ARM太貴，80多家科技巨頭悄然站隊開源晶片架構RISC-V

維金 李林 編譯整理

量子位 出品 | 公眾號 QbitAI

「ARM實在太貴了。

」信息安全晶片公司Dover Microsystems聯合創始人Jothy Rosenberg說。

你可能對這位創業者不熟悉，沒關係，眾多你天天聽說的公司也和他有同感。

據The Information報導，ARM的昂貴价格把Google、高通、三星等80多家科技公司推到了同一條戰線上。

它們正在合作開發新的開源晶片設計，為自動駕駛等新興技術的晶片開發提供一種成本更低的方式。

RISC-V原型

這個開源晶片設計名為RISC-V，其開發由一個非營利性基金會主導。

消息人士稱，特斯拉近期已加入RISC-V基金會，並考慮在新款晶片中使用免費的RISC-V設計。

西部數據和英偉達已宣布，計劃在部分產品中引入這種新的晶片設計。

ARM究竟有多貴呢？根據Quora上一份不太新鮮的回答，從幾十萬美元到幾百上千萬美元不等。

法國晶片創業公司Greenwave最近接受The Information採訪時說，他們如果使用ARM架構，要花掉1500萬美元的授權費。

文章開頭提到的Jothy就說，僅僅從成本來看，這就會導致創業公司轉向RISC-V。

革命性的晶片設計

顧名思義，RISC-V是RISC的第五個版本。

John L. Hennessy和David A. Patterson

RISC，即「精簡指令集計算機」，正是今年兩位新晉圖靈獎得主對行業的重大貢獻，由加州大學伯克利分校於1980年發布。

晶片指令集幫助計算機軟體與底層硬體設備通信，是計算機的基本組成部分。

近年來，最主要的晶片指令集設計是x86，英特爾和AMD廣泛使用、在PC市場占主導地位。

ARM的晶片設計則是基於早期RISC架構。

ARM將這種設計授權給多家晶片廠商，而此類晶片幾乎被用於所有智慧型手機。

RISC-V不僅與ARM形成了競爭，對於x86來說，也是一種替代選擇，最終可能會給英特爾和AMD造成威脅。

但在PC和伺服器市場，既有晶片架構的地位非常牢固，因此在短期內RISC-V還無法掀起太大波瀾。

和統治著伺服器作業系統的Linux一樣，RISC-V也是一種開源技術，不屬於某家特定公司，如果它繼續快速發展，可能會成為首個廣泛使用的開源指令集設計。

許多研究RISC-V的人將這個圈子的能量比作上世紀90年代的Linux開源運動。

當時，科技行業的許多人士都對開源作業系統能否成功持懷疑態度。

然而最終，Linux成為了伺服器領域占主導地位的作業系統，並且成為了Android系統的基礎。

開源的硬體非營利性組織lowRISC正在開發基於RISC-V的晶片設計。

該組織聯合創始人及總監Alex Bradbury表示：「許多其他技術都已經開源，但指令集是缺失的一環。

這有些奇怪，因為指令集是硬體和軟體之間的最基本接口。

」

對企業來說，開源技術的使用成本較低，因為不會有哪家公司跳出來收專利費。

RISC-V可以為晶片行業創業公司打開一扇大門。

以往，這些公司負擔不起ARM昂貴的授權費用，也沒有能力從頭開始開發自己的晶片架構。

然而ARM的Ronco認為，由於硬體和軟體之間存在根本性的區別，因此將RISC-V與Linux進行類比並不是非常合適。

他說：「軟體存在漏洞。

如果你找到漏洞，那麼就可以進行更新。

但對於硬體，你沒法這麼做。

你無法對硬體漏洞去打補丁。

想要開發晶片，質量的門檻會更高。

」

定製化帶來的好處

企業喜歡RISC-V還有個原因，即RISC-V支持晶片設計公司在核心架構之上添加額外功能。

這使得它們可以根據自己的目標來定製晶片。

相比之下，ARM指令集不支持這樣的修改。

成千上萬開發者正在開發RISC-V開源標準的各個部分，包括添加與人工智慧和信息安全相關的新功能。

RISC-V基金會執行董事Rick O』Connor認為：「如果我們以適當的方式去推進，那麼RISC-V將成為未來50年真正的計算平台。

」

早期使用者

首批依賴RISC-V設計的公司之一是存儲設備廠商西部數據。

去年11月，該公司宣布，未來幾年多款產品將轉向RISC-V晶片。

目前，西部數據使用授權自ARM等公司的晶片設計。

西部數據執行長Martin Fink表示，該公司對RISC-V感興趣，是因為希望將更複雜、訂製化的處理器引入其存儲設備。

RISC-V設計也在逐漸進入設備的底層晶片。

例如英偉達表示，將在配合GPU使用的底層微控制器中使用RISC-V設計。

此前，英偉達使用定製開發的微控制器晶片Falcon。

另一方面，許多公司正開始開發更複雜的RISC-V處理器。

lowRISC聯合創始人Robert Mullins說：「最初的討論是將RISC-V用在物聯網設備的微型處理器核心，但情況正發生變化。

過去12個月，許多人都在關注，將RISC-V應用至主要的應用處理器。

許多業內人士都在認真討論此事。

」

晶片創業的興起

與此同時，新興創業公司正在湧現。

量子位昨天報導的AI晶片新玩家，體系架構宗師、新晉圖靈獎得主Patterson的弟子譚章熹創立的OURS，就在基於RISC-V架構開發物聯網處理器和神經網絡加速系統級晶片。

