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ARM的昂貴價格把Google、高通、三星等80多家科技公司推到了同一條戰線上

電子工程師 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-05-02 16:42 ? 次閱讀

ARM實在太貴了。”信息安全芯片公司Dover Microsystems聯合創始人Jothy Rosenberg說。你可能對這位創業者不熟悉,沒關系,眾多你天天聽說的公司也和他有同感。

據The Information報道,ARM的昂貴價格把Google、高通三星等80多家科技公司推到了同一條戰線上。它們正在合作開發新的開源芯片設計,為自動駕駛等新興技術的芯片開發提供一種成本更低的方式。

RISC-V原型

這個開源芯片設計名為RISC-V,其開發由一個非營利性基金會主導。

消息人士稱,特斯拉近期已加入RISC-V基金會,并考慮在新款芯片中使用免費的RISC-V設計。西部數據和英偉達已宣布,計劃在部分產品中引入這種新的芯片設計。

ARM究竟有多貴呢?根據Quora上一份不太新鮮的回答,從幾十萬美元到幾百上千萬美元不等。法國芯片創業公司Greenwave最近接受The Information采訪時說,他們如果使用ARM架構,要花掉1500萬美元的授權費。

文章開頭提到的Jothy就說,僅僅從成本來看,這就會導致創業公司轉向RISC-V。

革命性的芯片設計

顧名思義,RISC-V是RISC的第五個版本。

△John L. Hennessy和David A. Patterson

RISC,即“精簡指令集計算機”,正是今年兩位新晉圖靈獎得主對行業的重大貢獻,由加州大學伯克利分校于1980年發布。芯片指令集幫助計算機軟件與底層硬件設備通信,是計算機的基本組成部分。

近年來,最主要的芯片指令集設計是x86,英特爾AMD廣泛使用、在PC市場占主導地位。

ARM的芯片設計則是基于早期RISC架構。ARM將這種設計授權給多家芯片廠商,而此類芯片幾乎被用于所有智能手機

RISC-V不僅與ARM形成了競爭,對于x86來說,也是一種替代選擇,最終可能會給英特爾和AMD造成威脅。但在PC和服務器市場,既有芯片架構的地位非常牢固,因此在短期內RISC-V還無法掀起太大波瀾。

和統治著服務器操作系統Linux一樣,RISC-V也是一種開源技術,不屬于某家特定公司,如果它繼續快速發展,可能會成為首個廣泛使用的開源指令集設計。

許多研究RISC-V的人將這個圈子的能量比作上世紀90年代的Linux開源運動。當時,科技行業的許多人士都對開源操作系統能否成功持懷疑態度。然而最終,Linux成為了服務器領域占主導地位的操作系統,并且成為了Android系統的基礎。

開源的硬件非營利性組織lowRISC正在開發基于RISC-V的芯片設計。該組織聯合創始人及總監Alex Bradbury表示:“許多其他技術都已經開源,但指令集是缺失的一環。這有些奇怪,因為指令集是硬件和軟件之間的最基本接口。”

對企業來說,開源技術的使用成本較低,因為不會有哪家公司跳出來收專利費。RISC-V可以為芯片行業創業公司打開一扇大門。以往,這些公司負擔不起ARM昂貴的授權費用,也沒有能力從頭開始開發自己的芯片架構。

然而ARM的Ronco認為,由于硬件和軟件之間存在根本性的區別,因此將RISC-V與Linux進行類比并不是非常合適。他說:“軟件存在漏洞。如果你找到漏洞,那么就可以進行更新。但對于硬件,你沒法這么做。你無法對硬件漏洞去打補丁。想要開發芯片,質量的門檻會更高。”

定制化帶來的好處

企業喜歡RISC-V還有個原因,即RISC-V支持芯片設計公司在核心架構之上添加額外功能。這使得它們可以根據自己的目標來定制芯片。相比之下,ARM指令集不支持這樣的修改。

成千上萬開發者正在開發RISC-V開源標準的各個部分,包括添加與人工智能和信息安全相關的新功能。

RISC-V基金會執行董事Rick O’Connor認為:“如果我們以適當的方式去推進,那么RISC-V將成為未來50年真正的計算平臺。”

早期使用者

首批依賴RISC-V設計的公司之一是存儲設備廠商西部數據。去年11月,該公司宣布,未來幾年多款產品將轉向RISC-V芯片。目前,西部數據使用授權自ARM等公司的芯片設計。

西部數據首席執行官Martin Fink表示,該公司對RISC-V感興趣,是因為希望將更復雜、訂制化的處理器引入其存儲設備。

RISC-V設計也在逐漸進入設備的底層芯片。例如英偉達表示,將在配合GPU使用的底層微控制器中使用RISC-V設計。此前,英偉達使用定制開發的微控制器芯片Falcon。

另一方面,許多公司正開始開發更復雜的RISC-V處理器。

lowRISC聯合創始人Robert Mullins說:“最初的討論是將RISC-V用在物聯網設備的微型處理器核心,但情況正發生變化。過去12個月,許多人都在關注,將RISC-V應用至主要的應用處理器。許多業內人士都在認真討論此事。”

芯片創業的興起

與此同時,新興創業公司正在涌現。

量子位昨天報道的AI芯片新玩家,體系架構宗師、新晉圖靈獎得主Patterson的弟子譚章熹創立的OURS,就在基于RISC-V架構開發物聯網處理器和神經網絡加速系統級芯片。

