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RISV-V未来将面临怎样的挑战?

2019-03-10
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来源:内容来自「MoneyDJ」,谢谢。


继大陆的RISC-V联盟成立之后,台湾RISC-V联盟也在今年正式成立,这也让RISC-V的议题热度逐渐加温,事实上这也是许多人看好能够足以与ARM竞争的架构,加上目前许多国际大厂陆续采用RISC-V架构方案,包含特斯拉、IBM、三星、Google等一百多家科技公司都参一脚。在ARM与Intel独大的市场中,RISC-V透过「打群架」的方式,看能否乘着AIoT的浪潮找寻机会,闯出一片天。


从Intel到ARM,RISC-V盼占一席之地


简单爬梳过去历史,过去CPU处理器都是CISC架构,包含现在的Intel X86处理器,在80 年代PC时代来临后,Intel把持市场。到了1979年时,美国加州大学柏克莱分校的教授提出了RISC的想法,主张硬件应该着力发展常用的指令,较为复杂的指令则可利用常用的指令去组合,比起CISC指令集,在指令长度固定后,效能提升,耗电量也较低。尔后,ARM在1985年推出ARM架构,采用RISC指令集,广泛地使用在许多嵌入式系统设计,在手机等行动装置问世后,ARM稳居市场龙头。


RISC-V是基于已建立的RISC 原则建立的一个开源指令集架构,也就是说RISC-V指令集可以自由运用在任何目的,也允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。虽然这不是第一个开源指令集,但它具有重要意义,因为它的设计考量到小型、快速、低功耗等面向,使得适合应用在现代计算装置当中。如果拿来跟其他指令集相比,很多大公司认为Intel控制X86 指令集严格,使用者难以修改,ARM的授权金又十分昂贵,因此RISC-V 架构便有了竞争优势。未来多数人看好AI和IoT时代的到来之下,RISC-V 将更具市场竞争力。


业内人士说明,过去设计微处理器芯片时,工程师往往先要选择哪家供应商,假如选择ARM,就能获得授权与指令集,并开始设计芯片,现在还有另一种方式,就是工程师先选择指令集,就像是搜集设计的工具、素材,再寻求适合的供应商,并开始设计芯片。RISC-V 就是属于后者,让工程师能够在设计芯片时,除了基本的运作之外,能够更具自由度。


RISC-V 的指令集具有3 个层次,像是40~50 多个「基准指令」,可以驱使芯片运作,再者为「标准扩展指令」,为社群内成员共享,能够持续演进并重复使用,最后则是设计者「专用指令」,能够各自进行开发或客制化,也是独家、专利的部分。


业内人士提出,许多设计公司认为,设计芯片与销售芯片的辛苦血汗钱,被ARM 收取专利的方式赚走不少利润,特别是在一些中小型、新创公司特别容易有这样的声音,因此RISC -V 方案相对具有高性价比。


RISC-V冀借IoT之手打破僵局


到底RISC-V 现今面对什么样貌的市场呢?芯原微电子(Verisilicon)戴伟民董事长坦言,ARM 在行动装置占据龙头地位,Intel 则在PC 和伺服器等领域稳占,因此生态系统稳固之下,RISC-V 发展的机会将在IoT、 AI 等新兴应用领域,未来将与ARM、Intel 共存。


力晶集团创办人黄崇仁则认为:「ARM 授权金收费不少,特别是在IoT、AI 世代来临下,对于许多想要创业或开发新兴应用的工程师来说相当头大,因此RISC-V 兼具省钱、效能,相对具有竞争力,但在台湾需要产业共同推动,政府才会协助推动,整体生态就会被建立。」


既然PC、手机已经不是RISC-V 可以着力的产业了,那么在物联网产品应用下,什么才是量大又稳固的市场呢?业内人士就看好,像是智慧音箱、TWS(真无线蓝牙耳机)等市场,甚至TWS 未来若成为手机标准配备时,将是可观的需求;除此之外,像是医疗用的产品等也具潜力,是未来RISC-V 可以着力的市场范畴。


事实上,物联网当中的应用显得相对破碎、分散,RISC-V 面对的市场不像过去有单一量大的产品,因此要快速建立起生态圈相对具有挑战,但可以着力的方向也在此,特别是产品要具有特殊应用功能时,芯片设计时会以更客制化的方式设计以符合需求,因此容易设计与修改的RISC-V 就在物联网时代中相对具有优势。


部分学界人士则认为,若是单纯在物联网产业中发展,其实业者要在产业链中发展相当有限,产值与重要性也较小,但若往高附加价值的AI 方向开发,就相对有机会,但AI 并非新的议题,能否将AI 落实的应用,解决实际问题才是重点。


RISC-V生态圈初起步,上下游支持是重点


过去ARM 率先卡位手机产业,以低功耗、低成本和高效能打破了Intel 在PC 市场的壁垒态势,当时EDA 公司、代工厂也看好手机产业而给予大力支持,因此快速建立起生态圈。


业内人士认为,RISC-V 要推动并不容易,过去ARM 经营非常久的时间,不管是芯片设计公司、EDA 公司、代工厂等,都建立起完整且坚固的生态系统,因此RISC-V 要如何建立起足以与之抗衡的生态系统,以及国际大厂能否接受,都是RISC-V 所面对的挑战,未来像是台积电、新思(Synopsys)等重要供应链的态度就变得更为重要。


晶心科总经理林志明则认为,推动RISC-V 生态圈的方式有许多,包含企业与芯片设计业者加入基金会,提高采用意愿,或者上下游业者共同发展,公部门也可以协助发展相关技术竞赛等,都是未来可以发展的方向之一。


除了生态系统之外,就产品本身的效能也很重要,有人认为,RISC-V 的产品一定要比ARM 相应规格产品,更便宜、效能更高、功耗更低才会买单。因此矽智财公司要如何补足各阶层效能的产品,并提高产品价值都是自身可以着力的方向。


尽管RISC-V 阵营逐渐壮大,但ARM 也积极往AIoT 方向发展相关产品,加上目前芯片设计厂商或者供应链也尚未大幅度转变态度,因此短期内RISC-V 仍具有一定程度的挑战,但未来能否能够在当中突破,也需端看各家厂商的本事,与生态系统建立的速度了。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1879期内容,欢迎关注。

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