指令是計(jì)算機(jī)運(yùn)行最小的功能單位，它指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定的運(yùn)算操作，因而指令集本身是代碼，但卻是最低級的代碼，它直接面向電路硬件。不同的指令集負(fù)責(zé)各自的處理器系列，形成了CPU架構(gòu)。

CPU架構(gòu)的發(fā)展一直以來是影響計(jì)算機(jī)性能、軟硬件生態(tài)以及產(chǎn)業(yè)市場分類的重要因素。不久前，英偉達(dá)和軟銀集團(tuán)聯(lián)合宣布終止之前與ARM達(dá)成的收購交易引發(fā)了業(yè)界廣泛關(guān)注，與此同時(shí)，英特爾突然注資扶持RISC-V并加入其國際基金會的消息令全球芯片市場更添變數(shù)。

● 英偉達(dá)收購ARM失敗因果和各方影響

ARM作為當(dāng)前兩大處理器架構(gòu)之一，借著移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的疾風(fēng)迅猛崛起并力壓傳統(tǒng)的x86架構(gòu)形成二分天下格局。ARM的前身是Acorn Computers公司，90年代初經(jīng)蘋果公司合作注資分割出獨(dú)立子公司，其本身不生產(chǎn)而專門從事設(shè)計(jì)研發(fā)低費(fèi)用、低功耗處理器芯片，進(jìn)而將核心知識產(chǎn)權(quán)IP核授權(quán)給半導(dǎo)體廠商。有別于傳統(tǒng)X86桌面處理器，ARM游走于馮?諾依曼與哈佛架構(gòu)之間，設(shè)計(jì)上形成獨(dú)有的精簡指令集ARM架構(gòu)。該架構(gòu)系列處理器在2000年后由于蘋果和高通產(chǎn)品的高出貨而大受裨益，從而占據(jù)了95%的智能手機(jī)和平板芯片市場。

2016年軟銀以243億英鎊全資收購ARM，而四年后英偉達(dá)意愿出資400億美元從軟銀手中購得這一資產(chǎn)，這筆交易在之后一度擴(kuò)大到660億美元。作為不同的資方，英偉達(dá)的收購歷程比軟銀的阻力大了許多。一開始軟銀在不干預(yù)、不影響ARM在芯片設(shè)計(jì)規(guī)劃上的承諾為其注資發(fā)展；而英偉達(dá)作為全球重量級的芯片廠商，同時(shí)也是一家中下游芯片產(chǎn)業(yè)公司，這樣的身份作為資方入主產(chǎn)業(yè)上游的IP巨頭，難免飽受行業(yè)爭議。同時(shí)這場跨國半導(dǎo)體并購也受到了各國監(jiān)管的嚴(yán)格審查，最大的反對聲音也來自兩家公司所在國家的機(jī)構(gòu)——英國競爭和市場管理局（CMA）和美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會（FTC）。重重阻力之下，英偉達(dá)放棄了收購，軟銀則另求ARM單獨(dú)上市。

英偉達(dá)方面，終止對ARM的收購使其失去了角逐CPU市場的絕佳機(jī)會。這兩年英偉達(dá)憑借并行計(jì)算帶來的高需求撐起的GPU市場的高增長，其股價(jià)足足翻了10倍，大量的現(xiàn)金流足以支撐對戰(zhàn)略級IP的并購和交叉業(yè)務(wù)鋪展。問題在于，在獲得IP核之前，英偉達(dá)仍面臨對手在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的激烈競爭，比如亞馬遜和谷歌在各自的云計(jì)算中心都推出了相應(yīng)的芯片，英偉達(dá)在機(jī)器學(xué)習(xí)芯片方面的智能化深度仍有待提高。

ARM方面，交易終止意味著沒有其他更好的選擇。作為一家在芯片產(chǎn)業(yè)具有獨(dú)特地位的公司，ARM向眾多客戶提供知識產(chǎn)權(quán)，而這些客戶大多為行業(yè)巨頭且彼此競爭激烈，誰都不愿意ARM單獨(dú)落入一家控制之下。另外獨(dú)立上市的日子也不會好過，ARM雖掌握上游提供IP，但其難以增創(chuàng)營收，這是芯片設(shè)計(jì)公司的局限。若涉水新的領(lǐng)域，則需要更多資金。

