國產晶片架構轉移主戰場,英特爾認慫靠攏,倪光南的預見是對的

2020年9月,英偉達官宣400億美元收購ARM時,中國工程院院士倪光南曾警告業內,必須全力阻止英偉達對ARM的併購。隨後,由於中國反壟斷機構投出反對票,英偉達收購ARM這場世紀收購也被按下了暫停鍵。然而,阻止了海外晶片公司的併購,中國的晶片產業就能崛起麼?

國產晶片架構轉移主戰場,英特爾認慫靠攏,倪光南的預見是對的

同樣是在2020年,因為英特爾X86架構暫停為華為提供服務,導致華為旗下的X86伺服器晶片業務全部停擺。一個是英國的ARM,一個是美國的X86,國產晶片產業難道沒有其他出路了嗎?

當然有。前段時間以阿里為代表的中國科技公司,已經在另一條晶片架構賽道打開了出路。不僅成為了與ARM和X86比肩的,全球晶片架構“第三極”,更是吸引英特爾主動斥巨資追趕研發。

這便是如今中國晶片產業界集體聚焦的RISC-V架構。

一、為什麼手機繞不過ARM架構?

隨著前段時間“618戰報”的出爐,蘋果旗下手機iPhone 13銷量的一枝獨秀再次向我們呈現這樣一個殘酷的事實:華為之後,國產手機真的一個能打的都沒有。

而所謂的國產高階手機,也不過是用著高通驍龍晶片、三星螢幕、索尼相機、東芝記憶體的國產組裝機罷了。不過,上述這些手機零部件再高階都有替代方案,而壟斷全球95%的智慧手機的ARM架構,卻是各大國產手機廠商無法逾越的阻礙。

國產晶片架構轉移主戰場,英特爾認慫靠攏,倪光南的預見是對的

提起ARM,我們就不得不提到阿里創始人馬雲的“貴人”、軟銀創始人孫正義。

作為曾經的“網際網路之王”,如今孫正義的投資重心正在努力地向科技行業轉移。2016年,軟銀以310億美元完成了對英國半導體架構提供商——ARM的收購。

為何當時孫正義要花如此大價錢收購ARM呢?因為ARM架構,是當時晶片產業中,唯一可以匹敵英特爾X86架構的主流晶片架構方案。

所謂晶片架構,是指為晶片提供功能實現的指令集。由於不同型別的指令集,對應不同的晶片電路設計方案,因此,選擇何種晶片架構,是晶片設計最重要的環節。因此,一旦美資背景的英偉達成功收購英國ARM,那麼整個晶片產業的話語權都將被美資企業所掌控。

為了避免出現類似華為的事件重演,在包括中國在內的各國的一起努力下,歷時18個月的英偉達收購大計最終落空了。但被動拒絕別人不能扭轉自身晶片落後的局面,正如倪光南所說,在X86和ARM之外,我們必須要有第二個選擇。

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不過令倪光南欣慰的是,如今中國企業已經找到了,這便是RISC-V架構。

二、什麼是RISC-V架構?

2010年,加州理工伯克利分校的Krste Asanovic教授、Yunsup Lee、Andrew Waterman等人,基於極簡指令集計算原理(RISC),開發出一套可用於多個應用場景的晶片指令集架構,也就是我們的主角:RISC-V。

和專注於個人電腦CPU領域的X86,以及專注於手機晶片開發的ARM架構不同,由於不需要考量定向相容,RISC-V的指令構成不但設計簡單、易於移植到類似Unix的作業系統。更關鍵的是,打造RISC-V架構的加州理工專案組,自一開始就秉承了“中立、免費、開源”的架構發展理念。

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在開源方面,RISC-V採用了比GPL協議更加寬鬆的BSD協議,同時允許企業和各專業機構自由免費使用。也就是說,各國晶片開發商都可以在RISC-V架構下,新增自有指令集拓展,而且這種個性化拓展可以自由應用於多種場合,包括商用。

值得一提的是,為追求RISC-V架構的絕對中立,2019年,由RISC-V架構創始小組主導建立了RISC-V基金會,特意從美國遷到了瑞士。這種比Android、Linux更獨立、更包容的姿態,讓RISC-V成為很多晶片領域後發國家的熱門選擇。

而在開源領域,中國企業從來沒讓國人失望過。

三、中國RISC-V,各國緊隨其後

自2017年收購MIPS(另一種晶片架構)失敗後,中國晶片界就將RISC-V,作為實現晶片自主的重要利器。

國產晶片架構轉移主戰場,英特爾認慫靠攏,倪光南的預見是對的

2018年,中國RISC-V產業聯盟成立,同年,阿里旗下的平頭哥半導體率先依託RISC-V進行晶片開發,並很快研發出具有低成本、低功耗、低工藝要求的“玄鐵”系列晶片,廣泛應用於物聯網、智慧穿戴裝置等領域。

自2019年起,察覺到危機的中國晶片廠商,也紛紛從X86、ARM兩個主流戰場轉移,加入到RISC-V架構的開發行列中。憑藉龐大的市場需求和技術儲備,近兩年時間,基於RISC-V架構的晶片在我國半導體領域開枝散葉。

比如華為海思研發的高畫質電視晶片Hi373V110、中科院自研的手機處理器“香山”,都採用了RISC-V架構。其中香山處理器依靠RISC-V的精簡指令集優勢,在28nm工藝下實現了匹敵麒麟970(10nm工藝)的效能表現。

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前段時間,印度出臺了本土晶片產業發展方案——“數字印度處理器發展規劃”,該規劃就是圍繞RISC-V架構而展開。此外,接連被X86、AMD、Ubuntu Linux拒之門外的俄羅斯,也公開表示:要為基於RISC-V架構進行晶片開發的本土科技企業,提供大量資金支援。

四、結語

時至今日,RISC-V架構的晶片開發,已形成中、美、歐三足鼎立的格局,而在RISC-V國際基金會現有的19個高階會員中,來自中國的企業會員達到了12個。

眼見中國企業在RISC-V領域的崛起,美國半導體巨頭英特爾也坐不住了。據瞭解,英特爾計劃投資4億歐元,建立RISC-V實驗室,開發基於RISC-V架構的處理器晶片。

國產晶片架構轉移主戰場,英特爾認慫靠攏,倪光南的預見是對的

可以看到,在RISC-V這條新晶片賽道上,中國企業不僅跑得更快,更讓美國巨頭感到危機了。