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9大芯片巨头的RISC-V阴谋:大哥卡对手脖子 二哥要另立门户

在芯片从业者眼中,RISC-V无疑是继x86和ARM之后,第三大CPU指令集阵营。

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投奔RISC-V对有些芯片巨头而言,无异于苹果和微软抛夫弃子,投入安卓怀抱。也犹如诺基亚,早早离开自己的“养子塞班”和“继父Windows”,选择其他操作系统。

小公司才谈对错,大公司只考虑利益。

过去几十年里,芯片巨头们依仗x86和ARM赚得盆满钵满,过程中自然形成了能左右企业决策的强势部门和合作伙伴。

在原有利益链的捆绑下,企业难革自己命,更无法对多年的战略伙伴背信弃义。新模式的推进,无论是内部阻力亦或是外部压力,都无比巨大。

因此在RISC-V发展的这十年来,即便无数专家验证了RISC-V的先进性,但这些巨头们在内外部利弊和高昂的替换成本面前,或跟风观望、或犹豫不决、或单刀直入、或浅尝辄止……

但有一点无比确定,新阵营称王之时,便是先帝权衡好原有利益冲突、从容布兵RISC-V之际,也可能是旧势力被新秀连根拔起的时刻。

先帝和新秀,谁最有可能成为新一轮革命的引领者?在利用RISC-V省钱和赚钱的路上,他们会遇到哪些阻碍?

开源RISC-V,需要引领者

业内有一共识:开源RISC-V带来了新的商业模式。

传统上,一家企业想要在自家产品中集成芯片,需要先选择供货商,供货商与指令集架构、软件生态深度绑定,因此一旦做出选择便难以更改。

倘若切换到使用RISC-V,开源的RISC-V不存在深度绑定的情况,因此会有成百上千家供应商任企业挑选,且能灵活切换其他供货商。

“从供应链安全的角度来看,RISC-V开启了完全不一样的模式。可以预测,购买芯片的大客户将逐步转向RISC-V。”中国科学院软件研究所PLCT实验室项目总监吴伟在和雷峰网(公众号:雷峰网)交流时说道。

不过,当开源被视为RISC-V最大优势时,也逐渐成为RISC-V发展高性能CPU的阻碍。

RISC-V国内积极推广者郭雄飞向雷峰网表示,想要做出基于RISC-V的高性能处理器,必须依靠大公司来推动。

“只有大公司才能不计成本,承担多年业务亏损的情况下持续研发RISC-V高性能CPU。”

这意味着,RISC-V的引领者,将会诞生在有着多年移动端CPU、桌面端CPU或服务器CPU设计经验的大公司中。

但问题在于,无法独享RISC-V,又有谁愿意不计成本地为RISC-V产业贡献力量呢?

架构主导者切入,打压竞争对手的工具

x86绝对控制者英特尔的PlanB

对于其他架构主导者而言,RISC-V是打压竞争对手的工具,也是保证供应链安全的提前布局。

1978年,英特尔创造了x86指令集,并对该架构体系的演进拥有绝对的控制权,长期占据着一半以上的PC处理器市场和95%以上的服务器CPU市场。

在x86漫长的成长历程中,平均每个月增加大约3条指令,从最初只包含汉堡和奶昔的小餐,到包含薯条、冰淇淋、牛排、红酒等食物种类愈发丰富的大餐,用餐者可以找到过去吃过的任何东西,但每次用餐所支付的套餐费用愈加昂贵。

x86在维护向后兼容性的过程中不断扩展,给芯片开发商带来不少麻烦,同样也让英特尔在PC和服务器领域面对来自Arm的威胁,不得不制定PlanB。

2018年5月,英特尔参与RISC-V处理器IP厂商SiFive的C轮融资;

2021年6月,英特尔拟以20亿美元收购RISC-V的消息传出(最终未坐实)。

一位拥有20余年半导体工作经验的业者在一次与雷峰网的交流中,用箱包比喻三种指令集架构,即x86好比LV、爱马仕等奢侈品牌名包,ARM类比轻奢包,RISC-V类比平价替代包。

“英特尔作为奢侈品牌,与其同轻奢品牌争夺市场,不如自己做包包工厂,卖几百块的平替包,既能赚钱,对自家品牌损害又小。”

所谓的包包工厂,是指2021年3月,英特尔新任CEOPatGelsinger宣布英特尔IDM2.0的战略转型,即改变以往的IDM模式,开放一部分晶圆代工厂为其他芯片设计公司制造芯片,一来充分利用英特尔闲置的工厂资源,二来缓解全球缺芯压力。

但与此同时,英特尔又不得不同客户一起卷入一场”权力的游戏”——与同类型高端芯片争夺产能时是否会优先为自家供货?昂贵的IP价格是否会劝退一部分客户?

