從近期arm對(duì)華“斷供”風(fēng)波，淺談arm于RISC-V的市場(chǎng)爭(zhēng)奪

       近幾年開(kāi)始對(duì)于我國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)可謂是多事之秋自從19年特朗普對(duì)華發(fā)起貿(mào)易戰(zhàn)開(kāi)始，前有華為中興等企業(yè)被連連制裁，后有先進(jìn)GPGPU等關(guān)鍵關(guān)鍵高性能硬件被禁運(yùn)，美方的層層加碼，疊加上疫情的影響，也使得我國(guó)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)仿若驚弓之鳥(niǎo)，這幾天朋友圈除了曬羊之外，最熱鬧的還有一類(lèi)新聞：“消息稱(chēng)阿里遭禁售，arm拒絕向中企銷(xiāo)售先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)品”、“巨頭確認(rèn)：無(wú)法向中國(guó)出口先進(jìn)芯片架構(gòu)！”初看標(biāo)題，再聯(lián)想到最幾個(gè)月美方的連連對(duì)華禁運(yùn)，確實(shí)十分唬人，很難讓人判斷真假，真的以為arm又被迫加長(zhǎng)了中國(guó)大陸地區(qū)服務(wù)器架構(gòu)禁止授權(quán)清單，結(jié)果打開(kāi)一看，都是Neoverse V系列不再授權(quán)中國(guó)大陸地區(qū)。Neoverse V系列確實(shí)對(duì)于arm來(lái)說(shuō)不能對(duì)華出口授權(quán)，可是Neoverse V系列就從來(lái)沒(méi)有授權(quán)過(guò)，既然從來(lái)沒(méi)有授權(quán)，那何來(lái)的“再”字呢？

      對(duì)于arm的服務(wù)器參考平臺(tái)Neoverse，是分成三個(gè)系列的，分別為：V、N和E，面向不同的市場(chǎng)。V系列面向高性能計(jì)算，強(qiáng)調(diào)浮點(diǎn)計(jì)算；N系列面向可擴(kuò)展服務(wù)器，強(qiáng)調(diào)整數(shù)性能和功效比；E系列面向能效比，類(lèi)似志強(qiáng)ATOM服務(wù)器系列。至于新聞中所提到的V系列都因?yàn)槠涿嫦蚋咝阅苡?jì)算，所以受《瓦森納協(xié)議》和美國(guó)出口管制措施（性能過(guò)高），從來(lái)都沒(méi)有向中國(guó)大陸授權(quán)過(guò)，甚至，arm在在國(guó)內(nèi)宣傳路線(xiàn)圖的時(shí)候，會(huì)隱藏掉V系列，因此自然不存在什么又突然斷供的情況，而國(guó)內(nèi)的各大半導(dǎo)體企業(yè)自然也沒(méi)有設(shè)計(jì)過(guò)任何基于V系列授權(quán)的產(chǎn)品，所以還請(qǐng)大家不要以訛傳訛，不存在這幾天的突發(fā)新聞。

借由本次的謠言風(fēng)波筆者由此想到，雖說(shuō)本次“斷供”屬于是空穴來(lái)風(fēng)，但西方國(guó)家近期的種種針對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的打壓確實(shí)是事實(shí)。那么arm有一天真正斷供其他Neoverse系列就不是杞人憂(yōu)天，那么，對(duì)于潛在的風(fēng)險(xiǎn)，我們有沒(méi)有什么后手呢？筆者認(rèn)為，答案也許是近期大熱的RISC-V架構(gòu)。

       近期對(duì)于arm公司來(lái)說(shuō)過(guò)得也是不是很順利，兩月前剛剛傳出重大消息，arm全球裁員18%，其中英國(guó)總部所在地更是裁員20%，還沒(méi)能arm緩過(guò)氣來(lái)，美國(guó)芯片企業(yè)高通的高管Manju Varma突然表示他們?cè)缫蜒邪l(fā)RISC-V架構(gòu)，并已出貨6.5億顆RISC-V芯片。顯然一場(chǎng)RISC-V和arm的未來(lái)市場(chǎng)爭(zhēng)奪之戰(zhàn)已經(jīng)悄然展開(kāi)。