相對軟銀而言僅僅是財(cái)務(wù)上的影響，則是少了一筆“意外之財(cái)”。ARM的轉(zhuǎn)手成了一個(gè)問題，軟銀一直在剝離資產(chǎn)，ARM獨(dú)立上市能否求得必要回報(bào)是其過去兩年一直反復(fù)考慮的事情。

● RISC-V正迎來機(jī)遇，芯片上游有望三分格局

近年來，RISC-V作為一個(gè)基于精簡指令集原則的開源指令集架構(gòu)正逐漸興起，其開放、簡單、易移植、模塊化的特性受到行業(yè)各方的廣泛歡迎，它的出現(xiàn)讓芯片制造商、電子終端產(chǎn)品商在游刃于X86和ARM之間有了更多更自主的選擇。

RISC-V始于加州伯克利的學(xué)術(shù)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)者們認(rèn)為一個(gè)設(shè)計(jì)精良的指令集可以是開源的且可以被任何人使用，這能讓設(shè)計(jì)資源得以重復(fù)利用，大大減少軟件成本。RISC-V的成功被業(yè)界稱為“硬件界的Linux”，因?yàn)槠涫褂昧碎_源許可證之一BSD licenses，這使得第三方在使用RISC-V設(shè)計(jì)時(shí)有了更為靈活的自主權(quán)。后基金會總部RISC-V International遷至瑞士，會員單位遍及諸多業(yè)界知名公司和院校、研究機(jī)構(gòu)。會員中除了像華為、谷歌、阿里、英偉達(dá)這樣的科技公司，現(xiàn)在甚至有了X86的主導(dǎo)者英特爾的身影。

就在ARM收購案終止的兩天前，英特爾突然宣布加入RISC-V國際基金會高級別會員，同時(shí)設(shè)立了10億美元的的IFS基金，其中很大一部分用于RISC-V的創(chuàng)新。英特爾“叛逆祖宗之制”的行為另業(yè)界大跌眼鏡，也給芯片領(lǐng)域增添了許多變數(shù)。

事實(shí)上英特爾對RISC-V的上心有其戰(zhàn)略上的考量。目前主流的ARM授權(quán)費(fèi)過于高昂，X86的授權(quán)又諸多不便，RISC-V作為開源易獲取、設(shè)計(jì)靈活模塊化的芯片架構(gòu)已在物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式等領(lǐng)域有了成熟和成功的方案，大有打入普適型終端市場之勢。對于英特爾而言，最大的威脅來自ARM產(chǎn)品而非RISC-V，這些年ARM芯片其性能與功耗這對二元矛盾在移動(dòng)互聯(lián)的洗禮下一次次平衡、優(yōu)化和迭代，這讓ARM逐漸模糊了RISC和CISC的邊界，進(jìn)化突破性能的制約并向傳統(tǒng)X86架構(gòu)發(fā)起挑戰(zhàn)，而X86卻很難進(jìn)入到由ARM主導(dǎo)的產(chǎn)品市場中。英特爾拉攏RISC-V是一步以退為進(jìn)的多元化結(jié)構(gòu)策略，同時(shí)也平衡了自主研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

ARM收購案的終止雖與RISC-V沒有直接關(guān)系，但從側(cè)面反映了行業(yè)正敞懷擁抱芯片上游指令集架構(gòu)的多元趨勢。RISC-V當(dāng)前的主要問題是起步生態(tài)弱，指令集標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展緩慢，要進(jìn)入主流架構(gòu)的產(chǎn)品領(lǐng)域仍需要一定時(shí)間。許多觀點(diǎn)認(rèn)為RISC-V的碎片化是不可避免的問題，我們認(rèn)為碎片化存在風(fēng)險(xiǎn)，但絕非不能避免?；A(chǔ)指令集由基金會成員表決通過后發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，之后趨于穩(wěn)定，加之模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，公版的壯大和標(biāo)桿的尺度，這些并非一蹴而就。確定的是，RISC-V的開放影響力和成員的支持顯而易見，未來處理器架構(gòu)多元發(fā)展也有利于促進(jìn)該領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)步。

文/陳徐毅 高級工程師，科技專欄作者，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會會員。

本文刊發(fā)于《中關(guān)村》第226期