賽道 Hyper | 再下 RSIC-V 一城：高通劍指何處？

作為移動 SoC 芯片指令集架構的霸主、IDC 和 PC 芯片架構的核心玩家，Arm 正面臨呼嘯而至的如潮寒流。

有消息稱，Arm 最大的客户高通，與包括 NXP（恩智浦）在內的多家芯片設計公司，組建了一家推廣 RISC-V 芯片設計架構的新公司。RISC-V 是 Arm 移動芯片架構最大、最強和參與方最多的競爭技術。

目前，這家合資公司還沒正式名稱，其芯片設計主要的應用方向是汽車應用。未來，也會擴展至移動 SoC 和 IoT 芯片。另外，這家公司在底層基礎構建方面，看上去是要引導 RISC-V 技術實現標準化、減少碎片化和推動生態的豐富性。

儘管如此，RISC-V 指令集架構對 Arm 架構的真正威脅，還沒完全形成。

反擊 Arm 的予取予求

Arm，日本軟銀集團旗下英國公司，主要業務是研發芯片設計指令集架構——一套控制給定芯片操作方式的基本規則，授權給芯片設計商使用。Arm 架構在移動設備中佔據主導地位，同時也在大力拓展 PC 和 IDC 市場並漸次提高市佔率。

這種架構廣泛被應用於工業控制、移動通信等領域內的多種嵌入式系統設計。截至 2021 年底，Arm 芯片產量超過 2000 億，成為智能手機市場無可爭議的霸主。

Arm 在 1990 年成立時，正是英特爾如日中天的時代。Arm 既無法與英特爾 x86 架構競爭，也不是當時最流行的 MIPS 精簡集指令架構的對手。MIPS 在 1990 年代，是最流行的移動芯片架構，還佔據了三成服務器芯片市場份額。

2010 年，智能手機開始取代功能機成為電子消費全新的終端潮流。此時 Arm 開始迎來轉機，蘋果公司從其首代 iPhone 開始，便搭載了用 Arm 架構設計的移動芯片。隨着 iPhone 的革命性創新帶來的熱潮，Arm 也開始走向黃金時代。

在更早的 2008 年，谷歌公司發佈基於 Arm 指令集的 Android 操作系統，如同微軟的 Windows 系統和英特爾的 x86 架構 CPU 捆綁，稱雄 PC 市場 20 多年；安卓也與 Arm 架構做了類似的捆綁。同年，Arm 芯片總出貨量超過 100 億顆。

安卓系統的開放性，吸引了全球除蘋果之外的幾乎所有手機終端商，因此也成為包括高通、聯發科、海思和三星在內的最重要的芯片設計商，共同採用 Arm 指令集架構以設計其移動 SoC 芯片。全球超過 90% 的智能終端（手機、IoT 和平板）的芯片，都用這種架構設計。

此後，隨着 Arm 統治力增強，採用其指令集架構授權的下游芯片設計商，深受 Arm 越來越強烈的 “予取予求” 風格之苦，這增加了其成本和供應鏈風險。

在此過程中，高通曾以自研指令集架構來對抗 “躺着賺錢” 的 Arm。高通在驍龍 810 之前，用了自研的 Krait 架構，特點是功耗低，性能強，但當移動市場升級至 64 位後，這套自研架構的性能就比不上 Arm 公版架構了。高通曾想改進自家架構的性能，但這種努力沒有成功。

2021 年，高通又做了新的努力：耗資 14 億美元收購芯片初創公司 Nuvia，用以提供其移動端、筆電和汽車智艙/駕芯片。

Nuvia 的三位創始人，都有在蘋果、Arm 或 AMD、ATI 公司從事芯片、CPU 和 SoC 架構主設計師的經驗，主要產品是移動主芯片，並以 Arm 的 V9 指令集架構作為兼容目標。

此時，Arm 提出異議。鑑於兩者之間的利益糾葛較為複雜，簡單來説，Arm 在 2022 年 8 月對高通和 Nuvia 提起訴訟，原因是 Nuvia 有可能推動高通自研芯片架構的進展，而這種進展是建立在 Nuvia 持有 Arm 架構授權的基礎上，而限制高通自研芯片架構一直是 Arm 的目的。

