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与Arm分手后

使用RISC-V架构不需要交钱,而且作为开源的产品,任何公司都可以参与芯片开发。

6月初,三星作为一直在使用Arm服务的半导体公司正式宣布开始与Arm分道扬镳。它不是*个做出这样选择的大厂。

Arm除了收购风波外,为什么一次又一次的“被分手”?

01  Arm“分手年”

2023年,好像是Arm“分手年”。

三星在6月1日宣布,它将担任RISC-V软件生态系统(RISE)的指导委员会成员。加快下一代“Galaxy Chip(s)”的开发。中期目标是到2027年将其笔记本电脑和智能手机从Arm转移到内部CPU内核。

进入2023年,谷歌已正式官宣,未来安卓操作系统将支持RISC-V指令集架构。谷歌提供的安卓操作系统是基于Arm架构而运行的,但现在的谷歌似乎有要逐步摆脱Arm架构影响的打算。谷歌Android工程总监Lars Bergstrom表示:他希望RISC-V被视为Android中的“一级平台”。

Android目前对于RISC-V的支持还非常有限,因为大多数Android应用程序都使用Java代码发布,而RISC-V还不支持用于Java工作负载的Android Runtime(简写:ART)。也就是说,现在还没有Android的应用程序支持RISC-V,因此,谷歌商业版的Android系统目前还不能支持RISC-V。不过,谷歌已经宣布Android将支持RISC-V指令集,2023年谷歌官方即将带来的模拟器支持,并且,2023年*季度某个时间点,ART支持也即将到来。届时,Java可以在一定程度上转化成RISC-V,大多数Android就可以应用程序可支持RISC-V了。

高通在2023年投资者大会上宣布下一代CPU将由收购的Nuvia团队设计,预计2023年有样品可以交付大客户,目标市场针对Windows PC市场,也就是笔记本电脑市场,并且将扩展到移动、汽车和数据中心领域。此前在2022年底举行的RISC-V峰会上,高通产品管理总监Manju VArma分享了对新兴架构的期待,并表示RISC-V已经在高通众多产品中担任了重要的角色。截至2022年,采用RISC-V架构的高通芯片已经出货超6.5亿。

高通与Arm的纠纷可以说是众所周知了。在高通与Arm公司的诉讼案中,被曝出最核心的问题在于后者对下游厂商的严格控制,例如Arm公司预计在未来禁止厂商们自由选配GPU核心,这意味着,高通的*优势将荡然无存。另外,不仅是GPU的问题,Arm还要求半导体厂商不得采用公版架构之外的任何配置,像是NPU、ISP等负责智能手机各项重要功能的核心都只能按照Arm提供的部分进行设置。在如此强势的要求下,高通自然不会轻易屈服,毕竟能在安卓阵营里稳居*这么多年,靠的就是*的GPU、ISP,这要是被禁止了,基本失去了盈利的可能性。

英特尔似乎和Arm关系不一般,首先是现在在市场能与Arm架构分庭抗礼的X86就是英特尔研发的,其次是早在两年前,英特尔就加入了RISE联盟。这两者的竞争牵制关系能从微软的选择上窥得一二,分析师Hans Mosesmann说:“英特尔能否充分渗透平板电脑、智能手机市场以抵消Arm在其主流笔记本电脑领域的侵蚀?我们的观点是肯定的。”

02  Arm失宠的理由

花有荣枯之期,大红大紫的明星产品在受到欢迎的同时也有着“缺点”和“无力”。慢慢累积,这就是Arm不再成为*押宝的理由。

巨额专利费

今年3月,Arm计划改变专利费收取模式,并调整费用,已通知包括高通、三星、联发科、小米、OPPO和vivo在内的各大厂商,但大部分客户不愿意接受。

在Arm原有的商业模式里,会依据芯片均价的一定比例向芯片厂商收取费用,以授权其采用Arm的架构,即便是苹果A系列和M系列这种经过大幅度修改的芯片也是基于Arm的授权,仍然要支付专利费。现在Arm计划将这笔费用的收费依据改为按终端设备均价的一定比例来收取,每台手机收取其售价1~2%的授权费用。

由于智能手机的均价远高于芯片的均价,这意味着Arm修改收费模式后,厂商需要支付的专利费将比原先高出至少数倍,这将是Arm数十年来首次大幅度改变其商业模式。未来智能手机厂商如果继续以相同价格出售产品,只能降低利润率,如果提高售价,也就是将这部分成本转嫁到用户身上。

目前市面上几乎所有移动终端都采用了Arm架构的芯片,短时间内也很难摆脱,Arm可以在短时间内大幅度提高收益。

然而这样的操作动了太多人的蛋糕,业内人士说:高通能惯着它吗?

