ARM 关系最密切的苹果专利,我们包含了那些涉及「instruction set」和「ARM」的专利,因为这些专利被视为与 ARM 相关的芯片专利。

苹果 ARM 相关专利的查询词条

苹果 ARM 相关专利的查询词条 资料来源: Patentcloud 的 Patent Search

我们将此专利列表导出到 Patentcloud 的 Patent Vault 项目中。 只需单击一下鼠标,即可轻松将 Patent Vault 中的项目上传到 Due Diligence。

从 Patent Vault 轻松导入 Due Diligence

从 Patent Vault 轻松导入 Due Diligence 资料来源: Patentcloud 的 Due Diligence

苹果 ARM 相关专利组合概述

 

将苹果 ARM 相关专利的扩展专利族列表从 Patent Vault 导入到 Due Diligence之后,我们便可将专利数据转化为有意义的图表,以更深入地了解这些专利。 欲阅读完整报告,请在本文底部提交您的电子邮箱地址即可。我门也建议您立即注册免费试用版,解锁 Due Diligence 完整功能。同时,我们在这里让您先睹为快部分的报告内容!

苹果 ARM 相关专利的全球分布情况

苹果 ARM 相关专利的全球分布情况 资料来源: Due Diligence

上图显示了苹果整体专利布局情况(以地理形式观察)。我们可以看到苹果 ARM 相关专利主要分布在美国。

苹果 ARM 相关专利的剩余有效年限

苹果 ARM 相关专利的剩余有效年限 资料来源: Due Diligence

上图显示了苹果专利组合中有效专利的剩余有效期。

苹果 ARM 相关专利的主要发明人

苹果 ARM 相关专利的主要发明人 资料来源: Due Diligence 

上图展示了苹果 ARM 相关专利的主要发明人。前三位发明人最活跃的时间段为2010年至2011年。

苹果 ARM 相关专利价值在同一领域的同行比较情况

苹果 ARM 相关专利在同一领域的同行比较情况 资料来源: Due Diligence 

上图在相同 IPC 子类中对苹果 ARM 相关专利组合的专利质量与价值指标进行了比较。此外,还比较了相同 IPC 子类中专利组合的专利质量与价值排名以及总体分布情况。从图表中可以看出,苹果 ARM 相关专利的质量和价值均高于平均水平。

苹果 ARM 专利组合的潜在目标

苹果 ARM 专利组合的潜在目标 资料来源: Due Diligence 

上图显示了苹果 ARM 专利组合的潜在许可对象。此数据是根据公司或个人引用苹果专利家族次数作为参考。苹果位居榜首是可预期的,因为苹果会引用自己的专利为参考。然而,下面的公司当然也可被视为苹果专利组合的潜在被许可人。

下载完整报告

如需了解有关苹果 ARM 专利组合的更多信息,请立即免费下载本报告!

2020-10-14T09:20:20+00:00