三星或?qū)⒋罅ν度隦ISC-V，2024年RISC-V市場規(guī)模或?qū)⒔咏?0億美元
將三星的處理器設(shè)計(jì)歷史描述為一段并不充滿榮耀的歷史可能是公平的。盡管近年來做出了最大努力，Exynos 處理器一直無法擺脫運(yùn)行熱和性能不及高通類似級(jí)別的 Snapdragon 處理器的聲譽(yù)。最新推出的 Galaxy S23 旗艦產(chǎn)品決定避開 Exynos 轉(zhuǎn)而使用 Snapdragon，這是迄今為止最明顯的跡象，表明三星充分意識(shí)到其競爭對(duì)手的優(yōu)勢。
當(dāng)然，三星并不樂于充當(dāng)?shù)诙虻谌√崆偈?，因此該公司?yán)肅的商業(yè)頭腦一直在想方設(shè)法扭轉(zhuǎn)他們處理器開發(fā)的命運(yùn)。據(jù)報(bào)道，三星早在 2019 年就放棄了內(nèi)部 CPU 核心開發(fā)的想法，解雇了德克薩斯州三星奧斯汀研究中心的 300 名開發(fā)人員。然而，自 2021 年年中以來，它一直在招聘 AMD 和蘋果的工程師，以組建一個(gè)新的定制架構(gòu)團(tuán)隊(duì)。Pulse News 特別指出，一位在 AMD 負(fù)責(zé) CPU 開發(fā)的高級(jí)開發(fā)人員現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)“致力于 CPU 內(nèi)核開發(fā)”的團(tuán)隊(duì)。
據(jù)消息人士透露，三星的目標(biāo)是將自己的 CPU 內(nèi)核用于智能手機(jī)和筆記本電腦?；谶@項(xiàng)新研發(fā)工作的首批處理器預(yù)計(jì)將于 2025 年面世，它們將放棄 Exynos 品牌，而是稱其為“Galaxy Chip(s)”。不過，這些首批 Galaxy Chip 產(chǎn)品仍可能會(huì)使用基于 Arm 架構(gòu)的 CPU 內(nèi)核。Pulse News 消息來源表明，如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，三星將在 2027 年之前準(zhǔn)備好推出自己的架構(gòu) CPU 內(nèi)核。
設(shè)計(jì)一個(gè)不使用 Arm 架構(gòu)但仍具有競爭力的 CPU 內(nèi)核對(duì)三星來說將是一項(xiàng)壯舉。這不是它必須成功清除的唯一障礙，軟件兼容性問題也需要解決。此外，就像 Apple 從 Intel 遷移到 Apple Silicon 時(shí)，它可能需要支持某種仿真層，這會(huì)減緩架構(gòu)性能的提升，以平滑過渡期。
如果三星“自己”的 CPU 設(shè)計(jì)不是全新的架構(gòu)，而是使用RISC-V內(nèi)核，它可以解決一些預(yù)期的軟件問題。例如，谷歌今年早些時(shí)候已經(jīng)宣布正式支持 RISC-V 架構(gòu)處理器。在非 Arm 和非 x86 筆記本產(chǎn)品上安裝 Microsoft 的 Windows 操作系統(tǒng)將是另一個(gè)挑戰(zhàn)。
RISC-V指令集可能會(huì)演變成未來的浪潮，但近10年內(nèi)，它還難以撼動(dòng)Arm和x86 ISA（指令集架構(gòu)）的地位。
免費(fèi)、靈活，Arm和x86的最佳替代
近年來，英特爾和Arm的專有指令集架構(gòu)幾乎構(gòu)成了全球部署的所有CPU，而RISC-V作為一種用于芯片設(shè)計(jì)的開源指令集架構(gòu)，成為了Arm和x86 ISA的替代方案。
與專有ISA相比，RISC-V的開源性質(zhì)提供了幾個(gè)優(yōu)勢。首先，它是免費(fèi)的，這可以為處于早期發(fā)展階段的公司節(jié)省數(shù)百萬美元的許可費(fèi)；其次，作為開源指令集架構(gòu)，RISC-V不受出口限制的影響。這對(duì)于那些受到這些限制影響的公司具有吸引力。
在技術(shù)層面，RISC-V設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的ISA更容易修改，還可以與各種應(yīng)用兼容，從而具有更大的靈活性。盡管一些人仍然認(rèn)為RISC-V可能面臨跨生態(tài)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，但部分公司正在將RISC-V指令集用于所有AI圖像傳感器、安全管理、AI計(jì)算和5G的機(jī)器控制系統(tǒng)，還有公司同樣計(jì)劃將其用于不同的存儲(chǔ)、圖形和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序。甚至英特爾的代工服務(wù)部門也與RISC-V處理器解決方案公司SiFive展開合作。
