賽道Hyper | 再下RSIC-V一城:高通劍指何處?
作為移動(dòng)SoC芯片指令集架構的霸主、IDC和PC芯片架構的核心玩家,Arm正面臨呼嘯而至的如潮寒流。
有消息稱(chēng),Arm最大的客戶(hù)高通,與包括NXP(恩智浦)在內的多家芯片設計公司,組建了一家推廣RISC-V芯片設計架構的新公司。RISC-V是Arm移動(dòng)芯片架構最大、最強和參與方最多的競爭技術(shù)。
目前,這家合資公司還沒(méi)正式名稱(chēng),其芯片設計主要的應用方向是汽車(chē)應用。未來(lái),也會(huì )擴展至移動(dòng)SoC和IoT芯片。另外,這家公司在底層基礎構建方面,看上去是要引導RISC-V技術(shù)實(shí)現標準化、減少碎片化和推動(dòng)生態(tài)的豐富性。
(資料圖片僅供參考)
盡管如此,RISC-V指令集架構對Arm架構的真正威脅,還沒(méi)完全形成。
反擊Arm的予取予求
Arm,日本軟銀集團旗下英國公司,主要業(yè)務(wù)是研發(fā)芯片設計指令集架構——一套控制給定芯片操作方式的基本規則,授權給芯片設計商使用。Arm架構在移動(dòng)設備中占據主導地位,同時(shí)也在大力拓展PC和IDC市場(chǎng)并漸次提高市占率。
這種架構廣泛被應用于工業(yè)控制、移動(dòng)通信等領(lǐng)域內的多種嵌入式系統設計。截至2021年底,Arm芯片產(chǎn)量超過(guò)2000億,成為智能手機市場(chǎng)無(wú)可爭議的霸主。
Arm在1990年成立時(shí),正是英特爾如日中天的時(shí)代。Arm既無(wú)法與英特爾x86架構競爭,也不是當時(shí)最流行的MIPS精簡(jiǎn)集指令架構的對手。MIPS在1990年代,是最流行的移動(dòng)芯片架構,還占據了三成服務(wù)器芯片市場(chǎng)份額。
2010年,智能手機開(kāi)始取代功能機成為電子消費全新的終端潮流。此時(shí)Arm開(kāi)始迎來(lái)轉機,蘋(píng)果公司從其首代iPhone開(kāi)始,便搭載了用Arm架構設計的移動(dòng)芯片。隨著(zhù)iPhone的革命性創(chuàng )新帶來(lái)的熱潮,Arm也開(kāi)始走向黃金時(shí)代。
在更早的2008年,谷歌公司發(fā)布基于A(yíng)rm指令集的Android操作系統,如同微軟的Windows系統和英特爾的x86架構CPU捆綁,稱(chēng)雄PC市場(chǎng)20多年;安卓也與Arm架構做了類(lèi)似的捆綁。同年,Arm芯片總出貨量超過(guò)100億顆。
安卓系統的開(kāi)放性,吸引了全球除蘋(píng)果之外的幾乎所有手機終端商,因此也成為包括高通、聯(lián)發(fā)科、海思和三星在內的最重要的芯片設計商,共同采用Arm指令集架構以設計其移動(dòng)SoC芯片。全球超過(guò)90%的智能終端(手機、IoT和平板)的芯片,都用這種架構設計。
此后,隨著(zhù)Arm統治力增強,采用其指令集架構授權的下游芯片設計商,深受Arm越來(lái)越強烈的“予取予求”風(fēng)格之苦,這增加了其成本和供應鏈風(fēng)險。
在此過(guò)程中,高通曾以自研指令集架構來(lái)對抗“躺著(zhù)賺錢(qián)”的Arm。高通在驍龍810之前,用了自研的Krait架構,特點(diǎn)是功耗低,性能強,但當移動(dòng)市場(chǎng)升級至64位后,這套自研架構的性能就比不上Arm公版架構了。高通曾想改進(jìn)自家架構的性能,但這種努力沒(méi)有成功。
2021年,高通又做了新的努力:耗資14億美元收購芯片初創(chuàng )公司Nuvia,用以提供其移動(dòng)端、筆電和汽車(chē)智艙/駕芯片。
Nuvia的三位創(chuàng )始人,都有在蘋(píng)果、Arm或AMD、ATI公司從事芯片、CPU和SoC架構主設計師的經(jīng)驗,主要產(chǎn)品是移動(dòng)主芯片,并以Arm的V9指令集架構作為兼容目標。
此時(shí),Arm提出異議。鑒于兩者之間的利益糾葛較為復雜,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),Arm在2022年8月對高通和Nuvia提起訴訟,原因是Nuvia有可能推動(dòng)高通自研芯片架構的進(jìn)展,而這種進(jìn)展是建立在Nuvia持有Arm架構授權的基礎上,而限制高通自研芯片架構一直是Arm的目的。
