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挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?

admin 2023-10-16 06:01:17 人看过 字号:[ ]
挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图1)
来源:正解局,作者:正解局


最近,多位美国政客打着“国家安全”的旗号,向拜登政府施压对RISC-V进行管制。

RISC-V,是什么?

对中国芯片产业发展有什么影响?


挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图2)


大家都知道,计算机运行需要程序,程序是由一系列指令构成的。

可以说,指令是计算机运行的底层。

指令的优劣,某种程度上决定着计算机运行的快慢。

这里打个不太精确的比喻,指令就是文字,程序就是句子,计算机就是书。

不同的文字,组成不同的句子,编成不同的书,也就构成了相应的生态。

目前,指令集结构,可以分为复杂指令集和精简指令集类。

主流的有三种,分别是X86、ARM、RISC-V。

其中,RISC-V特殊一些。

挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图3)

RISC-V架构图

原因是,X86、ARM是独占的,RISC-V则是开源的。

X86指令集由美国Intel公司开发,已占据PC和服务器的大部分市场。

ARM指令集归属于英国的ARM公司,主要占据消费性电子产品,也逐渐应用在笔记本电脑。

这两个指令集归属于某个企业,因此,其他企业要使用,必须获得授权。

就拿英国ARM公司为例,靠着设计授权给其他公司来赚钱,一年营收26.8亿美元,市值达550亿美元。

RISC-V指令集由加州大学伯克利分校的研究人员于2010年创立,开源免费,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。


挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图4)

RISC-V的原始开发者之一Yunsup Lee持有的RISC-V原型芯片


与X86、ARM相比,RISC-V有几个优点:

一是免费,前两个要交授权费,RISC-V不需要。

二是简单,RISC-V架构的指令集相对简单一些,既降低了开发难度,也利于提高CPU的执行效率和性能。

三是开放,企业不仅可以根据需求进行定制和优化,还不必担心被断供或者受限制。

不怕断供,正是当前中国芯片企业亟需的。


挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图5)


近年来,RISC-V越来越受到业界的关注。

谷歌自不必说,本身就是开源的主要推动者。

在去年底的RISC-V峰会2022上,谷歌表示,希望RISC-V能和ARM平起平坐,成为安卓支持的一级平台。

高通的骁龙手机芯片采用的是Arm架构,但因为授权问题和Arm闹得不愉快。

今年8月,高通与博世、英飞凌、Nordic和恩智浦四家公司携手,共同组建一家致力于RISC-V芯片开发的新公司,专注于汽车应用领域的RISC-V芯片,并逐步扩展到移动通信和物联网领域。

就连X86的“鼻祖”英特尔,也在关注和投入RISC-V。

与美国企业相比,中国企业的力度更大。

一方面,中国市场规模大,服务器和超算、AI训练和推断等领域对强大算力有需求,这为RISC-V提供广阔的发展空间。

中科院计算所、阿里平头哥、芯来科技等中国机构及企业都有布局RISC-V,开发不同层面的软硬件解决方案。

阿里平头哥玄铁系列处理器IP已经累计出货超25亿颗,拥有150余家客户、超500个授权数,成为中国大陆应用规模最大的国产RISC-V内核厂商。


挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图6)

玄铁910


另一方面,RISC-V具有不受垄断制约、供应链安全容易保障的优势,也为中国芯片产业带来了新机遇。

就拿华为来说,2019年开始,ARM不再授权最新的架构版本。

华为海思迅速投入RISC-V阵营,推出RISC-V架构的电视芯片,占据了电视芯片市场六成的份额。

在国内,RISC-V被视作候补替代方案,迅速发展起来。

统计数据显示,2022年,采用RISC-V架构的芯片出货量已达100亿颗,其中一半来自中国。


挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图7)

RISC-V生态

目前,在RISC-V国际基金会的高级会员中,有一半都是中国企业。


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RISC-V国际基金会高级会员名单

根据RISC-V国际基金会透露的数据,去年该基金会会员数量同比增长超过26%,在70个国家/地区拥有超过3180名会员,市场上已有超过100亿个RISC-V核心,2025年RISC-V架构芯片有望突破800亿颗。

RISC-V发展势头迅猛,中国企业又逐渐成为其中的中坚力量。

在某些美国政客看来,中国芯片产业开辟了一条“新战线”,可以规避美国的管制。

这恰恰是他们担忧和无法容忍的。


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那么问题来了,如果美国有能力管制RISC-V吗?

很难。

因为,RISC-V架构并不掌握在美国公司手中,也不属于任何机构或国家,美国找不到管制的抓手。

美国政府非要管,倒是可以禁止美国企业参与RISC-V开发。

这等于故步自封。

所以,对于美国政客的叫嚣,中国企业大可淡然处之。

不过,我们也不应该高估RISC-V的作用。

正如上文提到的,预计到2025年,RISC-V架构芯片有望突破800亿颗。

相比之下,Arm架构芯片出货已经超过2500亿颗。

在规模上,RISC-V与Arm,不在一个数量级上。

一个技术能否广泛应用,既取决于技术性能本身,更受制于产业生态。

RISC-V架构开源免费,任何厂商都可以使用,这也导致各家之间难以协同统一。

更为关键的是,与X86、Arm相比,RISC-V是个后来者,产业生态圈太小。

还是以Arm为例,Arm拥有超过1500万个软件开发者,全球70%的人都在用Arm的产品。

X86、Arm构建的生态圈,犹如一道难以攻破的壁垒,阻挡着竞争者。


挡不住中国芯片,美国又要对底层架构下手?(图10)

Arm服务器生态圈

因此,RISC-V大有前途,但中国企业不宜太过乐观。

从更宏观的视角看,RISC-V只是芯片产业链的小小一环。

中国芯片产业要想突围,仍然需要久久为功、步步为营。

最近有两个消息:

一是清华大学基于存算一体计算范式,研制出全球首颗全系统集成的、支持高效片上学习(机器学习能在硬件端直接完成)的忆阻器存算一体芯片。

二是美国政府决定向三星、SK海力士在华工厂提供美国半导体设备,无需其它许可。


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忆阻器存算一体学习芯片及测试系统

自主研发有突破,外部管制有放松,中国企业继续加油。

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