作為移動(dòng)SoC芯片指令集架構(gòu)的霸主、IDC和PC芯片架構(gòu)的核心玩家，Arm正面臨呼嘯而至的如潮寒流。

有消息稱，Arm最大的客戶高通，與包括NXP（恩智浦）在內(nèi)的多家芯片設(shè)計(jì)公司，組建了一家推廣RISC-V芯片設(shè)計(jì)架構(gòu)的新公司。RISC-V是Arm移動(dòng)芯片架構(gòu)最大、最強(qiáng)和參與方最多的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。

目前，這家合資公司還沒正式名稱，其芯片設(shè)計(jì)主要的應(yīng)用方向是汽車應(yīng)用。未來，也會(huì)擴(kuò)展至移動(dòng)SoC和IoT芯片。另外，這家公司在底層基礎(chǔ)構(gòu)建方面，看上去是要引導(dǎo)RISC-V技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、減少碎片化和推動(dòng)生態(tài)的豐富性。

(資料圖片僅供參考)

盡管如此，RISC-V指令集架構(gòu)對(duì)Arm架構(gòu)的真正威脅，還沒完全形成。

反擊Arm的予取予求

Arm，日本軟銀集團(tuán)旗下英國(guó)公司，主要業(yè)務(wù)是研發(fā)芯片設(shè)計(jì)指令集架構(gòu)——一套控制給定芯片操作方式的基本規(guī)則，授權(quán)給芯片設(shè)計(jì)商使用。Arm架構(gòu)在移動(dòng)設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位，同時(shí)也在大力拓展PC和IDC市場(chǎng)并漸次提高市占率。

這種架構(gòu)廣泛被應(yīng)用于工業(yè)控制、移動(dòng)通信等領(lǐng)域內(nèi)的多種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。截至2021年底，Arm芯片產(chǎn)量超過2000億，成為智能手機(jī)市場(chǎng)無可爭(zhēng)議的霸主。

Arm在1990年成立時(shí)，正是英特爾如日中天的時(shí)代。Arm既無法與英特爾x86架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)，也不是當(dāng)時(shí)最流行的MIPS精簡(jiǎn)集指令架構(gòu)的對(duì)手。MIPS在1990年代，是最流行的移動(dòng)芯片架構(gòu)，還占據(jù)了三成服務(wù)器芯片市場(chǎng)份額。

2010年，智能手機(jī)開始取代功能機(jī)成為電子消費(fèi)全新的終端潮流。此時(shí)Arm開始迎來轉(zhuǎn)機(jī)，蘋果公司從其首代iPhone開始，便搭載了用Arm架構(gòu)設(shè)計(jì)的移動(dòng)芯片。隨著iPhone的革命性創(chuàng)新帶來的熱潮，Arm也開始走向黃金時(shí)代。

在更早的2008年，谷歌公司發(fā)布基于Arm指令集的Android操作系統(tǒng)，如同微軟的Windows系統(tǒng)和英特爾的x86架構(gòu)CPU捆綁，稱雄PC市場(chǎng)20多年；安卓也與Arm架構(gòu)做了類似的捆綁。同年，Arm芯片總出貨量超過100億顆。

安卓系統(tǒng)的開放性，吸引了全球除蘋果之外的幾乎所有手機(jī)終端商，因此也成為包括高通、聯(lián)發(fā)科、海思和三星在內(nèi)的最重要的芯片設(shè)計(jì)商，共同采用Arm指令集架構(gòu)以設(shè)計(jì)其移動(dòng)SoC芯片。全球超過90%的智能終端（手機(jī)、IoT和平板）的芯片，都用這種架構(gòu)設(shè)計(jì)。

此后，隨著Arm統(tǒng)治力增強(qiáng)，采用其指令集架構(gòu)授權(quán)的下游芯片設(shè)計(jì)商，深受Arm越來越強(qiáng)烈的“予取予求”風(fēng)格之苦，這增加了其成本和供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

在此過程中，高通曾以自研指令集架構(gòu)來對(duì)抗“躺著賺錢”的Arm。高通在驍龍810之前，用了自研的Krait架構(gòu)，特點(diǎn)是功耗低，性能強(qiáng)，但當(dāng)移動(dòng)市場(chǎng)升級(jí)至64位后，這套自研架構(gòu)的性能就比不上Arm公版架構(gòu)了。高通曾想改進(jìn)自家架構(gòu)的性能，但這種努力沒有成功。

2021年，高通又做了新的努力：耗資14億美元收購(gòu)芯片初創(chuàng)公司Nuvia，用以提供其移動(dòng)端、筆電和汽車智艙/駕芯片。

Nuvia的三位創(chuàng)始人，都有在蘋果、Arm或AMD、ATI公司從事芯片、CPU和SoC架構(gòu)主設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，主要產(chǎn)品是移動(dòng)主芯片，并以Arm的V9指令集架構(gòu)作為兼容目標(biāo)。

此時(shí)，Arm提出異議。鑒于兩者之間的利益糾葛較為復(fù)雜，簡(jiǎn)單來說，Arm在2022年8月對(duì)高通和Nuvia提起訴訟，原因是Nuvia有可能推動(dòng)高通自研芯片架構(gòu)的進(jìn)展，而這種進(jìn)展是建立在Nuvia持有Arm架構(gòu)授權(quán)的基礎(chǔ)上，而限制高通自研芯片架構(gòu)一直是Arm的目的。

