9大芯片巨头的risc-足球买球

9大芯片巨头的risc-v阴谋:大哥卡对手脖子 二哥要另立门户
  • 吴优
  • 2022年01月28日 14:45

在芯片从业者眼中,risc-v无疑是继x86和arm之后,第三大cpu指令集阵营。

投奔risc-v对有些芯片巨头而言,无异于苹果和微软抛夫弃子,投入安卓怀抱。也犹如诺基亚,早早离开自己的“养子塞班”和“继父windows”,选择其他操作系统。

小公司才谈对错,大公司只考虑利益。

过去几十年里,芯片巨头们依仗x86和arm赚得盆满钵满,过程中自然形成了能左右企业决策的强势部门和足球买球的合作伙伴。

在原有利益链的捆绑下,企业难革自己命,更无法对多年的战略伙伴背信弃义。新模式的推进,无论是内部阻力亦或是外部压力,都无比巨大。

因此在risc-v发展的这十年来,即便无数专家验证了risc-v的先进性,但这些巨头们在内外部利弊和高昂的替换成本面前,或跟风观望、或犹豫不决、或单刀直入、或浅尝辄止……

但有一点无比确定,新阵营称王之时,便是先帝权衡好原有利益冲突、从容布兵risc-v之际,也可能是旧势力被新秀连根拔起的时刻。

先帝和新秀,谁最有可能成为新一轮革命的引领者?在利用risc-v省钱和赚钱的路上,他们会遇到哪些阻碍?

开源risc-v,需要引领者

业内有一共识:开源risc-v带来了新的商业模式。

传统上,一家企业想要在自家产品中集成芯片,需要先选择供货商,供货商与指令集架构、软件生态深度绑定,因此一旦做出选择便难以更改。

倘若切换到使用risc-v,开源的risc-v不存在深度绑定的情况,因此会有成百上千家供应商任企业挑选,且能灵活切换其他供货商。

"从供应链安全的角度来看,risc-v开启了完全不一样的模式。可以预测,购买芯片的大客户将逐步转向risc-v。"中国科学院软件研究所plct实验室项目总监吴伟在和雷峰网(公众号:雷峰网)交流时说道。

不过,当开源被视为risc-v最大优势时,也逐渐成为risc-v发展高性能cpu的阻碍。

risc-v国内积极推广者郭雄飞向雷峰网表示,想要做出基于risc-v的高性能处理器,必须依靠大公司来推动。

"只有大公司才能不计成本,承担多年业务亏损的情况下持续研发risc-v高性能cpu。"

这意味着,risc-v的引领者,将会诞生在有着多年移动端cpu、桌面端cpu或服务器cpu设计经验的大公司中。

但问题在于,无法独享risc-v,又有谁愿意不计成本地为risc-v产业贡献力量呢?

架构主导者切入,打压竞争对手的工具

x86绝对控制者英特尔的planb

对于其他架构主导者而言,risc-v是打压竞争对手的工具,也是保证供应链安全的提前布局。

1978年,英特尔创造了x86指令集,并对该架构体系的演进拥有绝对的控制权,长期占据着一半以上的pc处理器市场和95%以上的服务器cpu市场。

在x86漫长的成长历程中,平均每个月增加大约3条指令,从最初只包含汉堡和奶昔的小餐,到包含薯条、冰淇淋、牛排、红酒等食物种类愈发丰富的大餐,用餐者可以找到过去吃过的任何东西,但每次用餐所支付的套餐费用愈加昂贵。

x86在维护向后兼容性的过程中不断扩展,给芯片开发商带来不少麻烦,同样也让英特尔在pc和服务器领域面对来自arm的威胁,不得不制定planb。

2018年5月,英特尔参与risc-v处理器ip厂商sifive的c轮融资;

2021年6月,英特尔拟以20亿美元收购risc-v的消息传出(最终未坐实)。

一位拥有20余年半导体工作经验的业者在一次与雷峰网的交流中,用箱包比喻三种指令集架构,即x86好比lv、爱马仕等奢侈品牌名包,arm类比轻奢包,risc-v类比平价替代包。

"英特尔作为奢侈品牌,与其同轻奢品牌争夺市场,不如自己做包包工厂,卖几百块的平替包,既能赚钱,对自家品牌损害又小。"

所谓的包包工厂,是指2021年3月,英特尔新任ceopatgelsinger宣布英特尔idm2.0的战略转型,即改变以往的idm模式,开放一部分晶圆代工厂为其他芯片设计公司制造芯片,一来充分利用英特尔闲置的工厂资源,二来缓解全球缺芯压力。

但与此同时,英特尔又不得不同客户一起卷入一场"权力的游戏"——与同类型高端芯片争夺产能时是否会优先为自家供货?昂贵的ip价格是否会劝退一部分客户?

