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ARM出新招,RISC-V能否挑大梁?

2022/11/17
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RISC-V很開放,不會強迫客戶必須要捆綁銷售,正在與更多樣化的IP適配?!?平頭哥副總裁孟建熠在2022云棲大會的采訪中說道。

這段話的背景是SemiAnalysis首席分析師Dylan Patel的一段爆料,根據Patel的說法,近期高通在其反訴ARM的一份長達83頁的文件中透露出,ARM正打算推出一則新規(guī),內容為:“2024年后,基于ARM架構的SoC中不再允許使用外部GPU、NPU或ISP”。

如果該則傳言為真,那么芯片公司如果還想使用ARM公版CPU的話,就必須搭配使用ARM公版GPU、NPU以及ISP,這不就是赤裸裸的“捆綁銷售”嘛。要知道,目前主流的SoC廠商為了使自己的產品有特色,通常會在采用ARM架構CPU的基礎上,自研GPU、NPU、ISP,甚至DSP,比如和ARM官司纏斗的高通,其驍龍芯片就采用了自研的Adreno GPU、Spectra ISP;高端手機界扛把子蘋果公司的A系列芯片也同樣采用了自研的GPU和ISP;國內的華為則是采用了ARM的公版 Cortex CPU、Mali GPU,但NPU是自研的,ISP也與ARM無關。

事實證明,如果這個規(guī)則得到推行,那么極有可能引起業(yè)內巨震。ARM在經歷這一番操作后,后果會是什么,需要時間來驗證,或許短期內可以拿到更多轉投訂單,或許現有的客戶群會集體控訴其違反《反不正當競爭法》而受到法律的制裁。但從長遠來看,ARM正在流失其生態(tài)優(yōu)勢。

RISC-V正在加速獲得關注

在ARM想著怎么概念授權模式,和“賴賬”芯片廠斗智斗勇,著眼變現能力之際,RISC-V正在加速迎來關注。

RISC-V國際基金會首席執(zhí)行官Calista Redmond在2022年云棲大會上表示:“RISC-V是史上最豐富、最開放的指令集架構,讓簡易且模塊化的技術路線成為了可能,目前已經進入規(guī)?;膽秒A段,市場上已有100多億顆芯片采用了RISC-V架構,同時RISC-V的機會還在爆炸式增長,據分析師預測,到2025年,將有800億顆CPU內核采用 RISC-V架構,并開始被運用于嵌入式物聯(lián)網、工業(yè)和汽車等領域?!?/p>

而從企業(yè)的角度來看,RISC-V國際基金會迄今已經在全球70多個國家吸引了超過3100個會員加入,且會員數量在2021年暴增了130%。

中國工程院院士倪光南非??春肦ISC-V產業(yè),他認為RISC-V的架構降低了企業(yè)進入芯片行業(yè)的門檻,也符合未來萬物智能時代的技術發(fā)展趨勢,未來在世界主流CPU領域,將形成X86、ARM和RISC-V三分天下的格局。

RISC-V,后來者的優(yōu)勢與不足

Calista Redmond說:“RISC-V固有的持續(xù)性高性能和代碼效率優(yōu)勢,不同于任何其他架構,比如小型的基礎ISA,不同于其他各類專利ISA,我們只需要一個確認的基礎ISA,就可以與各種開源和商業(yè)擴展件相對接,這使得使用者可以達到行業(yè)先進水平,從而在設計上取得競爭優(yōu)勢,這是RISC-V跨領域的進展?!?/p>

“此外,在其他架構中,開發(fā)者可能需要花費數年時間來獲得訪問代碼空間的授權,而RISC-V擁有設計的靈活性和自由度,且還預留了代碼空間,企業(yè)可以定制獨特的設計并推向市場?!?Calista Redmond補充道。

嵌入式系統(tǒng)分會理事長何小慶老師則認為,RISC-V具有三大優(yōu)勢:“第一,開源的生態(tài)讓嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者可以觸摸到芯片的架構,即使不參與芯片的設計,也能去參與設計一個擴展的指令集,從而實現用特殊的一個兩條指令去完成原來占用處理器50%消耗的任務;第二,RISC-V只有四十幾條基礎指令集,卻可以做出覆蓋從8051到ARM A系的各種各樣的嵌入式處理器,當然也可以加一些拓展,比如說做人工智能的V指令;第三,RISC-V比目前同類的處理器架構更安全,因為它的處理器模式有更多的選擇性,比如M模式、U模式和H模式。”