目前,高通是采用Arm芯片設計架構IP最重要也是最大的客戶(hù)。但是,繼高通與Arm對薄公堂之后,近期高通更聯(lián)合NXP、Nordic Semiconductor ASA、Robert Bosch GmbH和Infineon Technologies AG公司,成立一家新公司,目的是推廣用于芯片設計的開(kāi)源RISC-V指令集架構。
RSIC-V指令集架構,相對于封閉、費用高昂的Arm架構和英特爾的x86,這是一種開(kāi)源(開(kāi)放源代碼)架構,IP可免費使用,這意味著(zhù)芯片設計工程師有更多機會(huì )驗證設計細節并識別錯誤。
因此,RSIC-V架構在移動(dòng)芯片設計領(lǐng)域成為Arm最大的技術(shù)競對。
RISC-V架構的潛力和不足
從這個(gè)角度上看,作為Arm最大客戶(hù)高通,很有推動(dòng)Arm架構最強競對技術(shù)的推廣動(dòng)力。此次高通與四家芯片設計商的聯(lián)合,正是這種動(dòng)力的顯性表現。
高通表示,與其他行業(yè)參與者攜手合作,通過(guò)開(kāi)發(fā)下一代硬件,以推動(dòng)RISC-V生態(tài)系統的擴展,這是一件好事。高通堅信, RISC-V的開(kāi)源指令集將增加創(chuàng )新,并有潛力改變行業(yè)。
就像Nuvia,拓展汽車(chē)智艙/智駕芯片市場(chǎng)也是主要目標,高通參與的這家新公司,研發(fā)目標產(chǎn)品,首選汽車(chē)應用。未來(lái)將這種應用再推向移動(dòng)和IoT芯片。
高通最近更宣稱(chēng),從2019年推出驍龍865開(kāi)始,高通就在其芯片中集成了RISC-V內核。這說(shuō)明高通想提高其自主性的努力,從2019年就已經(jīng)開(kāi)始。
不知是巧合還是有其他因素,2019年也是中國大規模采用RSIV-C架構的第一年。到2022年,在中國市場(chǎng),用RSIV-C架構設計的芯片,出貨量超過(guò)了50億顆。
這家高通參與的聯(lián)合公司,預計將成為單一來(lái)源,以實(shí)現產(chǎn)品之間的兼容性、提供參考架構并建立廣泛使用的標準。
在2022年年底于美國舉辦的RISC-V峰會(huì )上,高通產(chǎn)品管理總監Manju Varma表示,RISC-V是專(zhuān)有Arm指令集架構的新興替代品,有機會(huì )實(shí)現比微控制器更高的價(jià)值。
目前,高通在PC、移動(dòng)設備、可穿戴設備、聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)以及增強現實(shí)和虛擬現實(shí)耳機的SoC中使用RISC-V微控制器。
這些微控制器在后臺執行低級工作,比如管理硬件。截至2022年12月,高通已交付超過(guò)6.5億個(gè)RISC-V內核,這讓讓RISC-V ISA成為高通核心技術(shù)之一,高通也以此成為RISC-V架構大規模落地的領(lǐng)導者之一。
Varma表示,“RISC-V可從低端微控制器一直擴展到高性能計算,以及介于兩者之間的任何東西,它確實(shí)可以提高整個(gè)行業(yè)的效率”。Varma認為,借助RISC-V,有機會(huì )定義具有一流性能、一流能效和增值功能的芯片設計。
但是RISC-V的生態(tài)過(guò)于簡(jiǎn)陋,而開(kāi)放性和免費使用IP,也讓這個(gè)生態(tài)存在眾多碎片,這是高通希望成立這個(gè)新的聯(lián)合公司要致力于解決的主要問(wèn)題。
最后,標準化與RISC-V指令集架構兼容的軟件安全堆棧至關(guān)重要。Varma說(shuō),“通過(guò)關(guān)注工具、庫和語(yǔ)言,我們確實(shí)可以加速 RISC-V 軟件的采用”。
值得一提的是,2022年,高通也是投資SiFive Inc.公司1.75億美元的成員之一。在更早的2019年,高通旗下Qualcomm Ventures也早早投資了SiFive。這家公司也在設計基于RISC-V架構的芯片。
2010年后,眾多美國芯片設計巨頭共同成就了Arm如今的市場(chǎng)地位?,F在,高通堅持走向Arm競對技術(shù)陣營(yíng),并試圖提升RSIC-V生態(tài)豐富性、去碎片化,以及統一架構標準,動(dòng)搖了Arm的地基。
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