拥有优先选择权的英特尔,也面临从一开始就失去一部分客户的风险,入局risc-v成为英特尔升级idm2.0的有效途径。

"英特尔想做代工生意,代工soc最赚钱,soc中cpu又最赚钱。"这位业者解释道。

台积电最新财报也从侧面印证了这一观点,台积电官方数据显示,2021财年第四季度,台积电5nm和7nm制程晶圆占据营收的50%,智能手机占总收入的44%,智能手机中需要用到如此先进制程芯片的,cpu首当其冲。

虽然英特尔收购sifive的消息只是虚晃一枪,但一业内人士向雷峰网透露,实际上sifive公司的原英特尔成员已全部被pat召回,pat入局risc-v的决心很大。

苹果、高通以备不时之需

与英特尔主导x86指令集架构不同,arm公司本身虽然主导着arm架构升级,但其不参与最终的芯片设计和售卖,只做ip核生意。

虽然半导体行业公认"卖ip不赚钱",但这一诞生于体系日益庞大的半导体产业链中的新型商业模式,一方面保持着arm的独立性,推动arm营收稳定增长,另一方面也给了其他芯片设计公司公平竞争的机会。

1997年,arm9问世并进入智能手机处理器,发展到今天,苹果和高通几乎成为arm架构主导者,基于arm自研芯片,前者从移动端驶向pc端且自产自销,后者自研手机芯片售卖给全球各地的终端厂商,几乎覆盖每一家手机品牌。

苹果虽然从不对外售卖自研的芯片,但一直引领着arm架构向前发展,m1芯片的成功也首次向业界证明了基于arm指令集架构设计pc处理器的可行性。

有独立的arm做靠山,即便是没有属于自己的指令集架构,苹果和高通也无需多虑。

但情况在2020年9月甚至更早之前开始改变。

2020年9月,英伟达宣布拟以400亿美元收购arm,并承诺将继续把arm作为一家独立的子公司运行,采用"客户中立"和"开放许可"的模式。

arm联合创始人赫尔曼·豪泽评价该笔交易,称这对剑桥、英国和欧洲来说是一场绝对的灾难,英伟达将摧毁arm的商业模式,对500多家公司带来不良影响。

"独立性是arm安身立命的关键,但从软银要收购arm这个消息出现的那一刻,arm的独立性就已经消失了。"在郭雄飞看来,arm独立性的丢失来得更早。

再看看高通和苹果对risc-v的态度。

和英特尔一样,高通也是sifive的重要投资方。此外,高通前ceopauljacobs和前ctomattgrob于2021年1月共同加入一家5g初创公司,并推出了业界首个基于risc-v架构完全开发且可编程的5g平台。

2021年9月,苹果也被曝出正在招聘risc-v工程师,业界猜测,苹果可能正在寻找arm开源架构的替代品。

"对于苹果而言,从战略上看,想要摆脱arm带来的风险,在未来五年甚至更长的时间里,没有比risc-v更好的选择,其他指令集已经落后了,risc-v是苹果最好的选择。"郭雄飞说道。

不少业内人士在同雷峰网交流中均表示,目前还不能确定苹果将基于risc-v做何种研究,但可以肯定的是,苹果一定会在risc-v方面做出突破性成绩之后,某一天突然对外宣布自己的成果,就像m1那样。