拥有优先选择权的英特尔,也面临从一开始就失去一部分客户的风险,入局RISC-V成为英特尔升级IDM2.0的有效途径。

“英特尔想做代工生意,代工SoC最赚钱,SoC中CPU又最赚钱。”这位业者解释道。

台积电最新财报也从侧面印证了这一观点,台积电官方数据显示,2021财年第四季度,台积电5nm和7nm制程晶圆占据营收的50%,智能手机占总收入的44%,智能手机中需要用到如此先进制程芯片的,CPU首当其冲。

虽然英特尔收购SiFive的消息只是虚晃一枪,但一业内人士向雷峰网透露,实际上SiFive公司的原英特尔成员已全部被Pat召回,Pat入局RISC-V的决心很大。

苹果、高通以备不时之需

与英特尔主导x86指令集架构不同,Arm公司本身虽然主导着Arm架构升级,但其不参与最终的芯片设计和售卖,只做IP核生意。

虽然半导体行业公认”卖IP不赚钱”,但这一诞生于体系日益庞大的半导体产业链中的新型商业模式,一方面保持着Arm的独立性,推动Arm营收稳定增长,另一方面也给了其他芯片设计公司公平竞争的机会。

1997年,Arm9问世并进入智能手机处理器,发展到今天,苹果和高通几乎成为ARM架构主导者,基于ARM自研芯片,前者从移动端驶向PC端且自产自销,后者自研手机芯片售卖给全球各地的终端厂商,几乎覆盖每一家手机品牌。

苹果虽然从不对外售卖自研的芯片,但一直引领着ARM架构向前发展,M1芯片的成功也首次向业界证明了基于ARM指令集架构设计PC处理器的可行性。

有独立的Arm做靠山,即便是没有属于自己的指令集架构,苹果和高通也无需多虑。

但情况在2020年9月甚至更早之前开始改变。

2020年9月,英伟达宣布拟以400亿美元收购Arm,并承诺将继续把Arm作为一家独立的子公司运行,采用”客户中立”和”开放许可”的模式。

Arm联合创始人赫尔曼·豪泽评价该笔交易,称这对剑桥、英国和欧洲来说是一场绝对的灾难,英伟达将摧毁Arm的商业模式,对500多家公司带来不良影响。

“独立性是Arm安身立命的关键,但从软银要收购Arm这个消息出现的那一刻,Arm的独立性就已经消失了。”在郭雄飞看来,Arm独立性的丢失来得更早。

再看看高通和苹果对RISC-V的态度。

和英特尔一样,高通也是SiFive的重要投资方。此外,高通前CEOPaulJacobs和前CTOMattGrob于2021年1月共同加入一家5G初创公司,并推出了业界首个基于RISC-V架构完全开发且可编程的5G平台。

2021年9月,苹果也被曝出正在招聘RISC-V工程师,业界猜测,苹果可能正在寻找Arm开源架构的替代品。

“对于苹果而言,从战略上看,想要摆脱Arm带来的风险,在未来五年甚至更长的时间里,没有比RISC-V更好的选择,其他指令集已经落后了,RISC-V是苹果最好的选择。”郭雄飞说道。

不少业内人士在同雷峰网交流中均表示,目前还不能确定苹果将基于RISC-V做何种研究,但可以肯定的是,苹果一定会在RISC-V方面做出突破性成绩之后,某一天突然对外宣布自己的成果,就像M1那样。