RISC-V架構(gòu)作為一種新興的架構(gòu)技術(shù)，正在悄悄地被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商采用。對(duì)于這樣一種誕生于2010年的開(kāi)源指令集，到底有何優(yōu)勢(shì)，能讓各大半導(dǎo)體巨頭企業(yè)紛紛布局呢？首先，RISC-V是完全開(kāi)源的指令集，對(duì)于指令集使用，RISC-V基金會(huì)不收取高額的授權(quán)費(fèi)。開(kāi)源采用寬松的BSD協(xié)議，企業(yè)完全自由免費(fèi)使用，同時(shí)也容許企業(yè)添加自有指令集拓展而不必開(kāi)放共享以實(shí)現(xiàn)差異化發(fā)展；其次，RISC-V架構(gòu)秉承了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)哲學(xué)，其基礎(chǔ)指令集則只有40多條，加上其他的模塊化擴(kuò)展指令總共幾十條指令。 RISC-V的規(guī)范文檔僅有145頁(yè)，而“特權(quán)架構(gòu)文檔”的篇幅也僅為91頁(yè)。并且有著優(yōu)秀的兼容性，開(kāi)發(fā)者能非常方便的移植linux和unix系統(tǒng)到RISC-V平臺(tái)。

       而反觀arm這邊，不論是高通還是蘋(píng)果，都同樣嫌棄arm的高昂授權(quán)費(fèi)。蘋(píng)果這邊還好說(shuō)，有著強(qiáng)大的獨(dú)立定制能力，使用arm架構(gòu)的A系列和M系列處理器有口皆碑。但是高通這邊就是苦arm久已了，arm的公版核心功耗實(shí)在太高了，近兩代arm的超大核心X1、X2核心都出現(xiàn)功耗過(guò)高的問(wèn)題，加上三星代工技術(shù)的不成熟，直接導(dǎo)致高通的驍龍888、驍龍8 Gen 1發(fā)熱嚴(yán)重，讓高通在消費(fèi)者心中的口碑是一降再降，為此高通就開(kāi)始試圖擺脫arm。為此，高通早就收購(gòu)了一家初創(chuàng)芯片企業(yè)nuvia，nuvia并未采用arm的公版核心而是獲取arm的授權(quán)自研核心架構(gòu)，如此可以降低授權(quán)費(fèi)，還可以研發(fā)性能強(qiáng)大的芯片。顯然，arm不可能就此坐以待斃，不僅直接起訴了高通，甚至在10月還放出消息，將禁止公版 CPU 使用外部 GPU、NPU 或 ISP，也就是說(shuō)，在未來(lái)只要使用了arm指令集的設(shè)計(jì)，就必須搭配arm自己的產(chǎn)品（arm GPU/NPU/ISP），這就意味著，未來(lái)手機(jī)端的SoC設(shè)計(jì)個(gè)性化定制程度將極大受到限制，單個(gè)計(jì)算單元的優(yōu)化會(huì)極大地依賴(lài)arm的設(shè)計(jì)，這在很大程度上已經(jīng)向著x86架構(gòu)生態(tài)發(fā)展，但是很明顯，第一，市場(chǎng)肯定會(huì)極力阻止出現(xiàn)第二個(gè)Wintel聯(lián)盟；第二，arm目前也沒(méi)有英特爾和微軟的統(tǒng)治能力。亦敵亦友的高通和arm已經(jīng)對(duì)簿公堂，一旦arm贏得訴訟，那對(duì)高通將是不利的，其芯片戰(zhàn)略布局會(huì)因此被打亂，而轉(zhuǎn)投RISC-V能形成反制。可以預(yù)見(jiàn)的是，RISC-V IP廠(chǎng)商可能迅速崛起，這將迅速加快RISC-V的路線(xiàn)圖。