有观点认为,苹果是在自己封闭的生态中发展开源的risc-v,即便是基于risc-v研发出了移动端或pc端处理器,也不会对risc-v产业的发展有太大的促进作用。

"这是大家对苹果的误解,苹果虽然生态不开放,但是苹果在开源软件领域活跃度非常高,同时也对开源软件贡献度有一定的要求。"吴伟说道。

吴伟同时表示,如果苹果能够在risc-v做出成绩,资本市场将受到巨大鼓舞,进而推动risc-v产业的发展。

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新入局者主动出击,增强差异化竞争力

阿里平头哥的长期主义和眼下难题

在入局risc-v的大公司中,阿里平头哥算是最特别的一家,是国内互联网大厂中率先在芯片领域投入的公司,也是全球云厂商中唯一将risc-v技术成果对外公布的公司。

有强烈互联网基因的阿里,即便是在"造芯"这件事上也高调营销,在risc-v领域的进展全都公开在列。

2018年,阿里巴巴全资收购中天微,并将其与达摩院自研芯片业务进行整合,成立独立芯片公司平头哥。

短短一年时间,平头哥发布了第一个基于risc-v的处理器ip核玄铁910。

2021年1月,平头哥芯片社区上传一段演示视频,让首个risc-v版安卓10系统顺畅运行。

2021年10月,平头哥又开源四款玄铁处理器e902、e906、c906和c910。

平头哥基于开源的玄铁risc-v系列已经拥有150多家客户、超500个授权数,其出货量达到25亿颗,是应用规模最大的国产cpuip。

对平头哥来说,处理器开源意味着将损失ip核授权带来的收入,但另一方面,开发者们能够在开源的基础上做软硬件适配,推动risc-v生态的发展,进而推动阿里云端一体的生态繁荣。

"目前阿里云的营收能够占据整个阿里营收的三分之一,在云服务器方面,阿里将aws视为竞争对手,使用risc-v既能降低成本,又能摆脱对arm的依赖,因此平头哥的终极目标可能是做出基于risc-v的服务器cpu。"一位业内人士告诉雷峰网。

"阿里的决心很大,risc-v峰会上,阿里也是金牌赞助商。"这位业内人士补充到。

另一业内人士则认为,阿里服务器用量很大,换成arm服务器能实现巨大的成本节省,同时与英特尔有更大的议价空间,而risc-v只是生态建设的一步,本身无法带来巨大的经济效益。

"基于risc-v生态让云计算、存储、传输与阿里云无缝衔接,最终给云端导流。本质上还是互联网流量思维。"

阿里入局risc-v的决心不小,甚至甘愿放弃眼前利益,坚持长期主义。

不过也有人认为,坚持长期主义的阿里也面临risc-v公司都面临的问题。

"risc-v市场看起来很热闹,但其实大多数公司都在宣传上都有一些透支,高估值,低营收。"某risc-v从业者对此感叹道。

对阿里而言更是如此。"虽然阿里在risc-v上确实有实力,但阿里在营销上也很夸张他们移植安卓的时候收获一波关注,我们真正在risc-v业内深耕的人都不认为这是一件难度很大的事情。"一位国内某risc-vip公司销售总监说道。

平头哥让首个risc-v版安卓10系统顺畅运行,是为了证明其硬件成熟度和系统能力。但作为一个演示视频,该系统只能在有限的环境中顺畅运行,一旦环境改变,将不再流畅运行。

其risc-v业务与arm服务器业务在营收方面的差距,也影响着阿里内部的态度。

一业内人士向雷峰网透露,因为营收低,阿里平头哥的risc-v团队在内部被视为鸡肋,处于边缘地带,不少团队成员因不受重视而离开,在产业界寻找机会。

"其实从这次平头哥的发布会就能感受到,7nmarm服务器的报道满天飞,开源了四款risc-v处理器又怎么样呢?"

"半导体市场其实没有那么多情怀,所有的逻辑都是'如何省钱,如何赚钱',赚短期的钱和赚长期的钱。谁赚钱多,谁的声音就大,例如阿里平头哥内部,arm服务器团队声音大,做risc-v的团队不赚钱,基本没声音,此次开源了几块开发板,就是为了赚长期的钱。"一位业内人士感叹道。

英伟达、谷歌进入cpu的机会,三星想有自己的指令集

在自研cpu这件事上,英伟达和谷歌是行业新兵。

2021年10月,谷歌官宣了首款自研的tensor芯片植入其pixel6和6pro手机中,为了增强其安全性,内置了一颗谷歌自研的独立安全芯片,改用内部设计的risc-v处理器。

2021年4月,gpu巨头英伟达对外宣布进军cpu,并公布其首款数据中心处理器grace,该cpu基于arm架构,预计于2023年初上市。

作为risc-v基金会战略会员,英伟达在2019年vlsi电路研讨会上,发布了一篇采用risc-v指令集开发一款多芯片模块式的可扩展神经网络加速器论文,后又有招募risc-v工程师消息曝出,表现出对risc-v的关注。