SiFive也是這一領域的新秀，這家公司由加州大學伯克利分校教授Krste Asanovic與他的兩名研究生共同創立。

Asanovic是RISC-V最初的開發者之一。

SiFive正在為小型設備和伺服器計算機開發RISC-V晶片。

SiFive也在嘗試將晶片設計授權給他人，模仿ARM的商業模式。

根據PitchBook的數據，到目前為止SiFive已完成4800萬美元融資，投資方包括Sutter Hill Ventures和Spark Capital等。

還有一家此類創業公司是來自法國Grenoble的Greenwave Technologies。

該公司正使用RISC-V架構為低功耗設備開發人工智慧晶片。

儘管只完成了380萬美元的融資，但該公司已經推出了測試晶片。

Greenwave商業開發副總裁Martin Croome表示：「如果我們使用ARM架構，那麼需要獲得架構授權，花掉1500萬美元。

如果是這樣，那麼我們的投資方就是在支持ARM，而不是我們的創新。

」

ARM架構授權支持晶片廠商修改晶片，但同時必須遵守ARM設置的許多條件。

這是為了確保ARM處理器兼容廣泛的應用。

ARM的Ronco表示，1500萬美元這個數字是不準確的。

「這顯然是無稽之談。

我們提供廣泛的產品。

」

另一家全面擁抱RISC-V的創業公司是Esperanto Technologies。

與伯克利教授Dave Patterson一起，該公司的創始人Ditzel是1980年時最初RISC架構學術論文的共同作者。

Esperanto試圖開發強大而節能的晶片，瞄準人工智慧應用。

該公司希望這樣的晶片能集成4000個RISC-V處理器，展開並行計算。

Esperanto最初的想法是設計訂製的指令集，但最終決定使用RISC-V。

Ditzel表示，這是因為RISC-V已經足夠優秀。

這樣做意味著Esperanto不必組建龐大的軟體團隊，開發工具去支持訂製的晶片。

編譯器和調試器等底層工具的開發將由基金會的成員們來完成。

Ditzel表示：「通過RISC-V基金會，感覺就像是有1000個人正在為我們工作。

」

Esperanto到目前為止已融資超過3000萬美元，投資方包括西部數據等等。

行業的巨變

在RISC-V發展的同時，半導體行業正在經歷一場巨變。

設計成本的增加和激烈的競爭正推動晶片設計公司的整合。

例如博通近期曾試圖收購高通，但遭到了美國政府的直接反對。

同時，此前指導市場發展的摩爾定律已不再適用。

RISC-V基金會的O』Connor表示：「輕鬆的工作已經做完了。

」

與此同時，晶片製造技術的發展相對較慢，科技行業將重心更多地轉向了專業化晶片。

在人工智慧和物聯網等領域，定製化變得尤為重要。

和其他應用領域相比，人工智慧需要更強大的計算能力，而物聯網設備則對晶片功耗有著嚴格要求。

RISC-V的支持者認為，這種架構帶來了更好的靈活性，而ARM並不支持這樣的專業訂製。

RISC的聯合發明人Patterson從伯克利退休之後，正兼職在谷歌人工智慧團隊工作。

他表示：「這些都是激動人心的時刻。

計算機架構的黃金時代是在80年代。

但我也看到，我們正回到當年。

我們需要看到指令集的創新。

」

ARM的危機

RISC-V的成功，也就意味著軟銀旗下ARM受到嚴重影響。

ARM正試圖將智慧型手機領域的主導地位拓展至其他市場。

儘管ARM在手機晶片市場的地位看起來很穩固，但了解RISC-V相關工作的人士認為，在新興技術領域，ARM的業務發展前景並不確定。

不過，ARM並不同意這種看法。

ARM嵌入式和汽車業務副總裁兼總經理John Ronco表示：「開源指令集的概念並不新鮮。

對ARM來說，競爭已經司空見慣。

這不是ARM與RISC-V之間的零和遊戲。

我們正在多個領域擴大市場份額。

」

他同時指出：「正如我們的預期，在與客戶的交流中，RISC-V出現的頻率越來越高。

我並不認為已有任何產品開始量產。

但在某些場景下，我認為RISC-V的存在是合理的。

」他特別提到了學術和科研領域。

RISC-V帶來的威脅令外界開始質疑軟銀收購ARM的交易。

軟銀於2016年以320億美元的價格收購了ARM，這個價格較ARM當時的市值有32%的溢價。

事後，甚至軟銀的一名董事也對這筆交易提出批評。

軟銀的想法是，ARM可以定位於把握科技發展的下個浪潮：人工智慧，以及消費者日常生活中越來越多的計算設備，即物聯網。

然而，RISC-V給這個戰略帶來了威脅。

儘管ARM渴望成為物聯網領域的領先者，但越來越多物聯網工程師青睞RISC-V。

後者提供了比ARM更好的靈活性，可以用於開發訂製的處理器。

軟銀沒有就RISC-V的崛起做出回應。

在移動設備市場，ARM的地位相當穩固。

該公司的晶片設計被廣泛用於Android和iOS平台。

ARM的收入主要來自於智慧型手機晶片合作夥伴，例如蘋果、高通和三星。

蘋果和谷歌可能會認為，不值得花時間將所有移動端軟體都移植到RISC-V晶片上。

晶片行業資深創業者Dave Ditzel表示：「對ARM來說短期影響不大，但該公司的整個商業模式將受到威脅。

RISC-V還需要很多年時間，才能像ARM一樣成熟。

但如果我是ARM，那麼就不會對現在的情況心滿意足。

」他的創業公司Esperanto Technologies正在開發一款RISC-V晶片。

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