作為嵌入式生態(tài)和移動端芯片的武林盟主,ARM公司自1990年成立以來,一直保持低調(diào)。然而最近,ARM因?yàn)榕cRISC-V的糾紛讓這家IP巨頭成為焦點(diǎn)。
事情得從6月份說起,ARM在6月底建立了RISC-BASICS.COM的網(wǎng)站,以“設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片之前需要考慮的五件事”為主題從成本、生態(tài)系統(tǒng)、碎片化風(fēng)險(xiǎn)、安全性和設(shè)計(jì)保證五個(gè)方面說明RISC-V 在這些方面的弊端。7月9日,RISC-V也建立了ARM.BASICS.COM的網(wǎng)站,在ARM列出的五個(gè)問題上增加社區(qū)支持,“以設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片之前需要考慮的六件事”為主題對ARM進(jìn)行了回應(yīng)。
這一事件迅速成為各大科技論壇和社區(qū)的熱門討論內(nèi)容,一時(shí)間,ARM與RISC-V,都被推上風(fēng)口浪尖。
7月10日,也就是在RISC-V回應(yīng)網(wǎng)站上線的第二天,ARM關(guān)閉了RISC-BASICS.COM的網(wǎng)站,并聲明了原因:
“我們最初建立網(wǎng)頁的目的是列出圍繞RISC-V商業(yè)化產(chǎn)品需要考慮的關(guān)鍵因素,旨在為激烈的行業(yè)辯論提供信息。遺憾的是,結(jié)果與我們的初衷不同,這個(gè)頁面與ARM的協(xié)作文化不一致,所以我們已經(jīng)將其刪除。事實(shí)上,我們的許多員工也不喜歡這個(gè)網(wǎng)頁,立即刪除這個(gè)網(wǎng)頁是因?yàn)槲覀兘^不希望給人一種攻擊開源的印象,因?yàn)槲覀円彩窃S多不同開源社區(qū)的支持者。”
雖然ARM 關(guān)閉了網(wǎng)站,但業(yè)界有關(guān)ARM與RISC-V的討論卻沒有減少。
ARM與RISC-V:精簡指令集兄弟之爭
ARM與RISC-V一樣同屬于精簡指令集。ARM是RISC微處理器的代表作之一,在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被廣泛使用,其最大的特點(diǎn)是低功耗。當(dāng)下全球市場上大部分企業(yè)都是選擇了基于ARM的芯片架構(gòu),可謂無處不在。
而RISC-V是2010年加州大學(xué)伯克利分校工程師開發(fā)的開源指令集架構(gòu),通過將核心指令集以及其他關(guān)鍵IP開源,能夠很大程度上改變半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)生態(tài)。RISC-V由RISC-V基金會管理,隨著包括西部數(shù)據(jù)、Nvidia、谷歌等硅谷巨頭加入RISC-V基金會,免費(fèi)的、開源的RISC-V正在吸引越來越多的科技公司。
RISC的發(fā)展勢頭讓ARM感受到了壓力,根據(jù)IPnest的調(diào)研結(jié)論,ARM在2017年的IP授權(quán)收入下滑了6.8%。什么原因?IPnest解釋了兩個(gè)可能,一是因?yàn)楸卉涖y收購之后導(dǎo)致財(cái)務(wù)報(bào)表的改變,另一個(gè)是重要的原因是競爭對手的增加,即近年來相當(dāng)火熱的RISC-V。
目前ARM占據(jù)了以移動設(shè)備為代表的處理器IP的絕大部分市場,而RISC-V則是后起之秀。那么, RISC-V到底憑借什么來挑戰(zhàn)ARM的全球霸權(quán)地位?
