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Arm 為何一定要置 RISC-V 架構(gòu)于死地?

 孔曉彬 2019-10-11

《趣科技》系列

“授權(quán)可用”是X86架構(gòu)和ARM架構(gòu)的共同點(diǎn),也是英特爾和Arm公司的護(hù)城河。然而,隨著RISC-V的崛起,Arm開始坐不住了,因?yàn)殚_源的RISC-V搶奪的就是Arm的市場(chǎng)。

RISC-V架構(gòu)和ARM架構(gòu)其實(shí)是宿命之戰(zhàn)。ARM架構(gòu)過去被稱作進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器(AdvancedRISCMachine),都是RISC(Reduced Instruction Set Computing ,精簡(jiǎn)指令集),市場(chǎng)重疊度甚至可以達(dá)到100%。

作為精簡(jiǎn)指令集,RISC-V架構(gòu)和ARM架構(gòu)都必將盯著現(xiàn)有的可攜帶市場(chǎng)以及未來的智能物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)?,F(xiàn)在是RISC-V蠶食ARM架構(gòu)的市場(chǎng),原因在于ARM架構(gòu)擁有良好的生態(tài)系統(tǒng)。然而,在未來這樣的優(yōu)勢(shì)又能夠持續(xù)多久呢?

所以,Arm開始著急了。留給RISC-V架構(gòu)的前路要么是取代ARM架構(gòu)成為精簡(jiǎn)指令集的新王,要么被ARM架構(gòu)徹底邊緣化,現(xiàn)有“打官腔”說的“良好共存”想來是萬萬不會(huì)成行的。

Arm自然也不想被溫水煮青蛙,每年進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)的RISC-V架構(gòu)現(xiàn)在已經(jīng)取得了不俗的成績(jī)。

RISC-V聯(lián)盟在官網(wǎng)上這樣講到,RISC-V是一種開放式ISA(指令集體系結(jié)構(gòu)),為處理器體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新開創(chuàng)了新紀(jì)元。RISC-V基金會(huì)由325多家成員公司組成。這是該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)。

圖片來源于RISC-V官網(wǎng)

開源的優(yōu)勢(shì)讓RISC-V架構(gòu)吸引了一眾有影響力的公司。

RISC-V聯(lián)盟白金會(huì)員(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖一(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖二(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖三(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖四(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖五(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖六(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖七(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

RISC-V聯(lián)盟金、銀和審計(jì)員圖八(圖片來源于RISC-V官網(wǎng))

我們可以看到,白金會(huì)員里面不乏阿里巴巴、三星、美光和谷歌等實(shí)力超群的高科技公司,而金、銀和審計(jì)員隊(duì)列中也有臺(tái)積電、華為和英飛凌這樣在各自領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位的大企業(yè)。現(xiàn)在這些企業(yè)還都是ARM架構(gòu)的受益者。

當(dāng)然,這些巨頭公司加入RISC-V聯(lián)盟并非是提前站位然后靜觀其變,而是投入精力在推動(dòng)RISC-V走向成熟。

在RISC-V生態(tài)中,既有晶心科技、Si-Five這樣的公司為其打造內(nèi)核,夯實(shí)底層結(jié)構(gòu),也有阿里巴巴、兆易創(chuàng)新和華米科技這樣的公司在不斷地推出基于RISC-V架構(gòu)打造的性能領(lǐng)先的處理器產(chǎn)品。

2018年9月17日,華米科技正式發(fā)布全球智能可穿戴領(lǐng)域第一顆人工智能芯片——“黃山1號(hào)”。“黃山1號(hào)”是全球首款集成AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的可穿戴處理器,也是全球首款RISC-V開源指令集可穿戴處理器,擁有AI驅(qū)動(dòng)、閃電性能、苗條功耗三大特點(diǎn),應(yīng)用了Always on技術(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)AI,實(shí)現(xiàn)了AI從云到端的前移,實(shí)時(shí)計(jì)算無需傳輸。2019年6月11日,華米科技在2019夏季新品發(fā)布會(huì)上發(fā)布了AMAZFIT智能手表2及AMAZFIT米動(dòng)健康手表。AMAZFIT米動(dòng)健康手表正是基于“黃山1號(hào)”芯片打造。