      如今高通進(jìn)一步表態(tài)早已研發(fā)RISC-V架構(gòu)并已應(yīng)用于自家的驍龍系列芯片，顯示出arm限制高通采用nuvia核心之后，直接舍棄arm指令集，另起爐灶研發(fā)RISC-V架構(gòu)，這對(duì)arm無(wú)疑是釜底抽薪。高通對(duì)于arm來(lái)說(shuō)是至關(guān)主要的企業(yè)，不僅是經(jīng)濟(jì)上，還是對(duì)于整個(gè)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，高通一定是一家有著重要象征意義的企業(yè)，高通代表著arm架構(gòu)的最高水平之一，在某種程度高通、蘋(píng)果和arm在市場(chǎng)的心中是綁定的，毫不夸張的說(shuō)，一旦高通轉(zhuǎn)向RISC-V對(duì)于arm來(lái)說(shuō)無(wú)疑是巨大的打擊，意味著arm的地盤(pán)有崩潰的可能性。轉(zhuǎn)向RISC-V架構(gòu)的這個(gè)口子已經(jīng)被高通打開(kāi)，在往后的日子里，高通一定會(huì)持續(xù)開(kāi)發(fā)RISC-V芯片處理器，恐怕不需要以后，現(xiàn)在的高通就已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃將RISC-V架構(gòu)技術(shù)用于可穿戴設(shè)備、智能汽車(chē)、移動(dòng)設(shè)備等終端芯片產(chǎn)品中了，而隨著高通正式研發(fā)RISC-V架構(gòu)芯片，筆者相信蘋(píng)果一定不會(huì)選擇把雞蛋全放在arm這一個(gè)籃子里，也極有可能轉(zhuǎn)投一部分資源到RISC-V陣營(yíng)。

       相比于高通和蘋(píng)果這兩家國(guó)外企業(yè)，我國(guó)對(duì)于RISC-V的重視很顯然要早得多，我國(guó)工程院院士倪光南就說(shuō)過(guò)，國(guó)內(nèi)應(yīng)該積極抓住時(shí)代機(jī)遇，聚焦開(kāi)源RISC-V架構(gòu)，謀劃芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而自從2019年arm與華為的合作出現(xiàn)障礙之后，中國(guó)諸多芯片企業(yè)都已投入RISC-V懷抱，RISC-V當(dāng)前的19家高級(jí)會(huì)員當(dāng)中有12家是中國(guó)芯片企業(yè)，正是在中國(guó)芯片的力推下，RISC-V成功占領(lǐng)了物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)。

        在這方面走在國(guó)內(nèi)前列的是阿里旗下的平頭哥半導(dǎo)體，此前發(fā)布了全球首個(gè)RISC-V高性能芯片開(kāi)發(fā)平臺(tái)無(wú)劍600，又在無(wú)劍600平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出了原型SOC芯片曳影1520。而近期（2022年12月14日）又公布了 RISC-V 架構(gòu)與安卓體系融合的最新進(jìn)展：基于 SoC 原型曳影 1520，RISC-V 在安卓 12（AOSP）上成功運(yùn)行多媒體、3D 渲染、AI識(shí)物等場(chǎng)景及功能。這也就意味著在RISC-V上完全可以運(yùn)行現(xiàn)有的安卓系統(tǒng)，這對(duì)于一個(gè)新興架構(gòu)的軟件生態(tài)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是重大利好。

       如果未來(lái)能有更多的國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商積極參與開(kāi)發(fā)和使用RISC-V，對(duì)于我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，會(huì)呈現(xiàn)另一番格局，一個(gè)可控性強(qiáng)，可塑性豐富的市場(chǎng)行業(yè)。對(duì)于半導(dǎo)體芯片市場(chǎng)，筆者的態(tài)度是一貫的：多元化的發(fā)展有利于產(chǎn)品創(chuàng)新，有利于技術(shù)升級(jí)，更有利于終端消費(fèi)者。但是，對(duì)于已經(jīng)形成壟斷的企業(yè)來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)重新煥發(fā)活力，往往是最不愿意看到的情況，那么面對(duì)RISC-V的廣闊未來(lái)，arm還坐得住嗎？就目前來(lái)看，arm似乎還是信心滿(mǎn)滿(mǎn)，并且還表態(tài)說(shuō)：有競(jìng)爭(zhēng)是好事。但是，arm真正的態(tài)度是否與他表現(xiàn)出來(lái)的一樣？筆者不這么認(rèn)為。

       最后筆者想說(shuō)，芯片的市場(chǎng)一直是開(kāi)放的，選擇怎樣的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品要依照產(chǎn)品實(shí)際要求而定，適合產(chǎn)品特性的架構(gòu)才是好的架構(gòu)，盲目追逐熱點(diǎn)不可取。但是，arm保持中立幾十年，卻在一朝一夕之間改變中立的立場(chǎng)，迫使客戶(hù)只能選擇RISC-V作為替代方案，這也是趨勢(shì)下的必然選擇。