RISC-V最大優(yōu)勢:開源
RISC-V的開源模式是其最大的優(yōu)勢。RISC-V將指令集完全開源,這就使RISC-V不像ARM指令集那樣需要付費(fèi)授權(quán)才能使用。任何公司和個(gè)人都可以自由使用、修改與定制的模式將會帶來很大的成本優(yōu)勢,另外這樣的開源舉措會大大降低指令集修改和定制的進(jìn)入門檻,使更多人有機(jī)會探索并定制個(gè)性化指令集。
RISC-V支持芯片設(shè)計(jì)公司在核心架構(gòu)之上添加額外功能。這使得它們可以根據(jù)自己的目標(biāo)來定制芯片。相比之下,ARM指令集不支持這樣的修改。
成千上萬的開發(fā)者正在開發(fā)RISC-V開源標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)部分,包括添加與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和信息安全相關(guān)的新功能。
憑借開源的優(yōu)勢,RISC-V在技術(shù)上確實(shí)能夠制衡ARM。然而,在嵌入式IP市場,靠技術(shù)和開源就一定能夠稱霸武林嗎?答案是否定的。
ARM生態(tài)完勝RISC-V
對于僅僅有8年歷史的RISC-V來說,生態(tài)是它最大的短板。目前RISC-V社區(qū)還處于起步階段,更別說建立完整的生態(tài)了,因?yàn)樯鷳B(tài)的建設(shè)需要發(fā)展,更需要時(shí)間。而ARM憑借IP設(shè)計(jì)師這一角色,早已打造了成熟的生態(tài)圈。就中國而言,ARM就擁有超過100多家合作伙伴,華為、飛騰、華芯通都購買了ARM指令集授權(quán),用于開發(fā)服務(wù)器CPU。其他包括開發(fā)多媒體平臺的中興微電子;開發(fā)平板電腦芯片的全志科技、瑞芯微電子;還有開發(fā)手機(jī)芯片的海思麒麟、小米松果、展訊通信、大唐聯(lián)芯等。去年,ARM還發(fā)起了人工智能聯(lián)盟,目前已有超過120家企業(yè)加入。
RISC-V基金會,雖然在全球也有100多家知名企業(yè)加入,如高通、英偉達(dá)、三星、華為海思、聯(lián)發(fā)科、谷歌、IBM等,但比起ARM ,實(shí)在是小巫見大巫。特別是在中國,除了華為、中興兩大企業(yè)外,只有部分中小型企業(yè)與創(chuàng)客群體,遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒有達(dá)到ARM 的龐大規(guī)模。
而在中國,ARM 的生態(tài)圈還在加速擴(kuò)張,今年的5月份,ARM在中國成立合資公司,中國資本占比達(dá)51%,這被外界看成是ARM堅(jiān)持在中國的本土化,并宣示其將持續(xù)成為中國芯發(fā)展中堅(jiān)力量的決心。
值得一提是,打造ARM生態(tài)圈中的重要一環(huán)——ARM教育計(jì)劃從2014年開始啟動以來,為促進(jìn)ARM生態(tài)技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研合作,完善ARM的生態(tài)體系起到了重要作用。
ARM教育計(jì)劃分為三個(gè)階段,一是基于ARM技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行核心課程的開放;二是為高校的課程和相關(guān)教育套件進(jìn)行改寫以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求;三是探索科技人才教育事業(yè)的發(fā)展,為人才培養(yǎng)提供可持續(xù)發(fā)展模式。
ARM中國教育生態(tài)部總監(jiān)陳煒博士說,“ARM教育計(jì)劃的目的是鼓勵(lì)將 ARM 的產(chǎn)品和技術(shù)用作教育實(shí)驗(yàn)和學(xué)校課程的基礎(chǔ),為學(xué)校教師和學(xué)生提供更多有針對性的服務(wù)和培訓(xùn),并為ARM與老師、老師與老師間的溝通提供更多的平臺和機(jī)會;參與高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè),為高校提供新實(shí)驗(yàn)設(shè)備,配備技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)、培訓(xùn);增加學(xué)員互動,共同舉辦或協(xié)助舉辦周期性的設(shè)計(jì)大賽,舉辦新ARM技術(shù)、行業(yè)發(fā)展前景宣講活動等。除此之外還包括在線教育,產(chǎn)品授權(quán),課程建設(shè)等內(nèi)容?!?/p>
“通過合作,達(dá)到為高校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提供更好的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的平臺和技術(shù)服務(wù),為年輕的IC人才就業(yè)提供更好的實(shí)踐基礎(chǔ)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的目的?!?/p>
陳煒表示,雖然ARM不生產(chǎn)和銷售半導(dǎo)體芯片,但ARM一直在推廣的是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的理念,其中基于ARM產(chǎn)品的通用開發(fā)性方面,一直是ARM極力打造的高校推廣的重點(diǎn)。ARM對生態(tài)系統(tǒng)的重視程度逐年提高,這也讓ARM的教育計(jì)劃承擔(dān)了更多培育未來行業(yè)人才的責(zé)任。