目前，高通是採用 Arm 芯片設計架構 IP 最重要也是最大的客户。但是，繼高通與 Arm 對薄公堂之後，近期高通更聯合 NXP、Nordic Semiconductor ASA、Robert Bosch GmbH 和 Infineon Technologies AG 公司，成立一家新公司，目的是推廣用於芯片設計的開源 RISC-V 指令集架構。

RSIC-V 指令集架構，相對於封閉、費用高昂的 Arm 架構和英特爾的 x86，這是一種開源（開放源代碼）架構，IP 可免費使用，這意味着芯片設計工程師有更多機會驗證設計細節並識別錯誤。

因此，RSIC-V 架構在移動芯片設計領域成為 Arm 最大的技術競對。

RISC-V 架構的潛力和不足

從這個角度上看，作為 Arm 最大客户高通，很有推動 Arm 架構最強競對技術的推廣動力。此次高通與四家芯片設計商的聯合，正是這種動力的顯性表現。

高通表示，與其他行業參與者攜手合作，通過開發下一代硬件，以推動 RISC-V 生態系統的擴展，這是一件好事。高通堅信， RISC-V 的開源指令集將增加創新，並有潛力改變行業。

就像 Nuvia，拓展汽車智艙/智駕芯片市場也是主要目標，高通參與的這家新公司，研發目標產品，首選汽車應用。未來將這種應用再推向移動和 IoT 芯片。

高通最近更宣稱，從 2019 年推出驍龍 865 開始，高通就在其芯片中集成了 RISC-V 內核。這説明高通想提高其自主性的努力，從 2019 年就已經開始。

不知是巧合還是有其他因素，2019 年也是中國大規模採用 RSIV-C 架構的第一年。到 2022 年，在中國市場，用 RSIV-C 架構設計的芯片，出貨量超過了 50 億顆。

這家高通參與的聯合公司，預計將成為單一來源，以實現產品之間的兼容性、提供參考架構並建立廣泛使用的標準。

在 2022 年年底於美國舉辦的 RISC-V 峯會上，高通產品管理總監 Manju Varma 表示，RISC-V 是專有 Arm 指令集架構的新興替代品，有機會實現比微控制器更高的價值。

目前，高通在 PC、移動設備、可穿戴設備、聯網汽車以及增強現實和虛擬現實耳機的 SoC 中使用 RISC-V 微控制器。

這些微控制器在後台執行低級工作，比如管理硬件。截至 2022 年 12 月，高通已交付超過 6.5 億個 RISC-V 內核，這讓讓 RISC-V ISA 成為高通核心技術之一，高通也以此成為 RISC-V 架構大規模落地的領導者之一。

Varma 表示，“RISC-V 可從低端微控制器一直擴展到高性能計算，以及介於兩者之間的任何東西，它確實可以提高整個行業的效率”。Varma 認為，藉助 RISC-V，有機會定義具有一流性能、一流能效和增值功能的芯片設計。

但是 RISC-V 的生態過於簡陋，而開放性和免費使用 IP，也讓這個生態存在眾多碎片，這是高通希望成立這個新的聯合公司要致力於解決的主要問題。

最後，標準化與 RISC-V 指令集架構兼容的軟件安全堆棧至關重要。Varma 説，“通過關注工具、庫和語言，我們確實可以加速 RISC-V 軟件的採用”。

值得一提的是，2022 年，高通也是投資 SiFive Inc.公司 1.75 億美元的成員之一。在更早的 2019 年，高通旗下 Qualcomm Ventures 也早早投資了 SiFive。這家公司也在設計基於 RISC-V 架構的芯片。

2010 年後，眾多美國芯片設計巨頭共同成就了 Arm 如今的市場地位。現在，高通堅持走向 Arm 競對技術陣營，並試圖提升 RSIC-V 生態豐富性、去碎片化，以及統一架構標準，動搖了 Arm 的地基。