為了 Android 不被「卡脖子」,Google 正在醞釀一個(gè)大計(jì)劃
近兩年的英偉達(dá)(NVIDIA)的風(fēng)頭可謂是一時(shí)無兩。

一則是 2015 年左右深度學(xué)習(xí)的爆發(fā),給英偉達(dá)業(yè)務(wù)帶來了不小的增速。二是虛擬貨幣業(yè)務(wù)站在風(fēng)口,對(duì)高算力顯卡需求暴增,讓英偉達(dá)顯卡量?jī)r(jià)齊飛。
英偉達(dá)也在 2021 年第三季度創(chuàng)造了 32 億美元的營(yíng)收,以及 42% 的同比增長(zhǎng)。隨著當(dāng)下虛擬貨幣開始回歸理性,對(duì)英偉達(dá)顯卡業(yè)務(wù)有所影響。

英偉達(dá)也轉(zhuǎn)頭在本屆 CES 上,開始宣布轉(zhuǎn)向智能汽車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,開始尋找下一個(gè)業(yè)務(wù)爆發(fā)點(diǎn)。
其實(shí)在英偉達(dá)業(yè)務(wù)飛漲的 2020 年,本打算順勢(shì)用 660 億美元收購 Arm,成為有史以來規(guī)模最大的芯片公司并購案,差點(diǎn)以一己之力改寫了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局。

這筆并購歷時(shí)兩年,最終在今年 2 月份,雙方表示嚴(yán)厲的監(jiān)管下,終止交易。而 Arm 也轉(zhuǎn)頭開始準(zhǔn)備 IPO。
其實(shí)不止如此,Arm 也開始考慮提升芯片架構(gòu) IP 的授權(quán)費(fèi),以提振自己的業(yè)務(wù)盈利。

總的來說,還隸屬于軟銀公司的 Arm,未來仍是一片未知,充滿了不確定和不穩(wěn)定性。
對(duì)于一個(gè)企業(yè)來說,有著不確定的未來,實(shí)則是個(gè)褒義,但對(duì)于 Arm 來說,卻并非是個(gè)好的趨勢(shì)。
緣由就是,Arm 并非是個(gè)普通的科技企業(yè),而是可以左右當(dāng)下芯片格局的公司,無論對(duì)于 Google 還是蘋果,它都太重要了。
未來 Google 打算給 Arm 降權(quán)
高通、聯(lián)發(fā)科推出的 SoC 基于 Arm 推出的芯片 IP,而這些 SoC 也成為當(dāng)下繁榮 Android 設(shè)備們的基礎(chǔ)。

可以說,沒有 Arm,也就沒有現(xiàn)在 Android 繁榮而龐大的生態(tài),自然也無法為 Google 提供龐大的服務(wù)入口。
對(duì)于蘋果就更不言而喻。
在揮手告別 x86 架構(gòu)后,蘋果為 Mac 打造的新桌面級(jí)芯片 M 系列,完完全全的擁抱了 Arm 架構(gòu),也開啟了 Arm 時(shí)代。

在 Mac 桌面產(chǎn)品線轉(zhuǎn)向 Arm 之后,讓蘋果引以為傲的生態(tài)力,也根植于 Arm 架構(gòu)的土壤里,可以說打破了設(shè)備間的壁壘,也完成了品牌的壁壘。
正如英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛所言,Arm 將成為未來十年最重要的 CPU 架構(gòu)。蘋果也正在身體力行。
行業(yè)里,Arm 的穿透力和搶占 x86 傳統(tǒng)市場(chǎng)的能力,也不僅限于面向普通人的 Android 與蘋果。
傳統(tǒng)的服務(wù)器,Arm 架構(gòu)的處理器,也正在逐步蠶食 x86 傳統(tǒng)架構(gòu)的市場(chǎng)。也就是短短幾年時(shí)間,曾經(jīng)一家獨(dú)大的 x86 架構(gòu)也正在被 Arm 這個(gè)后浪不斷地拍打。

只是,當(dāng)下主流芯片二龍戲珠的局面并沒有持續(xù)多久,誕生于 2010 年的 RISC-V 正逐步成為行業(yè)「新寵」,并來勢(shì)洶洶。
近日,Google 官方宣布 Android 將會(huì)陸續(xù)支持 RISC-V 指令集架構(gòu),并公布了一個(gè)較為詳細(xì)的遷移路線圖。

而 Android 工程總監(jiān) Lars Bergstrom 則說的更直接一點(diǎn),「希望把 RISC-V 視為 Android 中的一級(jí)(tier 1)平臺(tái)」,言下之意就是與 Arm 平起平坐。
Google 的意圖也相當(dāng)明確,不想把 Android 跟 Arm 深度綁定,讓 Android 系統(tǒng)的控制權(quán)回歸到 Google 手里,不再受制于人。
其實(shí),Google 一直在為 Android 增加對(duì) RISC-V 支持,在去年 9 月在 AOSP 項(xiàng)目中開始加入 RISC-V 的補(bǔ)丁,并開放了相關(guān)權(quán)限。