有观点认为,苹果是在自己封闭的生态中发展开源的RISC-V,即便是基于RISC-V研发出了移动端或PC端处理器,也不会对RISC-V产业的发展有太大的促进作用。

“这是大家对苹果的误解,苹果虽然生态不开放,但是苹果在开源软件领域活跃度非常高,同时也对开源软件贡献度有一定的要求。”吴伟说道。

吴伟同时表示,如果苹果能够在RISC-V做出成绩,资本市场将受到巨大鼓舞,进而推动RISC-V产业的发展。

新入局者主动出击,增强差异化竞争力

阿里平头哥的长期主义和眼下难题

在入局RISC-V的大公司中,阿里平头哥算是最特别的一家,是国内互联网大厂中率先在芯片领域投入的公司,也是全球云厂商中唯一将RISC-V技术成果对外公布的公司。

有强烈互联网基因的阿里,即便是在”造芯”这件事上也高调营销,在RISC-V领域的进展全都公开在列。

2018年,阿里巴巴全资收购中天微,并将其与达摩院自研芯片业务进行整合,成立独立芯片公司平头哥。

短短一年时间,平头哥发布了第一个基于RISC-V的处理器IP核玄铁910。

2021年1月,平头哥芯片社区上传一段演示视频,让首个RISC-V版安卓10系统顺畅运行。

2021年10月,平头哥又开源四款玄铁处理器E902、E906、C906和C910。

平头哥基于开源的玄铁RISC-V系列已经拥有150多家客户、超500个授权数,其出货量达到25亿颗,是应用规模最大的国产CPUIP。

对平头哥来说,处理器开源意味着将损失IP核授权带来的收入,但另一方面,开发者们能够在开源的基础上做软硬件适配,推动RISC-V生态的发展,进而推动阿里云端一体的生态繁荣。

“目前阿里云的营收能够占据整个阿里营收的三分之一,在云服务器方面,阿里将AWS视为竞争对手,使用RISC-V既能降低成本,又能摆脱对ARM的依赖,因此平头哥的终极目标可能是做出基于RISC-V的服务器CPU。”一位业内人士告诉雷峰网。

“阿里的决心很大,RISC-V峰会上,阿里也是金牌赞助商。”这位业内人士补充到。

另一业内人士则认为,阿里服务器用量很大,换成ARM服务器能实现巨大的成本节省,同时与英特尔有更大的议价空间,而RISC-V只是生态建设的一步,本身无法带来巨大的经济效益。

“基于RISC-V生态让云计算、存储、传输与阿里云无缝衔接,最终给云端导流。本质上还是互联网流量思维。”

阿里入局RISC-V的决心不小,甚至甘愿放弃眼前利益,坚持长期主义。

不过也有人认为,坚持长期主义的阿里也面临RISC-V公司都面临的问题。

“RISC-V市场看起来很热闹,但其实大多数公司都在宣传上都有一些透支,高估值,低营收。”某RISC-V从业者对此感叹道。

对阿里而言更是如此。”虽然阿里在RISC-V上确实有实力,但阿里在营销上也很夸张他们移植安卓的时候收获一波关注,我们真正在RISC-V业内深耕的人都不认为这是一件难度很大的事情。”一位国内某RISC-VIP公司销售总监说道。

平头哥让首个RISC-V版安卓10系统顺畅运行,是为了证明其硬件成熟度和系统能力。但作为一个演示视频,该系统只能在有限的环境中顺畅运行,一旦环境改变,将不再流畅运行。

其RISC-V业务与Arm服务器业务在营收方面的差距,也影响着阿里内部的态度。

一业内人士向雷峰网透露,因为营收低,阿里平头哥的RISC-V团队在内部被视为鸡肋,处于边缘地带,不少团队成员因不受重视而离开,在产业界寻找机会。

“其实从这次平头哥的发布会就能感受到,7nmArm服务器的报道满天飞,开源了四款RISC-V处理器又怎么样呢?”

半导体市场其实没有那么多情怀,所有的逻辑都是’如何省钱,如何赚钱’,赚短期的钱和赚长期的钱。谁赚钱多,谁的声音就大,例如阿里平头哥内部,Arm服务器团队声音大,做RISC-V的团队不赚钱,基本没声音,此次开源了几块开发板,就是为了赚长期的钱。”一位业内人士感叹道。

英伟达、谷歌进入CPU的机会,三星想有自己的指令集

在自研CPU这件事上,英伟达和谷歌是行业新兵。

2021年10月,谷歌官宣了首款自研的Tensor芯片植入其Pixel6和6Pro手机中,为了增强其安全性,内置了一颗谷歌自研的独立安全芯片,改用内部设计的RISC-V处理器。

2021年4月,GPU巨头英伟达对外宣布进军CPU,并公布其首款数据中心处理器Grace,该CPU基于Arm架构,预计于2023年初上市。

作为RISC-V基金会战略会员,英伟达在2019年VLSI电路研讨会上,发布了一篇采用RISC-V指令集开发一款多芯片模块式的可扩展神经网络加速器论文,后又有招募RISC-V工程师消息曝出,表现出对RISC-V的关注。