目前，高通是采用Arm芯片設(shè)計(jì)架構(gòu)IP最重要也是最大的客戶。但是，繼高通與Arm對(duì)薄公堂之后，近期高通更聯(lián)合NXP、Nordic Semiconductor ASA、Robert Bosch GmbH和Infineon Technologies AG公司，成立一家新公司，目的是推廣用于芯片設(shè)計(jì)的開源RISC-V指令集架構(gòu)。

RSIC-V指令集架構(gòu)，相對(duì)于封閉、費(fèi)用高昂的Arm架構(gòu)和英特爾的x86，這是一種開源（開放源代碼）架構(gòu)，IP可免費(fèi)使用，這意味著芯片設(shè)計(jì)工程師有更多機(jī)會(huì)驗(yàn)證設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)并識(shí)別錯(cuò)誤。

因此，RSIC-V架構(gòu)在移動(dòng)芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域成為Arm最大的技術(shù)競(jìng)對(duì)。

RISC-V架構(gòu)的潛力和不足

從這個(gè)角度上看，作為Arm最大客戶高通，很有推動(dòng)Arm架構(gòu)最強(qiáng)競(jìng)對(duì)技術(shù)的推廣動(dòng)力。此次高通與四家芯片設(shè)計(jì)商的聯(lián)合，正是這種動(dòng)力的顯性表現(xiàn)。

高通表示，與其他行業(yè)參與者攜手合作，通過開發(fā)下一代硬件，以推動(dòng)RISC-V生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)展，這是一件好事。高通堅(jiān)信， RISC-V的開源指令集將增加創(chuàng)新，并有潛力改變行業(yè)。

就像Nuvia，拓展汽車智艙/智駕芯片市場(chǎng)也是主要目標(biāo)，高通參與的這家新公司，研發(fā)目標(biāo)產(chǎn)品，首選汽車應(yīng)用。未來將這種應(yīng)用再推向移動(dòng)和IoT芯片。

高通最近更宣稱，從2019年推出驍龍865開始，高通就在其芯片中集成了RISC-V內(nèi)核。這說明高通想提高其自主性的努力，從2019年就已經(jīng)開始。

不知是巧合還是有其他因素，2019年也是中國(guó)大規(guī)模采用RSIV-C架構(gòu)的第一年。到2022年，在中國(guó)市場(chǎng)，用RSIV-C架構(gòu)設(shè)計(jì)的芯片，出貨量超過了50億顆。

這家高通參與的聯(lián)合公司，預(yù)計(jì)將成為單一來源，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品之間的兼容性、提供參考架構(gòu)并建立廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)。

在2022年年底于美國(guó)舉辦的RISC-V峰會(huì)上，高通產(chǎn)品管理總監(jiān)Manju Varma表示，RISC-V是專有Arm指令集架構(gòu)的新興替代品，有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)比微控制器更高的價(jià)值。

目前，高通在PC、移動(dòng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)汽車以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)的SoC中使用RISC-V微控制器。

這些微控制器在后臺(tái)執(zhí)行低級(jí)工作，比如管理硬件。截至2022年12月，高通已交付超過6.5億個(gè)RISC-V內(nèi)核，這讓讓RISC-V ISA成為高通核心技術(shù)之一，高通也以此成為RISC-V架構(gòu)大規(guī)模落地的領(lǐng)導(dǎo)者之一。

Varma表示，“RISC-V可從低端微控制器一直擴(kuò)展到高性能計(jì)算，以及介于兩者之間的任何東西，它確實(shí)可以提高整個(gè)行業(yè)的效率”。Varma認(rèn)為，借助RISC-V，有機(jī)會(huì)定義具有一流性能、一流能效和增值功能的芯片設(shè)計(jì)。

但是RISC-V的生態(tài)過于簡(jiǎn)陋，而開放性和免費(fèi)使用IP，也讓這個(gè)生態(tài)存在眾多碎片，這是高通希望成立這個(gè)新的聯(lián)合公司要致力于解決的主要問題。

最后，標(biāo)準(zhǔn)化與RISC-V指令集架構(gòu)兼容的軟件安全堆棧至關(guān)重要。Varma說，“通過關(guān)注工具、庫和語言，我們確實(shí)可以加速 RISC-V 軟件的采用”。

值得一提的是，2022年，高通也是投資SiFive Inc.公司1.75億美元的成員之一。在更早的2019年，高通旗下Qualcomm Ventures也早早投資了SiFive。這家公司也在設(shè)計(jì)基于RISC-V架構(gòu)的芯片。

2010年后，眾多美國(guó)芯片設(shè)計(jì)巨頭共同成就了Arm如今的市場(chǎng)地位。現(xiàn)在，高通堅(jiān)持走向Arm競(jìng)對(duì)技術(shù)陣營(yíng)，并試圖提升RSIC-V生態(tài)豐富性、去碎片化，以及統(tǒng)一架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)搖了Arm的地基。

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