如今官方的表態(tài)則加快了 Android 兼容或者轉(zhuǎn)移至 RISC-V 的進(jìn)程,同時(shí) Google 預(yù)計(jì)會(huì)在 2023 年第一季度推出官方模擬器,讓基于 Java 的 Android 程序能在 RISC-V 架構(gòu)中運(yùn)行。
簡(jiǎn)單來說,這個(gè)過程跟蘋果的 Rosette 有點(diǎn)相似,算是一個(gè)官方轉(zhuǎn)譯工具,能夠?qū)?Java 轉(zhuǎn)移為 RISC-V,新架構(gòu)平臺(tái)前期缺少 App 的生態(tài)也就迎刃而解。
Arm 失寵,RISC-V 受寵
除了 Google 高調(diào)站在 RISC-V 這里,高通最近也與 Arm 差點(diǎn)擦槍走火。

問題的根源在于,高通收購 Nuvia 芯片初創(chuàng)公司,并打算自己研發(fā)基于 Arm 公版架構(gòu)的自主架構(gòu),以提升自己在移動(dòng)芯片領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。
但 Arm 則認(rèn)為,高通收購 Nuvia,并不代表著能夠獲得 Nuvia 可定制 Arm 架構(gòu)的授權(quán),也由此狀告高通違反 IP 授權(quán)協(xié)議。一直到現(xiàn)在,兩者仍各執(zhí)一詞。

出現(xiàn)這種狀況的核心問題就在于 Arm 的商業(yè)模式,是依靠公版架構(gòu) IP 授權(quán)賺取授權(quán)費(fèi),并在每塊芯片上收取一定的費(fèi)用。
可以基于 Arm 的公版架構(gòu) IP 進(jìn)行定制(比如說頻率、核心),但并不能修改內(nèi)核架構(gòu)本身。
高通通過收購,改動(dòng) Arm 內(nèi)核,顯然是動(dòng)了 Arm 的蛋糕,加上高通作為 Arm 的一個(gè)大客戶,此舉無疑也削弱了 Arm 的地位,這口子不能開。

對(duì)于高通而言,前幾年 Arm 公版架構(gòu)設(shè)計(jì)上的不利,讓其生產(chǎn)的 SoC 能效表現(xiàn)不佳,一眾 Android 旗艦也受到牽連。
彼時(shí),蘋果的 A 系芯片「默秒全」,以及消費(fèi)群體稱高通芯片為「火龍」,也加速了高通對(duì)于自主設(shè)計(jì)架構(gòu)的決心。
但如今 Arm 對(duì)高通步步緊逼,在授權(quán)和許可上鬧得不可開交,也讓高通有了額外的打算,這個(gè) Plan B 就是近來大火的 RISC-V 架構(gòu)。

目前,Google 與高通幾乎都開始著手于 RISC-V,雖然并非是全押,但優(yōu)先級(jí)也達(dá)到了與 Arm 齊平的狀態(tài),也算是著手于新賽道的建設(shè)了。
作為目前 Arm 還無法制約的蘋果,由于早期蘋果的投資并促成 Arm 成為一個(gè)獨(dú)立公司運(yùn)營(yíng)。
因而蘋果也獲得了對(duì) Arm IP 核心的修改和調(diào)整,進(jìn)而配合十幾年的布局,造就成為當(dāng)下的「蘋果芯片」,最終配合軟件系統(tǒng),造就了蘋果生態(tài)壁壘。

即便暫時(shí)不會(huì)有著類似與 Google、高通被 Arm 所掣肘的窘境,蘋果依然打算把嵌入式內(nèi)核轉(zhuǎn)移到 RISC-V 架構(gòu)上,并且也開始招攬相關(guān)人才。
對(duì)于蘋果的變動(dòng),SemiAnalysis 分析師 Dylan Patel 則直言,蘋果 A 系列芯片中非面向用戶功能的 Arm 核心,極有可能在未來幾年的迭代中,被更換為 RISC-V。

