三星或?qū)⒋罅ν度隦ISC-V，2024年RISC-V市場規(guī)?；?qū)⒔咏?0億美元
將三星的處理器設(shè)計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行熱和性能不及高通類似級別的 Snapdragon 處理器的聲譽。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，表明三星充分意識到其競爭對手的優(yōu)勢。
當然，三星并不樂于充當?shù)诙虻谌√崆偈?，因此該公司嚴肅的商業(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。據(jù)報道，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，以組建一個新的定制架構(gòu)團隊。Pulse News 特別指出，一位在 AMD 負責 CPU 開發(fā)的高級開發(fā)人員現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)著一個“致力于 CPU 內(nèi)核開發(fā)”的團隊。
據(jù)消息人士透露，三星的目標是將自己的 CPU 內(nèi)核用于智能手機和筆記本電腦。基于這項新研發(fā)工作的首批處理器預(yù)計將于 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，如果一切按計劃進行，三星將在 2027 年之前準備好推出自己的架構(gòu) CPU 內(nèi)核。
設(shè)計一個不使用 Arm 架構(gòu)但仍具有競爭力的 CPU 內(nèi)核對三星來說將是一項壯舉。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，它可能需要支持某種仿真層，這會減緩架構(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)將是另一個挑戰(zhàn)。
RISC-V指令集可能會演變成未來的浪潮，但近10年內(nèi)，它還難以撼動Arm和x86 ISA（指令集架構(gòu)）的地位。
免費、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)提供了幾個優(yōu)勢。首先，它是免費的，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；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計算和5G的機器控制系統(tǒng)，還有公司同樣計劃將其用于不同的存儲、圖形和機器學(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)仍然相對較新，并非對所有客戶都適用。其次，因為該技術(shù)發(fā)展還處在早期階段，很少有備受矚目的設(shè)計成果，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，也因此推動人類社會進入PC時代和移動時代。如今，RISC-V的橫空出世與AIoT時代的迅猛發(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”上，平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠在主題為《推動架構(gòu)開放 促進生態(tài)連接》的演講中，分享了當前全球及國內(nèi)RISC-V生態(tài)發(fā)展的情況以及平頭哥的最新進展，并在會后接受了《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峰會時，孟建熠感嘆道當時業(yè)界更多認為RISC-V是一項需要探索和落地的‘時髦’新技術(shù)，參與者大多數(shù)是學(xué)生、教師。而如今會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，在標準建立上合作。同時，RISC-V不僅要實現(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)。”孟建熠說到。據(jù)RISC-V基金會統(tǒng)計，預(yù)計到2025年，RISC-V會占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域28%的市場，其中在最有機會發(fā)力的AI和機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域復(fù)合增長率超過70%，到2027年會有250億臺設(shè)備在RISC-V生態(tài)中。
而到具體的應(yīng)用領(lǐng)域采用RISC-V的時間點，孟建熠認為整體趨勢是從簡單到復(fù)雜逐步鋪開，規(guī)模（中低端）和標桿（高端）應(yīng)用對于RISC-V都很重要?！拔翌A(yù)計五年左右，基本在各個領(lǐng)域都能看到RISC-V的落地。車規(guī)應(yīng)用在一到兩年的時間就會落地，在數(shù)據(jù)中心上應(yīng)用的時間會稍微晚一點?！?/span>
RISC-V在全球范圍內(nèi)的格局和標準演進
從過去一年全球范圍內(nèi)的RISC-V技術(shù)演進事件來看，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RISC-V處理器的發(fā)展。
孟建熠表示，當前大部分芯片企業(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)軟件公司也逐步進入到RISC-V生態(tài)中。
能夠在技術(shù)上實現(xiàn)全球協(xié)同發(fā)展，是因為RISC-V本身就是一個全球協(xié)同的標準。在推出產(chǎn)品競爭之前，首先要把這個處理器架構(gòu)如何工作、運行、標準化的原理等競爭前標準化的技術(shù)讓大家明白。舉例來說，今天的以太網(wǎng)、USB等行業(yè)標準都是全球協(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。可以說在RISC-V標準化上，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基金會已經(jīng)有81個TG，在2022一年內(nèi)就新增了30多個TG。每年新推出的標準讓產(chǎn)業(yè)可以循序漸進地跟進，據(jù)悉2022年已完成6項標準，2023上半年會達到10項左右。
增加標準并不難，難在長期維護花費的精力，以及讓其他開發(fā)者接受。RISC-V作為一個開放的標準，大家都可以在標準上進行增加或修改，如何維護架構(gòu)？對此孟建熠表示，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。因為處理器所有人都需要，如果沒有讓大家共同認可的標準，僅靠一家企業(yè)很難長期維持并進入主流生態(tài)中?！?/span>
短期內(nèi)RISC-V很難比肩x86和Arm
在未來，RISC-V技術(shù)是否會在一個由兩個大型老牌企業(yè)主導(dǎo)的行業(yè)中站穩(wěn)腳跟還是一個未知數(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，就以開源為特點在處理器領(lǐng)域激起了不小的浪花?？春迷摷夹g(shù)的人認為，RISC-V將對標英特爾和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、平板等生態(tài)成熟的行業(yè)，還很難占據(jù)市場。