03  大厂需要安全感

Arm芯片架构授权覆盖全球。苹果、联发科、高通等公司设计的芯片,几乎都离不开Arm技术。在移动处理器市场,Arm架构长期占据垄断地位。然而垄断是各个大厂的“逆鳞”。

Arm计划从2024年开始强制企业仅使用Arm设计。例如,三星使用Arm设计和AMD的图形核心来制造用于智能手机的Exynos芯片,但三星未来将无法这样做,这就是三星宣布加入RISE的导火索。

Arm的出世其实也是打断了x86的垄断时期。2020年,苹果发布M1芯片,一石激起千层浪。Arm架构芯片在PC端的应用,成为了芯片产业,尤其是通用CPU芯片产业关注的焦点。这是Arm架构正式向x86的垄断地位宣战:“这是一个不可多得的历史机遇,也是我们切入这个赛道一个非常好的时间窗口。”在PC处理器市场Arm的市场份额将近10%,当然这个数据大家看不出来Arm涉嫌垄断,但是在移动处理器和物联网处理器市场方面,就非常明显了,Arm所占的市场份额为90%。

垄断都是用来打破的,Arm能逃脱得了被“打破”吗?

RISC-V的优势

国际上开源技术生态体系已经形成,越来越多的企业加入开源大军之中。

近年来,在软件领域开源的比例不断增加,有吞噬传统的封闭源代码的势头,越是新兴的行业开源的比重越大。与主流的X86和Arm架构动辄上千条的指令相比,RISC-V的平均指令数少了10倍上下,国内知名RISC-V公司赛昉科技CEO徐滔此前直言,“你不能随便去改X86和Arm的架构,但你可以改RISC-V的,这可以让你的芯片非常有竞争力”。

使用RISC-V架构不需要交钱,而且作为开源的产品,任何公司都可以参与芯片开发。而获得Arm技术授权是需要缴纳费用的,虽然对大公司来说,这些钱不算什么,但关键在于Arm不具备中立的条件。

Arm公司在关键时刻,也需要看美国的脸色,无法顺利提供技术给特定的客户。X86架构掌握在英特尔手中,英特尔没有对该架构开放内核,所以综合对比,只有RISC-V独具免费和开源的优势。

提到中立,不得不说,中国非常需要一个中立的RISC-V。

04  中企需要Plan B

除开源及成本优势外,半导体国产化进程加速是RISC-V在国内获得机遇的重要原因。

中企需要Plan B的原因也很明显,国外Arm厂商已经可以使用X4架构和台积电N3E工艺,这会使国产Arm厂商在竞争中处于明显劣势。

2018年7月,上海首度宣布将RISC-V列入政府产业扶持对象,成为国内*个发力RISC-V的城市。同年10月和11月,中国RISC-V产业联盟与中国开放指令生态(RISC-V)联盟相继成立,前者如今成员单位已达130家,后者则由中国工程院院士倪光南领衔,吸引了包括BAT、中芯国际、紫光展锐、北大清华在内的产学研代表成员。

市场方面,小米系的华米科技2018年发布了号称全球首颗基于RISC-V的智能穿戴AI芯片——黄山1号。2019年7月,阿里平头哥发布号称业界性能最强的玄铁910,正是一颗RISC-V处理器。更值得注意的是,日前发布了*国产自研智能手机操作系统鸿蒙的华为也已经开始展示出对RISC-V的兴趣。据媒体报道,为了推广鸿蒙,华为海思推出了一款名为Hi3861的开发板,而这款开发板所采用的芯片正是基于RISC-V架构研发。

OpenHarmony的开源是中国开源发展中的重要里程碑,其发展十分迅猛。据统计,目前HarmonyOS的华为设备数已经有3亿台,生态合作伙伴超过2000家。

OpenEuler是中国业界优秀开源社区的另一个例子,OpenEuler面向服务器操作系统。2019年发布了OpenEuler开源项目,目前OpenEuler开源社区贡献者已经达到了9396人,全球下载遍及120个国家,1500个城市,55万的下载量,专业组达到96个,已经成为全球开发者最关注的开源项目之一,在OpenEuler社区中中国企业作出了重大贡献。

开源不仅可以更好的推进科技的进步,也是中国加速融入世界创新的有效方式。同样开源模式已经从软件领域走向了硬件领域。

众所周知,CPU架构是芯片产业链和芯片生态的龙头。CPU架构不仅决定了芯片本身的性能,而且在很大程度上引领了整个芯片产业和产业生态,这几年国产CPU发展很快, 国内厂商也作出了一些成绩。例如2022年11月阿里最新发布的玄铁C908处理器实现了RISC-V架构的能效突破。玄铁C908支持多核多簇架构,采用高效9级双发按序流水线,主频2GHz,通过创新的微体系结构和指令融合等技术,实现能效的大幅提升。

中企要想不被Arm禁锢,一定要在发展芯片产业时抓住开源发展的新潮流,用好开源创新模式。

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