為了 Android 不被「卡脖子」,Google 正在醖釀一個大計劃

愛範兒 於 09/01/2023 發表 收藏文章
近兩年的英偉達(NVIDIA)的風頭可謂是一時無兩。


一則是 2015 年左右深度學習的爆發,給英偉達業務帶來了不小的增速。二是虛擬貨幣業務站在風口,對高算力顯卡需求暴增,讓英偉達顯卡量價齊飛。

英偉達也在 2021 年第三季度創造了 32 億美元的營收,以及 42% 的同比增長。隨着當下虛擬貨幣開始迴歸理性,對英偉達顯卡業務有所影響。

英偉達也轉頭在本屆 CES 上,開始宣佈轉向智能汽車自動駕駛領域,開始尋找下一個業務爆發點。

其實在英偉達業務飛漲的 2020 年,本打算順勢用 660 億美元收購 Arm,成為有史以來規模最大的芯片公司併購案,差點以一己之力改寫了整個半導體產業格局。


這筆併購歷時兩年,最終在今年 2 月份,雙方表示嚴厲的監管下,終止交易。而 Arm 也轉頭開始準備 IPO。

其實不止如此,Arm 也開始考慮提升芯片架構 IP 的授權費,以提振自己的業務盈利。


總的來説,還隸屬於軟銀公司的 Arm,未來仍是一片未知,充滿了不確定和不穩定性。

對於一個企業來説,有着不確定的未來,實則是個褒義,但對於 Arm 來説,卻並非是個好的趨勢。

緣由就是,Arm 並非是個普通的科技企業,而是可以左右當下芯片格局的公司,無論對於 Google 還是蘋果,它都太重要了。

未來 Google 打算給 Arm 降權

高通、聯發科推出的 SoC 基於 Arm 推出的芯片 IP,而這些 SoC 也成為當下繁榮 Android 設備們的基礎。

可以説,沒有 Arm,也就沒有現在 Android 繁榮而龐大的生態,自然也無法為 Google 提供龐大的服務入口。

對於蘋果就更不言而喻。

在揮手告別 x86 架構後,蘋果為 Mac 打造的新桌面級芯片 M 系列,完完全全的擁抱了 Arm 架構,也開啓了 Arm 時代。


在 Mac 桌面產品線轉向 Arm 之後,讓蘋果引以為傲的生態力,也根植於 Arm 架構的土壤裏,可以説打破了設備間的壁壘,也完成了品牌的壁壘。

正如英偉達創始人黃仁勳所言,Arm 將成為未來十年最重要的 CPU 架構。蘋果也正在身體力行。

行業裏,Arm 的穿透力和搶佔 x86 傳統市場的能力,也不僅限於面向普通人的 Android 與蘋果。

傳統的服務器,Arm 架構的處理器,也正在逐步蠶食 x86 傳統架構的市場。也就是短短几年時間,曾經一家獨大的 x86 架構也正在被 Arm 這個後浪不斷地拍打。


只是,當下主流芯片二龍戲珠的局面並沒有持續多久,誕生於 2010 年的 RISC-V 正逐步成為行業「新寵」,並來勢洶洶。

近日,Google 官方宣佈 Android 將會陸續支持 RISC-V 指令集架構,並公佈了一個較為詳細的遷移路線圖。


而 Android 工程總監 Lars Bergstrom 則説的更直接一點,「希望把 RISC-V 視為 Android 中的一級(tier 1)平台」,言下之意就是與 Arm 平起平坐。

Google 的意圖也相當明確,不想把 Android 跟 Arm 深度綁定,讓 Android 系統的控制權迴歸到 Google 手裏,不再受制於人。

其實,Google 一直在為 Android 增加對 RISC-V 支持,在去年 9 月在 AOSP 項目中開始加入 RISC-V 的補丁,並開放了相關權限。


如今官方的表態則加快了 Android 兼容或者轉移至 RISC-V 的進程,同時 Google 預計會在 2023 年第一季度推出官方模擬器,讓基於 Java 的 Android 程序能在 RISC-V 架構中運行。

簡單來説,這個過程跟蘋果的 Rosette 有點相似,算是一個官方轉譯工具,能夠將 Java 轉移為 RISC-V,新架構平台前期缺少 App 的生態也就迎刃而解。

Arm 失寵,RISC-V 受寵

除了 Google 高調站在 RISC-V 這裏,高通最近也與 Arm 差點擦槍走火。

▲ 基於 Arm 的 Surface Pro X

問題的根源在於,高通收購 Nuvia 芯片初創公司,並打算自己研發基於 Arm 公版架構的自主架構,以提升自己在移動芯片領域的競爭力。

但 Arm 則認為,高通收購 Nuvia,並不代表着能夠獲得 Nuvia 可定製 Arm 架構的授權,也由此狀告高通違反 IP 授權協議。一直到現在,兩者仍各執一詞。