三星也在大张旗鼓地拥抱risc-v。

2017年,三星开始基于risc-v做rf射频通讯芯片的测试与验证,第二年推出两款基于risc-v架构的rf射频芯片,2019年交付生产。

据公开资料,三星半导体实验室最初决定采用risc-v处理器作新一代运算架构时,也遭到内部强烈反对,质疑risc-v开源特性,纠错不易,软件生态发展也不够成熟。

最终在三星半导体实验室副总裁许俊昊的坚持下,三星做出了首个基于risc-v的5g基带芯片系统,让三星对risc-v的态度也更加乐观坚定。

"为了撑起未来50年运营成长,企业要有属于自己指令集cpu的研发实力。"许俊昊在一次媒体活动上表达三星入局risc-v的目的。

2021年4月,sifive宣布和三星foundry扩大足球买球的合作伙伴关系,以加速aisoc的开发。

郭雄飞认为,对于大公司来说,应该有动力去创造更具差异化和竞争力的产品,选择risc-v是一条路。

不过,就目前而言,无论是一边计划收购arm一边入局risc-v的英伟达,还是自研soc的谷歌,还是希望拥有自己的指令集的三星,高性能cpu都不是其主要营收业务,是业务拓展,但并不关乎生死存亡。

而在risc-v生态尚未完全成熟的情况下,这些大公司要进一步推进risc-v必定要投入更多的财力和物力,因此目前对risc-v的探索倾向于浅尝辄止。

被制裁者渴望"逆风翻盘",华为、中兴却没有成绩?

比架构主导者和新入局者更应该对risc-v感到兴奋的,是曾经被制裁过的大公司。

在risc-v基金会中,有三种不同等级的会员,并以缴纳会费的多少从高到低排序。

高级会员里的理事会级别每年需要缴纳25万美元会费,高级技术指导委员会级别每年需缴纳10万美元会费;战略会员根据其法人实体雇佣规模承担年度会员费,最高需要缴纳3.5万美元会费;普通会员主要是大学和非营利组织,不需要缴纳年费,企业不能加入这一级别。

在risc-v基金会高级会员的列表上,华为、中兴赫然在列,只不过这两家曾受中美关系影响"流过血"的公司,似乎在risc-v领域的动作十分低调。

华为鲜有几次对外公布自己在risc-v领域的成绩,去年12月,华为推出一款基于risc-v的电视cpu芯片。

"虽然华为受过制裁,但在入局risc-v这件事上,华为没有国内一些互联网公司想得清楚。"一业内人士说道。

雷峰网了解到,2018年,何庭波曾与david patterson有过短暂的会面,何庭波向david表达了是否要将研发主力投入risc-v中的犹豫,david告诉何庭波:"英特尔做安腾处理器投了100亿美元,如果你想成为这样的公司,就必须要有这样的投入,如果你不投,竞争对手就会投。"

不过也有业内人士认为,华为是坚定的risc-v支持者,只不过比较低调。

"事实上在risc-v基金会各个技术工作组联席名单上,不少华为员工都担任了技术工作组的主席或联席主席,华为在英国、新加坡、俄罗斯都有团队在做risc-v相关的技术工作,芯片、软件、标准都有在跟进。"另一位业内人士说道。

中兴更为神秘,从未有过相关信息见报,只有一次中兴通讯在某投资者平台上对网友所提出的"公司是否有研究risc-v架构cpu芯片"这一问题时,给出了较为模糊的回答,表明中兴对未来具有成长性的技术在进行广泛的研究,促进产业生态的健康发展。

结语:长期利益是开源原动力

芯片大神jimkeller在一次访谈中表示,在指令集上辩论是一件悲哀的事情。即指令集本身作为硬件和软件沟通的语言桥梁,没有好坏之分,只是在沟通的过程中,需要软硬件生态都足够成熟,才能让沟通效益最大化。

大公司们在选择指令集时,指令集本身并不是问题,只是在追求最大利益的过程中,不得不做出一些选择,在付出成本和代价的过程中铸造指令集架构间的优劣。

大概所谓的risc-v领域的引领者,本质上无关于开源贡献精神,而是在一番精心推演后,自认为能节省最多成本、赚取最多利益,且着眼于长期利益的那位。


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