不過需要注意的是，RISC-V技術(shù)仍然相對(duì)較新，并非對(duì)所有客戶都適用。其次，因?yàn)樵摷夹g(shù)發(fā)展還處在早期階段，很少有備受矚目的設(shè)計(jì)成果，缺乏Arm或x86 ISA的一些功能。
此外，在晶圓代工廠制造基于RISC-V指令集的芯片在材料上與制造傳統(tǒng)的基于ISA的封閉芯片沒有太大區(qū)別，制造技術(shù)是相同的。即使到2025年，英特爾x86和Arm芯片的銷量也可能比基于RISC-V指令集的芯片銷量大很多倍。
從單一生態(tài)開放，到多生態(tài)連接
除技術(shù)外，生態(tài)是所有芯片架構(gòu)能否發(fā)展壯大的最關(guān)鍵因素。英特爾X86架構(gòu)以及Arm架構(gòu)的成功，離不開與操作系統(tǒng)、軟硬件生態(tài)的深度融合，也因此推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入PC時(shí)代和移動(dòng)時(shí)代。如今，RISC-V的橫空出世與AIoT時(shí)代的迅猛發(fā)展極為契合，生態(tài)建設(shè)更成為這一波新浪潮的決定性因素。
日前，在阿里平頭哥（T-Head）舉辦的“玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)”上，平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠在主題為《推動(dòng)架構(gòu)開放 促進(jìn)生態(tài)連接》的演講中，分享了當(dāng)前全球及國內(nèi)RISC-V生態(tài)發(fā)展的情況以及平頭哥的最新進(jìn)展，并在會(huì)后接受了《電子工程專輯》等媒體的采訪。
回顧2016年第一次在上海參加RISC-V峰會(huì)時(shí)，孟建熠感嘆道當(dāng)時(shí)業(yè)界更多認(rèn)為RISC-V是一項(xiàng)需要探索和落地的‘時(shí)髦’新技術(shù)，參與者大多數(shù)是學(xué)生、教師。而如今會(huì)議的參與者更多來自企業(yè)，這意味著RISC-V已經(jīng)從學(xué)術(shù)技術(shù)逐漸開始商業(yè)化。
在RISC-V技術(shù)鏈上，有從事芯片、CPU、開發(fā)工具、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用等不同工作的人，唯有抱著開放的態(tài)度做事，才能讓大家看到更多技術(shù)上存在的問題，實(shí)現(xiàn)快速迭代。用孟建熠的話來說就是“競合關(guān)系”——在商業(yè)產(chǎn)品上競爭，在標(biāo)準(zhǔn)建立上合作。同時(shí)，RISC-V不僅要實(shí)現(xiàn)單一生態(tài)開放，還要與現(xiàn)有生態(tài)連接并被接納，如GNU、Android、Linux等開源生態(tài)，以及由各大公司主導(dǎo)的生態(tài)。
“如今RISC-V的勢頭已經(jīng)非常清晰，未來五年的賽道也已經(jīng)顯現(xiàn)?！泵辖谡f到。據(jù)RISC-V基金會(huì)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)到2025年，RISC-V會(huì)占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域28%的市場，其中在最有機(jī)會(huì)發(fā)力的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域復(fù)合增長率超過70%，到2027年會(huì)有250億臺(tái)設(shè)備在RISC-V生態(tài)中。
而到具體的應(yīng)用領(lǐng)域采用RISC-V的時(shí)間點(diǎn)，孟建熠認(rèn)為整體趨勢是從簡單到復(fù)雜逐步鋪開，規(guī)模（中低端）和標(biāo)桿（高端）應(yīng)用對(duì)于RISC-V都很重要?！拔翌A(yù)計(jì)五年左右，基本在各個(gè)領(lǐng)域都能看到RISC-V的落地。車規(guī)應(yīng)用在一到兩年的時(shí)間就會(huì)落地，在數(shù)據(jù)中心上應(yīng)用的時(shí)間會(huì)稍微晚一點(diǎn)?！?/span>
RISC-V在全球范圍內(nèi)的格局和標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)