▲ Arm 公版 IP 核心

出現這種狀況的核心問題就在於 Arm 的商業模式,是依靠公版架構 IP 授權賺取授權費,並在每塊芯片上收取一定的費用。

可以基於 Arm 的公版架構 IP 進行定製(比如説頻率、核心),但並不能修改內核架構本身。

高通通過收購,改動 Arm 內核,顯然是動了 Arm 的蛋糕,加上高通作為 Arm 的一個大客户,此舉無疑也削弱了 Arm 的地位,這口子不能開。

▲ 火龍、馴龍幾乎成為高通芯片的一個梗

對於高通而言,前幾年 Arm 公版架構設計上的不利,讓其生產的 SoC 能效表現不佳,一眾 Android 旗艦也受到牽連。

彼時,蘋果的 A 系芯片「默秒全」,以及消費羣體稱高通芯片為「火龍」,也加速了高通對於自主設計架構的決心。

但如今 Arm 對高通步步緊逼,在授權和許可上鬧得不可開交,也讓高通有了額外的打算,這個 Plan B 就是近來大火的 RISC-V 架構。


目前,Google 與高通幾乎都開始着手於 RISC-V,雖然並非是全押,但優先級也達到了與 Arm 齊平的狀態,也算是着手於新賽道的建設了。

作為目前 Arm 還無法制約的蘋果,由於早期蘋果的投資並促成 Arm 成為一個獨立公司運營。

因而蘋果也獲得了對 Arm IP 核心的修改和調整,進而配合十幾年的佈局,造就成為當下的「蘋果芯片」,最終配合軟件系統,造就了蘋果生態壁壘。


即便暫時不會有着類似與 Google、高通被 Arm 所掣肘的窘境,蘋果依然打算把嵌入式內核轉移到 RISC-V 架構上,並且也開始招攬相關人才。

對於蘋果的變動,SemiAnalysis 分析師 Dylan Patel 則直言,蘋果 A 系列芯片中非面向用户功能的 Arm 核心,極有可能在未來幾年的迭代中,被更換為 RISC-V。


在 A、M 系列芯片裏,除了 CPU、GPU 這些主要核心,還有許多嵌入式核心來控制 WiFi、藍牙、雷靂接口等等。它們幾乎都是基於 Arm 的 Cortex-A 系列內核,每一枚芯片當中蘋果要付給 Arm 相當的授權費。

説白了,近些年自研芯片順風順水的蘋果,其實也想通過轉移到 RISC-V 架構來達到降低芯片成本的目的。

RISC-V 最大的優勢是「完全開源」

RISC-V 簡單來説就是一個基於精簡指令集(RISC)原則的開源指令集架構(ISA)。

2010 年在加州大學伯克利分校成立之後,在三星、IBM、英偉達、高通、Google、華為、特斯拉等 36 家科技公司的支持下,成立了 RISC-V 基金會,並於 2020 年更名為 RISC-V 國際。


相對於 x86、Arm 來説,RISC-V 最大的特點就是 ISA 的完全開源。任何人、企業和機構都可以基於 RISC-V 架構更改、優化、自由部署,並且也不會收取許可費、版權費,並沒有任何附加條款。

完全開源之後,基於 RISC-V 架構開發的 CPU 或者 SoC 等等芯片,自然也不會因為一些特殊原因,而出現「卡脖子」的行為。

因此,目前我們國內許多造芯企業也在近年開始投入對 RISC-V 架構芯片的佈局,並也出現了一些基於 RISC-V 架構的新芯片平台。RISC-V 也被認為會是未來中國芯片產業的一個突破點。

▲ 阿里平頭哥半導體副總裁孟建熠

不過目前來説,RISC-V 架構芯片平台進入消費電子產品還為時尚早。digitaltrends 就在分析中表明,RISC-V 現在最大的問題其實就是完全開源帶來的碎片化問題。

由於能夠自由部署 ISA,RISC-V 芯片五花八門,當下也主要用於一些工業領域和物聯網當中,走向消費者似乎還有一段距離。而且「開源並不意味着免費」,廠商們所研發的 RISC-V 芯片,也可以出售或者授權其他廠商來使用他們的 IP 核心,有股子 Arm 的味道了。


可以自己設計,也可以與其他公司共同合作設計,甚至也可以直接買其他公司的 IP 架構,無論哪一種都要比 Arm 便宜。這就是 RISC-V 第二個優勢所在。

有趣的是,x86 架構的頭部廠商 Intel 也是 RISC-V 國際成員,也對 RISC-V 架構充滿興趣,緣由是 Intel 有自己的工廠,製造代工 RISC-V 芯片極有可能會是未來一大新型業務板塊。

另一成員英偉達也表示 RISC-V 架構的 CPU 會是自己 GPU 業務的一個有意義補充。尤其是英偉達也開始佈局智能汽車平台,RISC-V 架構會是一個比較好的選擇。

▲ 英特爾 CEO Patrick Gelsinger

面對 RISC-V 的快速增長和走紅, Arm 公司則表示廠商對於它的公版核心表現十分滿意,即使他們不能自由的修改 IP 架構。

也憑藉此,Arm 處理器如今也大放異彩,無論是在 Android,還是 iPhone、Mac 當中,甚至基於 Arm 的服務器 CPU 也開始逐步走向 x86 傳統領域。

而 RISC-V 不過也剛起步,Google、高通、蘋果也才剛剛佈局,RISC-V 國際預估到 2025 年,整個 CPU 市場,RISC-V 處理器將會佔據 14% 份額。


但這些廠商並沒有給予一個 RISC-V 芯片走向消費市場的一個期限,此前的 Google 也不過是做一個計劃,是否轉移或許還得看 RISC-V 生態發展,以及 Arm 的後續動向。

無論如何,在如今的形勢之下,RISC-V 完全開源的優勢被無限放大,而 Arm 的閉源和其商業模式也成為許多廠商頭上的達摩克利斯之劍。

未來的芯片行業,並非是我們現在看到的 Arm 與 x86 分庭抗禮,而是待 RISC-V 崛起後的三國鼎立局面。


資料來源:愛範兒(ifanr)

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標籤: Google  Android  

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