三星也在大张旗鼓地拥抱RISC-V。

2017年,三星开始基于RISC-V做RF射频通讯芯片的测试与验证,第二年推出两款基于RISC-V架构的RF射频芯片,2019年交付生产。

据公开资料,三星半导体实验室最初决定采用RISC-V处理器作新一代运算架构时,也遭到内部强烈反对,质疑RISC-V开源特性,纠错不易,软件生态发展也不够成熟。

最终在三星半导体实验室副总裁许俊昊的坚持下,三星做出了首个基于RISC-V的5G基带芯片系统,让三星对RISC-V的态度也更加乐观坚定。

“为了撑起未来50年运营成长,企业要有属于自己指令集CPU的研发实力。”许俊昊在一次媒体活动上表达三星入局RISC-V的目的。

2021年4月,SiFive宣布和三星Foundry扩大合作伙伴关系,以加速AISoC的开发。

郭雄飞认为,对于大公司来说,应该有动力去创造更具差异化和竞争力的产品,选择RISC-V是一条路。

不过,就目前而言,无论是一边计划收购Arm一边入局RISC-V的英伟达,还是自研SoC的谷歌,还是希望拥有自己的指令集的三星,高性能CPU都不是其主要营收业务,是业务拓展,但并不关乎生死存亡。

而在RISC-V生态尚未完全成熟的情况下,这些大公司要进一步推进RISC-V必定要投入更多的财力和物力,因此目前对RISC-V的探索倾向于浅尝辄止。

被制裁者渴望”逆风翻盘”,华为、中兴却没有成绩?

比架构主导者和新入局者更应该对RISC-V感到兴奋的,是曾经被制裁过的大公司。

在RISC-V基金会中,有三种不同等级的会员,并以缴纳会费的多少从高到低排序。

高级会员里的理事会级别每年需要缴纳25万美元会费,高级技术指导委员会级别每年需缴纳10万美元会费;战略会员根据其法人实体雇佣规模承担年度会员费,最高需要缴纳3.5万美元会费;普通会员主要是大学和非营利组织,不需要缴纳年费,企业不能加入这一级别。

在RISC-V基金会高级会员的列表上,华为、中兴赫然在列,只不过这两家曾受中美关系影响”流过血”的公司,似乎在RISC-V领域的动作十分低调。

华为鲜有几次对外公布自己在RISC-V领域的成绩,去年12月,华为推出一款基于RISC-V的电视CPU芯片。

“虽然华为受过制裁,但在入局RISC-V这件事上,华为没有国内一些互联网公司想得清楚。”一业内人士说道。

雷峰网了解到,2018年,何庭波曾与David Patterson有过短暂的会面,何庭波向David表达了是否要将研发主力投入RISC-V中的犹豫,David告诉何庭波:”英特尔做安腾处理器投了100亿美元,如果你想成为这样的公司,就必须要有这样的投入,如果你不投,竞争对手就会投。”

不过也有业内人士认为,华为是坚定的RISC-V支持者,只不过比较低调。

“事实上在RISC-V基金会各个技术工作组联席名单上,不少华为员工都担任了技术工作组的主席或联席主席,华为在英国、新加坡、俄罗斯都有团队在做RISC-V相关的技术工作,芯片、软件、标准都有在跟进。”另一位业内人士说道。

中兴更为神秘,从未有过相关信息见报,只有一次中兴通讯在某投资者平台上对网友所提出的”公司是否有研究RISC-V架构CPU芯片”这一问题时,给出了较为模糊的回答,表明中兴对未来具有成长性的技术在进行广泛的研究,促进产业生态的健康发展。

结语:长期利益是开源原动力

芯片大神JimKeller在一次访谈中表示,在指令集上辩论是一件悲哀的事情。即指令集本身作为硬件和软件沟通的语言桥梁,没有好坏之分,只是在沟通的过程中,需要软硬件生态都足够成熟,才能让沟通效益最大化。

大公司们在选择指令集时,指令集本身并不是问题,只是在追求最大利益的过程中,不得不做出一些选择,在付出成本和代价的过程中铸造指令集架构间的优劣。

大概所谓的RISC-V领域的引领者,本质上无关于开源贡献精神,而是在一番精心推演后,自认为能节省最多成本、赚取最多利益,且着眼于长期利益的那位。

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