如果我們拿同級別的ARM A55內核的處理器和平頭哥最新發(fā)布的基于RISC-V架構的玄鐵C908相比,可以發(fā)現玄鐵C908不僅擁有更高的能效,還能兼容更為靈活高效的AI能力,除了平頭哥對數據格式和算法等方面優(yōu)化的功勞外,還因為C908原生支持Vector,所以在Vector上肯定比ARM做得相對更激進、更前沿,這些都是后來者的優(yōu)勢。

孟建熠表示:“玄鐵C908可以覆蓋1TOPs以下的AI算力需求,不需要自己再做一個NPU,大大減輕了各種NPU與CPU適配的工作。此外ARM A55可擴展至128位,而RISC-V一般是從128位起,可以擴展至256位,所以性能也會更高。”

而對于RISC-V的不足之處,還是老生常談,相比ARM來說,RISC-V的生態(tài)還處于相當初級的階段,且具有行業(yè)碎片化的風險。

然而,孟建熠對RISC-V碎片化卻有著不同角度的解讀,他認為:“一定程度上的多樣化和差異化是RISC-V架構有生命力的體現,有利于推動技術的創(chuàng)新。技術能否被生態(tài)接受的最終決定性因素是市場,看下游客戶的接受程度有多高,能否在生態(tài)圈里形成強大的影響力。一個不被市場接受的技術,持續(xù)演進的成本很高?!?/p>

RISC-V能否挑起高性能CPU的大梁??

中國科學院院士褚君浩在云棲大會上表示:“以平頭哥為代表的企業(yè)機構,已經將RISC-V從低功耗拓展至高性能,RISC-V的確具有潛力。同時,平頭哥還在主動地推動RISC-V架構與安卓系統(tǒng)等主流體系深度融合,真正放大了RISC-V的應用想象力。”

說到高性能,另一家專注于RISC-V架構芯片設計的公司SiFive近期發(fā)布了兩款基于5nm工藝的高性能芯片P670和P470。SiFive方面號稱:“P670和P470新增了虛擬化IO技術和矢量加密擴展,目標是面向新一代可穿戴和智能手機。其中,P670芯片單位面積的性能可以反超ARM Cortex-A77,而P470的單線程將比Cortex-A55快2.75倍、計算密度提升4倍?!?/p>

RISC-V能否走向高性能?孟建熠表示:“對平頭哥來講,我們會一直拓展RISC-V更高的性能,把RISC-V推向更能展現其算力優(yōu)勢的領域。但坦白說,在高性能領域,RISC-V的操作系統(tǒng)還不夠豐富,成長空間很大。”

值得一提的是,作為RISC-V界頭部企業(yè)的晶心科技選擇的路線似乎和SiFive也不同,近期晶心科技發(fā)布了業(yè)界第一款車規(guī)級RISC-V CPU IP AndesCore? N25F-SE,它是一款32位的RISC-V CPU核心,因此走的是可靠性方向的路線,并非一味嘗試提高算力。對此,晶心科技方面表示:“N25F-SE將為市場提供有助于降低SoC 的成本和功耗的另一種選擇,因為對于其產品僅需要ASIL B處理器IP的廠商而言,如果仍使用ASIL D規(guī)格的CPU IP,因其雙核鎖步(dual-core lock-step)解決方案需要雙倍尺寸(double-sized)的面積,將耗費不必要的成本及功耗?!?/p>

事實上,這種互補競爭的狀態(tài)是RISC-V行業(yè)希望看到的,因為一個架構要做穩(wěn)定,確實需要不同的公司從不同的角度做穩(wěn)定、可靠,否則架構就沒有生命力。

寫在最后

ARM 花了17年時間才在2008年達到了100億顆出貨量的門檻,然后在 2021年達到了2000億顆出貨量的門檻,而RISC-V僅用了11年就已突破100億顆。但對于RISC-V生態(tài)來講,還處于相當初始的階段。

孟建熠認為:“當RISC-V芯片出貨量達到1000億顆的時候,RISC-V的生態(tài)應該已經基本建立,也能證明RISC-V架構的生命力。對此,我們很有信心?!?/p>

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ARM公司是一家知識產權(IP)供應商,主要為國際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設和系統(tǒng)芯片技術授權。目前,ARM公司的處理器內核已經成為便攜通訊、手持計算設備、多媒體數字消費品等方案的RISC標準。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

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與非網副主編 通信專業(yè)出身,從事電子研發(fā)數余載,擅長從工程師的角度洞悉電子行業(yè)發(fā)展動態(tài)。