ARM出新招，RISC-V能否挑大梁？

“RISC-V很開放，不會(huì)強(qiáng)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(huì)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(jù)Patel的說法，近期高通在其反訴ARM的一份長達(dá)83頁的文件中透露出，ARM正打算推出一則新規(guī)，內(nèi)容為：“2024年后，基于ARM架構(gòu)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(chǎn)品有特色，通常會(huì)在采用ARM架構(gòu)CPU的基礎(chǔ)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(jī)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(nèi)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(guān)。

事實(shí)證明，如果這個(gè)規(guī)則得到推行，那么極有可能引起業(yè)內(nèi)巨震。ARM在經(jīng)歷這一番操作后，后果會(huì)是什么，需要時(shí)間來驗(yàn)證，或許短期內(nèi)可以拿到更多轉(zhuǎn)投訂單，或許現(xiàn)有的客戶群會(huì)集體控訴其違反《反不正當(dāng)競爭法》而受到法律的制裁。但從長遠(yuǎn)來看，ARM正在流失其生態(tài)優(yōu)勢(shì)。

RISC-V正在加速獲得關(guān)注

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

RISC-V國際基金會(huì)首席執(zhí)行官Calista Redmond在2022年云棲大會(huì)上表示：“RISC-V是史上最豐富、最開放的指令集架構(gòu)，讓簡易且模塊化的技術(shù)路線成為了可能，目前已經(jīng)進(jìn)入規(guī)?；膽?yīng)用階段，市場(chǎng)上已有100多億顆芯片采用了RISC-V架構(gòu)，同時(shí)RISC-V的機(jī)會(huì)還在爆炸式增長，據(jù)分析師預(yù)測(cè)，到2025年，將有800億顆CPU內(nèi)核采用 RISC-V架構(gòu)，并開始被運(yùn)用于嵌入式物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)和汽車等領(lǐng)域?！?/p>

而從企業(yè)的角度來看，RISC-V國際基金會(huì)迄今已經(jīng)在全球70多個(gè)國家吸引了超過3100個(gè)會(huì)員加入，且會(huì)員數(shù)量在2021年暴增了130%。

中國工程院院士倪光南非?？春肦ISC-V產(chǎn)業(yè)，他認(rèn)為RISC-V的架構(gòu)降低了企業(yè)進(jìn)入芯片行業(yè)的門檻，也符合未來萬物智能時(shí)代的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，未來在世界主流CPU領(lǐng)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(shì)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(shì)，不同于任何其他架構(gòu)，比如小型的基礎(chǔ)ISA，不同于其他各類專利ISA，我們只需要一個(gè)確認(rèn)的基礎(chǔ)ISA，就可以與各種開源和商業(yè)擴(kuò)展件相對(duì)接，這使得使用者可以達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平，從而在設(shè)計(jì)上取得競爭優(yōu)勢(shì)，這是RISC-V跨領(lǐng)域的進(jìn)展?！?/p>

“此外，在其他架構(gòu)中，開發(fā)者可能需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間來獲得訪問代碼空間的授權(quán)，而RISC-V擁有設(shè)計(jì)的靈活性和自由度，且還預(yù)留了代碼空間，企業(yè)可以定制獨(dú)特的設(shè)計(jì)并推向市場(chǎng)?！?Calista Redmond補(bǔ)充道。

嵌入式系統(tǒng)分會(huì)理事長何小慶老師則認(rèn)為，RISC-V具有三大優(yōu)勢(shì)：“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(gòu)，即使不參與芯片的設(shè)計(jì)，也能去參與設(shè)計(jì)一個(gè)擴(kuò)展的指令集，從而實(shí)現(xiàn)用特殊的一個(gè)兩條指令去完成原來占用處理器50%消耗的任務(wù)；第二，RISC-V只有四十幾條基礎(chǔ)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(dāng)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(gòu)更安全，因?yàn)樗奶幚砥髂Ｊ接懈嗟倪x擇性，比如M模式、U模式和H模式?！?/p>

如果我們拿同級(jí)別的ARM A55內(nèi)核的處理器和平頭哥最新發(fā)布的基于RISC-V架構(gòu)的玄鐵C908相比，可以發(fā)現(xiàn)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(duì)數(shù)據(jù)格式和算法等方面優(yōu)化的功勞外，還因?yàn)镃908原生支持Vector，所以在Vector上肯定比ARM做得相對(duì)更激進(jìn)、更前沿，這些都是后來者的優(yōu)勢(shì)。

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(gè)NPU，大大減輕了各種NPU與CPU適配的工作。此外ARM A55可擴(kuò)展至128位，而RISC-V一般是從128位起，可以擴(kuò)展至256位，所以性能也會(huì)更高?！?/p>

而對(duì)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(dāng)初級(jí)的階段，且具有行業(yè)碎片化的風(fēng)險(xiǎn)。

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

RISC-V能否挑起高性能CPU的大梁？?

中國科學(xué)院院士褚君浩在云棲大會(huì)上表示：“以平頭哥為代表的企業(yè)機(jī)構(gòu)，已經(jīng)將RISC-V從低功耗拓展至高性能，RISC-V的確具有潛力。同時(shí)，平頭哥還在主動(dòng)地推動(dòng)RISC-V架構(gòu)與安卓系統(tǒng)等主流體系深度融合，真正放大了RISC-V的應(yīng)用想象力?！?/p>

說到高性能，另一家專注于RISC-V架構(gòu)芯片設(shè)計(jì)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(hào)稱：“P670和P470新增了虛擬化IO技術(shù)和矢量加密擴(kuò)展，目標(biāo)是面向新一代可穿戴和智能手機(jī)。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(jì)算密度提升4倍?！?/p>

RISC-V能否走向高性能？孟建熠表示：“對(duì)平頭哥來講，我們會(huì)一直拓展RISC-V更高的性能，把RISC-V推向更能展現(xiàn)其算力優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域。但坦白說，在高性能領(lǐng)域，RISC-V的操作系統(tǒng)還不夠豐富，成長空間很大?！?/p>

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(jí)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(duì)此，晶心科技方面表示：“N25F-SE將為市場(chǎng)提供有助于降低SoC 的成本和功耗的另一種選擇，因?yàn)閷?duì)于其產(chǎn)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(fèi)不必要的成本及功耗?！?/p>

事實(shí)上，這種互補(bǔ)競爭的狀態(tài)是RISC-V行業(yè)希望看到的，因?yàn)橐粋€(gè)架構(gòu)要做穩(wěn)定，確實(shí)需要不同的公司從不同的角度做穩(wěn)定、可靠，否則架構(gòu)就沒有生命力。

寫在最后

ARM 花了17年時(shí)間才在2008年達(dá)到了100億顆出貨量的門檻，然后在 2021年達(dá)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(duì)于RISC-V生態(tài)來講，還處于相當(dāng)初始的階段。

孟建熠認(rèn)為：“當(dāng)RISC-V芯片出貨量達(dá)到1000億顆的時(shí)候，RISC-V的生態(tài)應(yīng)該已經(jīng)基本建立，也能證明RISC-V架構(gòu)的生命力。對(duì)此，我們很有信心?！?/p>