在 A、M 系列芯片里,除了 CPU、GPU 這些主要核心,還有許多嵌入式核心來控制 WiFi、藍(lán)牙、雷靂接口等等。它們幾乎都是基于 Arm 的 Cortex-A 系列內(nèi)核,每一枚芯片當(dāng)中蘋果要付給 Arm 相當(dāng)?shù)氖跈?quán)費(fèi)。
說白了,近些年自研芯片順風(fēng)順?biāo)奶O果,其實(shí)也想通過轉(zhuǎn)移到 RISC-V 架構(gòu)來達(dá)到降低芯片成本的目的。
RISC-V 最大的優(yōu)勢(shì)是「完全開源」
RISC-V 簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)基于精簡(jiǎn)指令集(RISC)原則的開源指令集架構(gòu)(ISA)。
2010 年在加州大學(xué)伯克利分校成立之后,在三星、IBM、英偉達(dá)、高通、Google、華為、特斯拉等 36 家科技公司的支持下,成立了 RISC-V 基金會(huì),并于 2020 年更名為 RISC-V 國(guó)際。

相對(duì)于 x86、Arm 來說,RISC-V 最大的特點(diǎn)就是 ISA 的完全開源。任何人、企業(yè)和機(jī)構(gòu)都可以基于 RISC-V 架構(gòu)更改、優(yōu)化、自由部署,并且也不會(huì)收取許可費(fèi)、版權(quán)費(fèi),并沒有任何附加條款。
完全開源之后,基于 RISC-V 架構(gòu)開發(fā)的 CPU 或者 SoC 等等芯片,自然也不會(huì)因?yàn)橐恍┨厥庠颍霈F(xiàn)「卡脖子」的行為。
因此,目前我們國(guó)內(nèi)許多造芯企業(yè)也在近年開始投入對(duì) RISC-V 架構(gòu)芯片的布局,并也出現(xiàn)了一些基于 RISC-V 架構(gòu)的新芯片平臺(tái)。RISC-V 也被認(rèn)為會(huì)是未來中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的一個(gè)突破點(diǎn)。

不過目前來說,RISC-V 架構(gòu)芯片平臺(tái)進(jìn)入消費(fèi)電子產(chǎn)品還為時(shí)尚早。digitaltrends 就在分析中表明,RISC-V 現(xiàn)在最大的問題其實(shí)就是完全開源帶來的碎片化問題。
由于能夠自由部署 ISA,RISC-V 芯片五花八門,當(dāng)下也主要用于一些工業(yè)領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,走向消費(fèi)者似乎還有一段距離。而且「開源并不意味著免費(fèi)」,廠商們所研發(fā)的 RISC-V 芯片,也可以出售或者授權(quán)其他廠商來使用他們的 IP 核心,有股子 Arm 的味道了。

可以自己設(shè)計(jì),也可以與其他公司共同合作設(shè)計(jì),甚至也可以直接買其他公司的 IP 架構(gòu),無論哪一種都要比 Arm 便宜。這就是 RISC-V 第二個(gè)優(yōu)勢(shì)所在。
有趣的是,x86 架構(gòu)的頭部廠商 Intel 也是 RISC-V 國(guó)際成員,也對(duì) RISC-V 架構(gòu)充滿興趣,緣由是 Intel 有自己的工廠,制造代工 RISC-V 芯片極有可能會(huì)是未來一大新型業(yè)務(wù)板塊。
另一成員英偉達(dá)也表示 RISC-V 架構(gòu)的 CPU 會(huì)是自己 GPU 業(yè)務(wù)的一個(gè)有意義補(bǔ)充。尤其是英偉達(dá)也開始布局智能汽車平臺(tái),RISC-V 架構(gòu)會(huì)是一個(gè)比較好的選擇。

面對(duì) RISC-V 的快速增長(zhǎng)和走紅, Arm 公司則表示廠商對(duì)于它的公版核心表現(xiàn)十分滿意,即使他們不能自由的修改 IP 架構(gòu)。
也憑借此,Arm 處理器如今也大放異彩,無論是在 Android,還是 iPhone、Mac 當(dāng)中,甚至基于 Arm 的服務(wù)器 CPU 也開始逐步走向 x86 傳統(tǒng)領(lǐng)域。
而 RISC-V 不過也剛起步,Google、高通、蘋果也才剛剛布局,RISC-V 國(guó)際預(yù)估到 2025 年,整個(gè) CPU 市場(chǎng),RISC-V 處理器將會(huì)占據(jù) 14% 份額。

但這些廠商并沒有給予一個(gè) RISC-V 芯片走向消費(fèi)市場(chǎng)的一個(gè)期限,此前的 Google 也不過是做一個(gè)計(jì)劃,是否轉(zhuǎn)移或許還得看 RISC-V 生態(tài)發(fā)展,以及 Arm 的后續(xù)動(dòng)向。
無論如何,在如今的形勢(shì)之下,RISC-V 完全開源的優(yōu)勢(shì)被無限放大,而 Arm 的閉源和其商業(yè)模式也成為許多廠商頭上的達(dá)摩克利斯之劍。
未來的芯片行業(yè),并非是我們現(xiàn)在看到的 Arm 與 x86 分庭抗禮,而是待 RISC-V 崛起后的三國(guó)鼎立局面。