2019年7月25日,玄鐵910正式發(fā)布,這是平頭哥半導(dǎo)體成立之后的第一款產(chǎn)品。玄鐵910基于RISC-V的處理器IP核,開發(fā)者可以免費(fèi)下載FPGA代碼,開展芯片原型設(shè)計(jì)架構(gòu)創(chuàng)新。

2019年8月22日,業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商兆易創(chuàng)新GigaDevice正式發(fā)布基于RISC-V內(nèi)核的GD32V系列32位通用MCU產(chǎn)品,提供從芯片到程序代碼庫(kù)、開發(fā)套件、設(shè)計(jì)方案等完整工具鏈支持并持續(xù)打造RISC-V開發(fā)生態(tài)。

上述的每一款芯片都極具代表性,而發(fā)布時(shí)間較為密集,這對(duì)于Arm而言已經(jīng)不是敲醒警鐘了,而是警笛長(zhǎng)鳴。誠(chéng)然,就算有了更多的內(nèi)核以及最新的產(chǎn)品面世,RISC-V架構(gòu)相較于ARM架構(gòu)而言還是很稚嫩,畢竟生態(tài)系統(tǒng)相差甚遠(yuǎn)。

中國(guó)工程院院士倪光南曾表示,任何一種新興事物的發(fā)展,生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)是關(guān)鍵。Arm也正是利用這一點(diǎn)在攻擊RISC-V架構(gòu)。但晶心科技總經(jīng)理林志明認(rèn)為,“這只是給攻擊者自己壯膽用的,并沒有對(duì)RISC-V產(chǎn)生真正的打壓,并且,現(xiàn)在攻擊開源生態(tài),本身就不會(huì)得到任何好處,反倒會(huì)產(chǎn)生反作用力?!?/p>

令A(yù)rm感到恐慌的還有RISC-V未來的潛力,尤其是在智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的潛力。在邊緣設(shè)備的芯片中很多都是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)硬件進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí),這樣就有需求為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配置硬件加速器,RISC-V CPU中的ALU(算數(shù)邏輯單元) 就可以滿足這樣的需求。而智能物聯(lián)網(wǎng)大趨勢(shì)同樣是ARM架構(gòu)的當(dāng)下和未來。

在打造RISC-V架構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的過程中,我們可以很明顯地感受到一股來自于東方的“神秘力量”,也就是中國(guó)芯片公司對(duì)于RISC-V架構(gòu)的推崇和擁護(hù)。中國(guó)有著巨大的芯片需求,同時(shí)中國(guó)芯片廠商自己也有需求做大做強(qiáng),RISC-V架構(gòu)雖然“軍閥割據(jù)”但尚未有“一朝天子”,這對(duì)于國(guó)產(chǎn)芯片廠商而言是莫大的機(jī)會(huì)。

面對(duì)重重危機(jī),Arm已經(jīng)開始吹響狙擊的號(hào)角。北京時(shí)間2019年10月9日凌晨,Arm宣布在部分CPU內(nèi)核引入自定義指令功能,即客戶能夠編寫自己的定制指令來加速其特定用例、嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。這意味著,從2020年開始,使用Cortex-M33內(nèi)核及之后的Cortex-M CPU內(nèi)核系列的所有Arm客戶都可以免費(fèi)使用自定義指令功能。

回顧RISC-V那句話,開源是RISC-V架構(gòu)最大的競(jìng)爭(zhēng)力,現(xiàn)在Arm打算讓其優(yōu)勢(shì)不再。當(dāng)Arm決定主動(dòng)出擊,此時(shí)的RISC-V架構(gòu)也已經(jīng)是離弦之箭,進(jìn)了這“八角籠”只會(huì)有一個(gè)勝者站著出來。


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