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riscv架构和arm的区别(Arm断供釜底抽薪RISC-V能被依靠吗)

riscv架构和arm的区别(Arm断供釜底抽薪RISC-V能被依靠吗)1997年,首款ARM处理器手机诺基亚6110发布,上市后大获成功。随后高通、飞思卡尔、DEC也相继加入ARM的授权阵营。1993年,Cirrus Logic和德州仪器公司先后加入ARM阵营。同一年,苹果公司采用ARM6芯片推出了一款新型掌上电脑产品Newton,虽然该产品以失败告终,但Newton被认为是PDA和智能手机的鼻祖。此后,越来越多的公司与ARM开始建立合作关系,而移动电话时代的来临则给了ARM发展的黄金时机。1979年,公司改名为Acorn Computer Ltd。1981年,Acorn公司得到了发展良机,获得了BBC“计算机认知计划”项目的大量电脑订单。最开始,公司打算使用美国国家半导体和摩托罗拉公司的16位芯片,不过该芯片速度比较慢,并且售价也太高。于是他们去找英特尔,希望对方提供一些80286处理器的设计资料和样品,不过遭到了拒绝,公司被迫自行研发处理器。而在这之前,

近日,Arm宣布正式断供俄罗斯,Arm声称,“为了遵守英国、欧盟、美国和其他国家政府出台的出口管制和经济制裁措施,ARM已暂停向俄罗斯客户和合作伙伴交付产品和提供支持。”

Arm断供俄罗斯是对俄罗斯的芯片产业的重大打击。在X86架构阵营的英特尔和AMD相继断供俄罗斯后,俄罗斯本寄希望于Arm架构下的芯片产品,其自研的Baikal系列处理器采用的便是ARM架构。此外,华为2021年为俄罗斯搭建的数据中心也才是采用Arm架构的华为海思7纳米芯片。如今,Arm断供可谓是釜底抽薪。这也是Arm第二次断供行为,上一次断供行为则是针对了华为。

【Arm的前世今生】

1978年,奥地利物理学博士Hermann Hauser和英国工程师Chris Curry在英国剑桥创办了CPU公司(Cambridge Processing Unit),主要从事电子设备设计和制造的业务。他们接到的第一份订单,是制造赌博机的微控制器系统,这个微控制器系统被称之为Acorn System 1。

1979年,公司改名为Acorn Computer Ltd。1981年,Acorn公司得到了发展良机,获得了BBC“计算机认知计划”项目的大量电脑订单。最开始,公司打算使用美国国家半导体和摩托罗拉公司的16位芯片,不过该芯片速度比较慢,并且售价也太高。于是他们去找英特尔,希望对方提供一些80286处理器的设计资料和样品,不过遭到了拒绝,公司被迫自行研发处理器。而在这之前,Acorn公司推出的BBC Micro计算机临时采用了MOS 6502处理器,这是欧洲第一台畅销的个人计算机。

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1985年,来自剑桥大学的计算机科学家Sophie Wilson和Steve Furber完成了他们自己的第一代32位、6MHz的处理器,用它做出了一台RISC指令集的计算机,简称ARM(Acorn RISC Machine),这就是第一代ARM处理器 ARM1。不过在同一年,英特尔发布了80386,性能远超ARM1。但由于ARM处理器采用了RISC(Reduced Instruction Set Computer)指令集,其低成本、低功耗优势获得了苹果公司的认可。

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1990年,Acorn公司剥离了ARM部门,由苹果公司出资150万英镑,芯片厂商VLSI出资25万英镑,Acorn本身则以150万英镑的知识产权和12名工程师入股,成立了Advanced RISC Machines Ltd.(简称ARM)。成立之初,由于缺乏资金,公司业绩平平。鉴于此,ARM决定改变其产品策略,ARM不再制造芯片,只将芯片的设计方案(IP)授权给合作伙伴,由合作伙伴使用ARM架构和开发工具推出自己的处理器。至此,ARM芯片业务遍地开花,开创了全新时代。

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1993年,Cirrus Logic和德州仪器公司先后加入ARM阵营。同一年,苹果公司采用ARM6芯片推出了一款新型掌上电脑产品Newton,虽然该产品以失败告终,但Newton被认为是PDA和智能手机的鼻祖。此后,越来越多的公司与ARM开始建立合作关系,而移动电话时代的来临则给了ARM发展的黄金时机。

1997年,首款ARM处理器手机诺基亚6110发布,上市后大获成功。随后高通、飞思卡尔、DEC也相继加入ARM的授权阵营。

1998年,ARM公司同时在美国和英国上市。ARM公司上市之后,苹果公司逐步卖掉了所持有的ARM股票,投入巨资研发ipod产品,采用ARM芯片的ipod也取得了巨大的成功。至此,ARM已经成为移动设备最主流的选择,越来越多的公司也希望将其纳入麾下。

2016年,由于英国脱欧事件,英国资产大幅度贬值,曾经投资阿里巴巴的日本软银集团以243亿英镑(约309亿美元)收购了ARM公司。不过,ARM公司的商业运营仍然是独立运行。

2020年,英伟达斥资400亿美元收购ARM,这是有史以来最大的半导体收购案。不过英伟达遭到欧美监管机构的反对而放弃。

ARM公司成立30年以来,Arm生态系统合作伙伴超过了1000家,Arm通过合作伙伴已经出货2000亿颗芯片。据Omdia的数据显示,Arm目前占据了90%以上的移动处理器市场和物联网芯片市场,75%以上的车载信息娱乐和驾驶辅助市场,在网络设备市场和数据中心/云市场也分别占据了32%和5%的市场份额。

