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Arm仍旧强势,RISC-V暂时式微,但输家却是x86

2023/11/08
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虽然特定应用处理和神经网络架构的重要性与日俱增,但既有的架构及其对特定软件基础的支持依然重要。它们培育并主导着PC和手机等大型消费类市场。起初人们都认为,正如那时没有传统包袱的Arm能够冲击x86一样,RISC-V也将对Arm架构起到同样的作用。

最近,Arm和RISC-V的命运截然不同。

有报道称,Nvidia和AMD正在分别为Windows PC开发基于Arm的处理器。同时,开源RISC-V运动的倡导者SiFive宣布进行业务重组,裁员约20%。

尽管历史有其周期性,但它不会完全重复,最近的事态发展就凸显了这一点。

Nvidia、AMD和Qualcomm

据Reuters报道,Nvidia和AMD正在开发用于Windows PC的Arm处理器,该处理器可能于2025年面世。它们将与Qualcomm展开竞争,Qualcomm自2016年起就与Microsoft达成了Windows-on-Arm的排他协议,但预计这一协议将很快结束。可能就在2024年或2025年。

就在Nvidia和AMD成为新闻焦点的同时,Qualcomm发布了Snapdragon X Elite处理器,这是该公司三年前以约14亿美元收购Nuvia后的工程成果。

Snapdragon X Elite令人印象深刻。它是一款采用4nm工艺的12核处理器,支持大量generative AI与高端图形。在发布会上,Qualcomm推出了Microsoft、Lenovo、HP、Asus等公司的代言产品,称基于Snapdragon X Elite处理器的PC将于2024年中期开始推出。

Snapdragon X Elite处理器的核心是由Qualcomm收购的Nuvia工程团队开发的Oryon 12核CPU

Qualcomm选择采用Nuvia之前获得的Arm授权,而不是与Arm重新谈判条款,这甚至导致了Qualcomm与Arm之间的法律纠纷,后者当然非常不愿意看到Oryon的问世。

因此,Microsoft可能希望Nvidia和AMD处理器可以成为备选,以防Snapdragon X Elite诉诸法庭,这也是合情合理的。当然这种可能性不大,因为一般这种情况Qualcomm和Arm最终达成和解的几率会非常高。但Microsoft也希望更充分的竞争,降低Windows PC硬件平台的成本,使其能够与Apple MacBook竞争。

值得注意的是,Microsoft的Windows系统传统上使用x86架构,但在过去三年里,其市场份额却在迅速输给Apple。Apple在MacBook中采用自研的基于Arm架构的处理器,目前全系都已经替换掉了Intel的x86处理器。

因此,几年后,Windows和Macbook都可以使用基于Arm的处理器,其性能将超过x86处理器。这是Arm的胜利。

SiFive

开源的RISC-V架构是UC Berkeley从2010年左右开始开发的,并于2014年8月推出。该架构旨在实现模块化和可扩展性,允许广泛的应用和定制。它在这方面做得很好。

SiFive由UC Berkeley的三位计算机科学研究员Krste Asanović、Yunsup和Lee Andrew Waterman于2015年创立。虽然RISC-V架构是开源的,可以免费使用,但RISC-V的实现可以获得授权,并采用与Arm核类似的商业模式提供支持。

SiFive由三位核心学术开发团队成员创建,并继续担任主要管理层,这自然使公司在RISC-V社区中处于领先地位。

而且,RISC-V发展势头强劲。

2017年,Western Digital宣布将把其每年超过10亿个处理器内核过渡到RISC-V。Western Digital开发了自己的RISC-V内核SweRV EH1,并将其捐赠给开源社区。Microchip也在其基于RISC-V的SoC-FPGA PolarFire中采用了RISC-V。

2022年,有数据公布,RISC-V处理器内核的出货量已超过100亿个。

2023年,Bosch、Infineon、Nordic、NXP与Qualcomm一起宣布,它们将在德国成立一家合资公司,以推动RISC-V硬件和AI架构的采用。

SiFive自2015年成立以来已获得约3.655亿美元的投资。2022年3月的最新一轮风险投资价值1.75亿美元,公司估值25亿美元。SiFive在RISC-V领域中是当之无愧的领导者,为何还要进行重组呢?

原因在于RISC-V的开源性质。开源对用户来说是好事,但对供应商来说却是挑战。

开源产生了许多竞争者,降低了成本,这对在RISC-V和Arm之间做选择的用户很有吸引力,但却压缩了这些竞争者的利润空间。

SiFive的竞争对手包括Andes、Codasip、Microchip和Western Digital等,还有几家中国供应商和学术机构。相比之下,Arm是Arm架构的唯一来源,也是符合Arm标准的处理器内核的主要来源。作为专有技术供应商,Arm通常具有很高的定价权。

SiFive在一份声明中宣布了削减计划:“正如我们在本月早些时候的新闻发布会上所解释的那样,我们有一个强大的路线图来满足这些市场的需求。随着Google将Android引入RISC-V生态系统,我们看到了AI领域以及可穿戴设备和移动设备等消费类产品的巨大新机遇。”声明还说:“我们将继续为特定客户提供定制服务,在有意义的领域提供标准和定制产品。”

SiFive似乎一直在努力做到面向所有RISC-V客户,提供不同配置的多种标准内核处理器以及芯片实现和开发板。定制化似乎也是SiFive重新调整业务的关键部分。这也是其竞争对手Codasip正在走的道路。

更多客户参与和更少的标品也许是正确的选择,因为来自世界各地的RISC-V竞争非常激烈,也会影响公司的业务扩展能力。客户定制需要更密集的工程支持。

RISC-V是新生事物,有利也有弊。这两方面的优势和劣势都可能会在更长的时间内显现出来,而这点很多人到目前为止还没有认识到。

Arm架构有很大的生命力,能够满足多个市场的需求。然而,RISC-V具有易于定制和可扩展的指令集架构,也许更能支持应用的特殊性和新颖的应用。同时,Arm对其架构的专有控制防止了分裂,并提供了确定性和规模经济,使支持和业务得以蓬勃发展。

这或许可以成为一种启示。在一定程度上,不要低估现有软件和开发基础设施的力量。

对于SiFive和其他RISC-V供应商来说,RISC-V可定制性的分散性确实意味着开发支持也更加复杂,而且推出速度较慢。对于依赖已有应用软件基础的市场而言,Arm凭借其成熟性、开发支持和久经考验的适应能力,是更安全的选择。

关于Arm架构的许多观点也适用于Intel的x86架构,但x86架构正处于其生命周期的另外一个阶段。

x86处理器击败了Motorola的68000处理器,为工业应用提供了单板计算机。它促成了PC和互联网革命。现在,x86似乎要被PC和服务器市场淘汰,在嵌入式应用中输给Arm和RISC-V。

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