赛道Hyper | 再下RSIC-V一城：高通剑指何处？

2023-08-05 16:37:35 来源 : 华尔街见闻

作为移动SoC芯片指令集架构的霸主、IDC和PC芯片架构的核心玩家，Arm正面临呼啸而至的如潮寒流。

有消息称，Arm最大的客户高通，与包括NXP（恩智浦）在内的多家芯片设计公司，组建了一家推广RISC-V芯片设计架构的新公司。RISC-V是Arm移动芯片架构最大、最强和参与方最多的竞争技术。

目前，这家合资公司还没正式名称，其芯片设计主要的应用方向是汽车应用。未来，也会扩展至移动SoC和IoT芯片。另外，这家公司在底层基础构建方面，看上去是要引导RISC-V技术实现标准化、减少碎片化和推动生态的丰富性。

【资料图】

尽管如此，RISC-V指令集架构对Arm架构的真正威胁，还没完全形成。

反击Arm的予取予求

Arm，日本软银集团旗下英国公司，主要业务是研发芯片设计指令集架构——一套控制给定芯片操作方式的基本规则，授权给芯片设计商使用。Arm架构在移动设备中占据主导地位，同时也在大力拓展PC和IDC市场并渐次提高市占率。

这种架构广泛被应用于工业控制、移动通信等领域内的多种嵌入式系统设计。截至2021年底，Arm芯片产量超过2000亿，成为智能手机市场无可争议的霸主。

Arm在1990年成立时，正是英特尔如日中天的时代。Arm既无法与英特尔x86架构竞争，也不是当时最流行的MIPS精简集指令架构的对手。MIPS在1990年代，是最流行的移动芯片架构，还占据了三成服务器芯片市场份额。

2010年，智能手机开始取代功能机成为电子消费全新的终端潮流。此时Arm开始迎来转机，苹果公司从其首代iPhone开始，便搭载了用Arm架构设计的移动芯片。随着iPhone的革命性创新带来的热潮，Arm也开始走向黄金时代。

在更早的2008年，谷歌公司发布基于Arm指令集的Android操作系统，如同微软的Windows系统和英特尔的x86架构CPU捆绑，称雄PC市场20多年；安卓也与Arm架构做了类似的捆绑。同年，Arm芯片总出货量超过100亿颗。

安卓系统的开放性，吸引了全球除苹果之外的几乎所有手机终端商，因此也成为包括高通、联发科、海思和三星在内的最重要的芯片设计商，共同采用Arm指令集架构以设计其移动SoC芯片。全球超过90%的智能终端（手机、IoT和平板）的芯片，都用这种架构设计。

此后，随着Arm统治力增强，采用其指令集架构授权的下游芯片设计商，深受Arm越来越强烈的“予取予求”风格之苦，这增加了其成本和供应链风险。

在此过程中，高通曾以自研指令集架构来对抗“躺着赚钱”的Arm。高通在骁龙810之前，用了自研的Krait架构，特点是功耗低，性能强，但当移动市场升级至64位后，这套自研架构的性能就比不上Arm公版架构了。高通曾想改进自家架构的性能，但这种努力没有成功。

2021年，高通又做了新的努力：耗资14亿美元收购芯片初创公司Nuvia，用以提供其移动端、笔电和汽车智舱/驾芯片。

Nuvia的三位创始人，都有在苹果、Arm或AMD、ATI公司从事芯片、CPU和SoC架构主设计师的经验，主要产品是移动主芯片，并以Arm的V9指令集架构作为兼容目标。

此时，Arm提出异议。鉴于两者之间的利益纠葛较为复杂，简单来说，Arm在2022年8月对高通和Nuvia提起诉讼，原因是Nuvia有可能推动高通自研芯片架构的进展，而这种进展是建立在Nuvia持有Arm架构授权的基础上，而限制高通自研芯片架构一直是Arm的目的。

目前，高通是采用Arm芯片设计架构IP最重要也是最大的客户。但是，继高通与Arm对薄公堂之后，近期高通更联合NXP、Nordic Semiconductor ASA、Robert Bosch GmbH和Infineon Technologies AG公司，成立一家新公司，目的是推广用于芯片设计的开源RISC-V指令集架构。

RSIC-V指令集架构，相对于封闭、费用高昂的Arm架构和英特尔的x86，这是一种开源（开放源代码）架构，IP可免费使用，这意味着芯片设计工程师有更多机会验证设计细节并识别错误。

因此，RSIC-V架构在移动芯片设计领域成为Arm最大的技术竞对。

RISC-V架构的潜力和不足

从这个角度上看，作为Arm最大客户高通，很有推动Arm架构最强竞对技术的推广动力。此次高通与四家芯片设计商的联合，正是这种动力的显性表现。

高通表示，与其他行业参与者携手合作，通过开发下一代硬件，以推动RISC-V生态系统的扩展，这是一件好事。高通坚信， RISC-V的开源指令集将增加创新，并有潜力改变行业。

就像Nuvia，拓展汽车智舱/智驾芯片市场也是主要目标，高通参与的这家新公司，研发目标产品，首选汽车应用。未来将这种应用再推向移动和IoT芯片。

高通最近更宣称，从2019年推出骁龙865开始，高通就在其芯片中集成了RISC-V内核。这说明高通想提高其自主性的努力，从2019年就已经开始。

不知是巧合还是有其他因素，2019年也是中国大规模采用RSIV-C架构的第一年。到2022年，在中国市场，用RSIV-C架构设计的芯片，出货量超过了50亿颗。

这家高通参与的联合公司，预计将成为单一来源，以实现产品之间的兼容性、提供参考架构并建立广泛使用的标准。

在2022年年底于美国举办的RISC-V峰会上，高通产品管理总监Manju Varma表示，RISC-V是专有Arm指令集架构的新兴替代品，有机会实现比微控制器更高的价值。

目前，高通在PC、移动设备、可穿戴设备、联网汽车以及增强现实和虚拟现实耳机的SoC中使用RISC-V微控制器。

这些微控制器在后台执行低级工作，比如管理硬件。截至2022年12月，高通已交付超过6.5亿个RISC-V内核，这让让RISC-V ISA成为高通核心技术之一，高通也以此成为RISC-V架构大规模落地的领导者之一。

Varma表示，“RISC-V可从低端微控制器一直扩展到高性能计算，以及介于两者之间的任何东西，它确实可以提高整个行业的效率”。Varma认为，借助RISC-V，有机会定义具有一流性能、一流能效和增值功能的芯片设计。

但是RISC-V的生态过于简陋，而开放性和免费使用IP，也让这个生态存在众多碎片，这是高通希望成立这个新的联合公司要致力于解决的主要问题。

最后，标准化与RISC-V指令集架构兼容的软件安全堆栈至关重要。Varma说，“通过关注工具、库和语言，我们确实可以加速 RISC-V 软件的采用”。

值得一提的是，2022年，高通也是投资SiFive Inc.公司1.75亿美元的成员之一。在更早的2019年，高通旗下Qualcomm Ventures也早早投资了SiFive。这家公司也在设计基于RISC-V架构的芯片。

2010年后，众多美国芯片设计巨头共同成就了Arm如今的市场地位。现在，高通坚持走向Arm竞对技术阵营，并试图提升RSIC-V生态丰富性、去碎片化，以及统一架构标准，动摇了Arm的地基。

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