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在中国,ARM也有250多个合作伙伴,国内90%以上的国产SoC(系统级芯片)基于ARM技术的,而基于ARM架构的国产芯片以累计出货量超过200亿颗。在手机芯片领域,基于ARM架构的华为海思麒麟芯片曾一度跟三星Exynos、苹果A系列并列全球智能手机芯片出货量TOP3。在服务器芯片领域,华为和阿里也分别推出了基于ARM架构的服务器芯片鲲鹏920、倚天710。

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尽管ARM是英国公司,但也受到了美国政治因素的影响。ARM有三支设计团队,分别位于美国德克萨斯奥斯汀、法国索菲亚和英国剑桥,其中多款高性能架构都出自奥斯汀团队。2019年美国将华为列入实体清单之后,ARM公司基本就停止了与华为之间的业务往来,华为目前的产品基本基于之前获得的ArmV8架构的永久性授权。虽然ARM宣称,其最新发布的ArmV9架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束,但ArmV9架构的目前合作伙伴中并没有华为。此次ARM断供俄罗斯,更是使得ARM的中立性大打折扣,中国自主芯片不能全押注在Arm架构上面了。

【有望三足鼎立的RISC-V】

在芯片领域,应用范围最广的指令集有两家,一家是英特尔和AMD把控的X86架构,基本垄断了PC和服务器领域,另一家就是Arm架构,基本垄断了移动设备市场。

X86架构基本不对外授权,而Arm架构的授权费用高达千万美元级别,并且也受到了政治因素影响,动辄也限制授权或停止销售。因此,芯片领域迫切需要一个开放性的、免费的指令集,这时RISC-V就应运而生了。

2010年,美国加州大学加州大学伯克利分校并行计算实验室(Par Lab)需要设计一款CPU,但对比市面X86、Arm等各种指令集之后,他们发现这些指令集不仅会涉及到专利问题,而且收费昂贵,该研究团队决定自行设计一套全新的指令集。仅用三个月时间,研究团队就发布了第一版指令集,这就是之后大名鼎鼎的RISC-V。

2015年,3名RISC-V发明者创办SiFive公司,SiFive联合以google为首的公司作为创始会员创立RISC-V基金会,并将RISC-V指令集所有相关的资料都交给非盈利性的RISC-V基金会来处理。

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RISC-V指令集具有精简和灵活两大特点,但最重要的是,伯克利研究团队将RISC-V指令集彻底开放,使用BSD License开源协议,允许使用者修改和重新发布开源代码,也允许基于开源代码开发商业软件发布和销售。正是这样彻底的开放性,RISC-V吸引了众多的商业机构和学术机构的关注。

为寻求更加明确的技术中立性,RISC-V基金会于2021年3月宣布将总部迁至瑞士,并同时宣布成立RISC-V国际协会。RISV-V基金会表示,这是为了防止任何国家、公司或个人对RISC-V进行任何限制或禁运。

截至2021年12月,RISC-V国际协会在全球70多个国家拥有超过2000多家会员,全球范围内产出的RISC-V核累计超过20亿颗,已有近100款不同门类及型号的RISC-V芯片应用于云端、移动、高性能计算核机器学习等多个产业。

相较于X86及ARM技术易受地缘政治的影响,RISC-V因其开源开放的特性更有利于中国公司推进芯片国产化进程,因此很多中国公司和组织加入了RISC-V国际协会。RISC-V国际协会目前包含三类会员,普通会员、战略会员、高级会员。目前在19位高级会员中,一半以上都是中国公司,包括华为、中兴、阿里巴巴、紫光展锐、希姆计算、晶心科技、赛昉科技、中科院计算所ICT、中科院软件所ISCAS、RIOS实验室、成为资本等10多家公司和研究所,西方公司则有SiFive、西部数据、英特尔、谷歌等公司。

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在RISC-V国际协会16位理事中,也有一半以上的中国代表,包括阿里巴巴集团副总裁戚肖宁、紫光展锐高级副总裁夏晓菲、华为研发总监Matthew Leung、赛昉科技CEO徐滔、晶心科技联合创始人林志明、中科院计算所包云岗、RIOS实验室联合主任谭章熹、成为资本创始人及执行合伙人李世默等人。

RISC-V已获得众多公司和机构的支持,而中国厂商和研究机构则成为了RISC-V指令集阵营的中坚力量。2019年,阿里巴巴旗下平头哥半导体发布的第一款芯片产品玄铁910就是基于RISC-V指令集,在2021年玄铁C910还全球首次实现兼容安卓。据称,玄铁系列处理器出货量已经超过25亿颗,拥有150多家客户,授权数量超过500个。2021年,华为海思也推出了一款支持全球各种制式的模拟电视(ATV)主处理芯片,内置海思自研RISC-V CPU,采用LiteOS操作系统。而深耕RISC-V领域多年的晶心科技、芯来科技等公司成长也非常迅速。晶心科技年化增长率达到50%,预计2021年的IP出货量超30亿颗。连获三轮投资的芯来科技自研推出的RISC-V处理器IP已授权多家知名芯片公司进行量产,实测结果达到业界一流指标。

根据Semico Research预计,ARM出货量有望被RISC-V超越,RISC-V处理器核心在未来五年最广泛的应用市场是工业市场,预计到2025年,市场上采用RISC-V架构的处理器核心将超过600亿颗。

尽管目前RISC-V产业生态链的建设不完善,缺乏高性能处理器,距离实现“三分天下有其一”的竞争格局还差得很远,但是RISC-V标准不属于任何一家公司,不会被某家公司限制,这是RISC-V生态繁荣的最大助推力。可以预见,RISC-V在未来将高速增长,真正迎来三分天下。

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