以上可以看出,ARM一直在推動ARM架構(gòu)在中國的落地生根的布局,ARM在建立自己完整的生態(tài)體系上的用心良苦,這是RISC-V目前無法做到的。
傳統(tǒng)優(yōu)勢與新興市場
ARM占據(jù)全球移動通訊領(lǐng)域90%的市場,另外,ARM還涉及企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)以及嵌入式智能兩大領(lǐng)域。ARM在這些方面擁有絕對的霸主地位。
相比起ARM的產(chǎn)業(yè),RISC-V暫時(shí)還不具備與之抗衡的能力。RISC-V急需找到另外一些用武之地,在新興產(chǎn)業(yè)和新的競爭格局中建立自己的生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
幾乎可以肯定的是,在ARM的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域——移動端,即智能手機(jī)領(lǐng)域,RISC-V基本沒有機(jī)會,因?yàn)橹悄苁謾C(jī)經(jīng)過十年迭代后不太會徹底改變處理器內(nèi)核了,這也和目前Windows經(jīng)過二十多年風(fēng)雨仍然是PC市場操作系統(tǒng)龍頭老大一樣。
但是,在新興的領(lǐng)域,RISC-V和ARM雙方都處于同一起跑線上,而RISC-V憑著指令集的開源等特性很有可能成為ARM強(qiáng)勁的競爭對手,或者至少能夠占據(jù)可觀的市場份額。目前這樣的新興市場主要是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)市場有長尾化的特性,擁有眾多細(xì)分市場,同時(shí)對于功耗有很高的要求,因此對于可以針對不同應(yīng)用靈活修改指令集和芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的RISC-V有優(yōu)勢,相比之下使用ARM往往只能做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),很難實(shí)現(xiàn)差異化。
此外,物聯(lián)網(wǎng)市場對于成本更為看重,RISC-V免費(fèi)授權(quán)的特點(diǎn)對于芯片廠商也很重要。在RISC-V基金會名單中,我們可以看到高通、聯(lián)發(fā)科這樣重點(diǎn)布局物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)。而在目前很火的AI芯片市場,ARM和RISC-V則尚看不出明顯的優(yōu)劣。這是因?yàn)樵诟咝阅蹵I芯片中無論是使用ARM還是RISC-V的核,主要都是作為控制器來使用;另一方面AI芯片的利潤空間往往較大,RISC-V免費(fèi)的特質(zhì)對于企業(yè)來說,并不是特別大的優(yōu)勢。
最后
目前來看,RISC-V在技術(shù)上確實(shí)能夠制衡ARM,不過現(xiàn)在的這個(gè)時(shí)代,僅僅憑技術(shù)打天下是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。僅有8年歷史的RISC-V挑戰(zhàn)ARM還不是一個(gè)等級,有很大的難度。但物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展給了RISC-V難得的機(jī)會。面對物聯(lián)網(wǎng)平臺快速成長,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大爆發(fā)的產(chǎn)業(yè)變革時(shí)期,開源的RIC-V架構(gòu)帶來更低成本的芯片,必定會吸引一部分對成本敏感的IOT企業(yè),其更好的靈活性也會帶來定制化芯片的可能。
而對于ARM來說 ,作為一個(gè)完整生態(tài)體系跟標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)導(dǎo)者,一直號稱靠生態(tài)賺錢,未來最大的可能還是靠生態(tài)來對抗包括RISC-V在內(nèi)的競爭對手。同時(shí)ARM的技術(shù)也在改進(jìn),據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察報(bào)道,ARM中國CEO吳雄昂目前在與Mentor Graphics全球副總裁彭啟煌深入交談中表示:“將來的計(jì)算是多樣的、復(fù)雜的,ARM的經(jīng)營模式是授權(quán)模式。在保證軟件兼容性的前提下,我們的可配置性能讓每個(gè)廠商可以根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)出想要的東西?!?/p>
這說明ARM已經(jīng)意識到競爭對手優(yōu)勢的關(guān)鍵點(diǎn)在哪里,并努力想去改善自家的技術(shù),吸引更多科技企業(yè)的加入。而未來物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù)路線該怎么選,現(xiàn)在還沒有明確答案。但是,無論選擇哪一條,生態(tài)的建設(shè)都是放在重中之重的地位上。
ARM和RISC-V,一個(gè)老牌武林霸主,一個(gè)年輕技術(shù)新貴,在新的科技浪潮和產(chǎn)業(yè)革命面前,他們的角逐,值得想象。
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