SiFive也是這一領域的新秀,這家公司由加州大學伯克利分校教授Krste Asanovic與他的兩名研究生共同創立。Asanovic是RISC-V最初的開發者之一。SiFive正在為小型設備和服務器計算機開發RISC-V芯片。SiFive也在嘗試將芯片設計授權給他人,模仿ARM的商業模式。

根據PitchBook的數據,到目前為止SiFive已完成4800萬美元融資,投資方包括Sutter Hill Ventures和Spark Capital等。

還有一家此類創業公司是來自法國Grenoble的Greenwave Technologies。該公司正使用RISC-V架構為低功耗設備開發人工智能芯片。盡管只完成了380萬美元的融資,但該公司已經推出了測試芯片。

Greenwave商業開發副總裁Martin Croome表示:“如果我們使用ARM架構,那么需要獲得架構授權,花掉1500萬美元。如果是這樣,那么我們的投資方就是在支持ARM,而不是我們的創新。”

ARM架構授權支持芯片廠商修改芯片,但同時必須遵守ARM設置的許多條件。這是為了確保ARM處理器兼容廣泛的應用。

ARM的Ronco表示,1500萬美元這個數字是不準確的。“這顯然是無稽之談。我們提供廣泛的產品。”

另一家全面擁抱RISC-V的創業公司是Esperanto Technologies。與伯克利教授Dave Patterson一起,該公司的創始人Ditzel是1980年時最初RISC架構學術論文的共同作者。Esperanto試圖開發強大而節能的芯片,瞄準人工智能應用。該公司希望這樣的芯片能集成4000個RISC-V處理器,展開并行計算。

Esperanto最初的想法是設計訂制的指令集,但最終決定使用RISC-V。Ditzel表示,這是因為RISC-V已經足夠優秀。這樣做意味著Esperanto不必組建龐大的軟件團隊,開發工具去支持訂制的芯片。編譯器和調試器等底層工具的開發將由基金會的成員們來完成。

Ditzel表示:“通過RISC-V基金會,感覺就像是有1000個人正在為我們工作。”

Esperanto到目前為止已融資超過3000萬美元,投資方包括西部數據等等。

行業的巨變

在RISC-V發展的同時,半導體行業正在經歷一場巨變。設計成本的增加和激烈的競爭正推動芯片設計公司的整合。例如博通近期曾試圖收購高通,但遭到了美國政府的直接反對。

同時,此前指導市場發展的摩爾定律已不再適用。RISC-V基金會的O’Connor表示:“輕松的工作已經做完了。”

與此同時,芯片制造技術的發展相對較慢,科技行業將重心更多地轉向了專業化芯片。在人工智能和物聯網等領域,定制化變得尤為重要。和其他應用領域相比,人工智能需要更強大的計算能力,而物聯網設備則對芯片功耗有著嚴格要求。RISC-V的支持者認為,這種架構帶來了更好的靈活性,而ARM并不支持這樣的專業訂制。

RISC的聯合發明人Patterson從伯克利退休之后,正兼職在谷歌人工智能團隊工作。他表示:“這些都是激動人心的時刻。計算機架構的黃金時代是在80年代。但我也看到,我們正回到當年。我們需要看到指令集的創新。”

ARM的危機

RISC-V的成功,也就意味著軟銀旗下ARM受到嚴重影響。ARM正試圖將智能手機領域的主導地位拓展至其他市場。

盡管ARM在手機芯片市場的地位看起來很穩固,但了解RISC-V相關工作的人士認為,在新興技術領域,ARM的業務發展前景并不確定。

不過,ARM并不同意這種看法。

ARM嵌入式和汽車業務副總裁兼總經理John Ronco表示:“開源指令集的概念并不新鮮。對ARM來說,競爭已經司空見慣。這不是ARM與RISC-V之間的零和游戲。我們正在多個領域擴大市場份額。”

他同時指出:“正如我們的預期,在與客戶的交流中,RISC-V出現的頻率越來越高。我并不認為已有任何產品開始量產。但在某些場景下,我認為RISC-V的存在是合理的。”他特別提到了學術和科研領域。

RISC-V帶來的威脅令外界開始質疑軟銀收購ARM的交易。

軟銀于2016年以320億美元的價格收購了ARM,這個價格較ARM當時的市值有32%的溢價。事后,甚至軟銀的一名董事也對這筆交易提出批評。

軟銀的想法是,ARM可以定位于把握科技發展的下個浪潮:人工智能,以及消費者日常生活中越來越多的計算設備,即物聯網。然而,RISC-V給這個戰略帶來了威脅。盡管ARM渴望成為物聯網領域的領先者,但越來越多物聯網工程師青睞RISC-V。后者提供了比ARM更好的靈活性,可以用于開發訂制的處理器。

軟銀沒有就RISC-V的崛起做出回應。

在移動設備市場,ARM的地位相當穩固。該公司的芯片設計被廣泛用于Android和iOS平臺。ARM的收入主要來自于智能手機芯片合作伙伴,例如蘋果、高通和三星。蘋果和谷歌可能會認為,不值得花時間將所有移動端軟件都移植到RISC-V芯片上。

芯片行業資深創業者Dave Ditzel表示:“對ARM來說短期影響不大,但該公司的整個商業模式將受到威脅。RISC-V還需要很多年時間,才能像ARM一樣成熟。但如果我是ARM,那么就不會對現在的情況心滿意足。”他的創業公司Esperanto Technologies正在開發一款RISC-V芯片。

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原文標題:ARM危機,80多家科技巨頭悄然站隊!

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