從過去一年全球范圍內(nèi)的RISC-V技術(shù)演進(jìn)事件來看，北美地區(qū)依然是RISC-V的創(chuàng)新高地，從處理器IP到軟件、數(shù)據(jù)中心級(jí)應(yīng)用都在全面探索；歐洲的不少老牌公司在逐步從原有架構(gòu)轉(zhuǎn)到RISC-V架構(gòu)；亞洲地區(qū)也保持非?？斓陌l(fā)展速度，Andes、StarFive、香山、芯來和平頭哥等公司都在努力推動(dòng)RISC-V處理器的發(fā)展。
孟建熠表示，當(dāng)前大部分芯片企業(yè)正在思考如何使用RISC-V架構(gòu)來開發(fā)自家生態(tài)產(chǎn)品，很多基礎(chǔ)軟件公司也逐步進(jìn)入到RISC-V生態(tài)中。
能夠在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)全球協(xié)同發(fā)展，是因?yàn)镽ISC-V本身就是一個(gè)全球協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn)。在推出產(chǎn)品競爭之前，首先要把這個(gè)處理器架構(gòu)如何工作、運(yùn)行、標(biāo)準(zhǔn)化的原理等競爭前標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)讓大家明白。舉例來說，今天的以太網(wǎng)、USB等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是全球協(xié)同做出的，只是原來國內(nèi)參與的力度不像今天的RISC-V這么大?？梢哉f在RISC-V標(biāo)準(zhǔn)化上，中國和其他國家地區(qū)站在了同一起跑線上。
截至目前，RISC-V基金會(huì)已經(jīng)有81個(gè)TG，在2022一年內(nèi)就新增了30多個(gè)TG。每年新推出的標(biāo)準(zhǔn)讓產(chǎn)業(yè)可以循序漸進(jìn)地跟進(jìn)，據(jù)悉2022年已完成6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，2023上半年會(huì)達(dá)到10項(xiàng)左右。
增加標(biāo)準(zhǔn)并不難，難在長期維護(hù)花費(fèi)的精力，以及讓其他開發(fā)者接受。RISC-V作為一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)，大家都可以在標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行增加或修改，如何維護(hù)架構(gòu)？對(duì)此孟建熠表示，平頭哥已經(jīng)拿到第一張RISC-V架構(gòu)兼容性測試證書，“今后所有RISC-V處理器會(huì)在架構(gòu)兼容性上有所要求。RISC-V碎片化是一種必經(jīng)的過程和現(xiàn)象，但其發(fā)展的本質(zhì)一定是趨向統(tǒng)一的。因?yàn)樘幚砥魉腥硕夹枰?，如果沒有讓大家共同認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，僅靠一家企業(yè)很難長期維持并進(jìn)入主流生態(tài)中?！?/span>
短期內(nèi)RISC-V很難比肩x86和Arm
在未來，RISC-V技術(shù)是否會(huì)在一個(gè)由兩個(gè)大型老牌企業(yè)主導(dǎo)的行業(yè)中站穩(wěn)腳跟還是一個(gè)未知數(shù)。目前，指令集架構(gòu)領(lǐng)域被Arm和英特爾兩大巨頭占據(jù)，僅有少數(shù)幾家公司占據(jù)該領(lǐng)域的小眾市場，如處理器IP供應(yīng)商ARC和Tensilica。
Arm和英特爾的其他競爭對(duì)手已經(jīng)消失了，它們的消失的原因在于技術(shù)行業(yè)整合ISA技術(shù)的迫切需求。德勤預(yù)測，未來十年內(nèi)，CPU的指令集架構(gòu)可能仍然只有兩個(gè)主要參與者：英特爾和Arm。
RISC-V技術(shù)自面世以來，就以開源為特點(diǎn)在處理器領(lǐng)域激起了不小的浪花。看好該技術(shù)的人認(rèn)為，RISC-V將對(duì)標(biāo)英特爾和Arm的主流芯片指令集，并成為與其并肩站立的第三大技術(shù)。但作為處于發(fā)展初期的RISC-V技術(shù)，其在手機(jī)、平板等生態(tài)成熟的行業(yè)，還很難占據(jù)市場。
