谷歌再砍ARM一刀，安卓加速遷移RISC-V

來源：雷科技數(shù)碼3C組?|?編輯：三明治?|?排版：之秋

有的時候，ARM 可能也會發(fā)出疑問，自己到底做錯了什么？

10 月 30 日，趕在新一屆 RISC-V 峰會之前，谷歌在開源博客上宣布了 Android 與 RISC-V 的最新進(jìn)展，指出 Android 系統(tǒng)已經(jīng)可以提供對 RISC-V 架構(gòu)的完善支持，開發(fā)者在自己的設(shè)備上就能構(gòu)建、運(yùn)行和測試 Android 系統(tǒng)對 RISC-V 的支持。

這不是谷歌第一次「砍 ARM 一刀」。差不多 1 年前，谷歌在 RISC-V 峰會上正式宣布 Android 將會逐步支持 RISC-V 指令集架構(gòu)，并把 RISC-V 視為與 arm 架構(gòu)同等重要的一級平臺。

谷歌的意圖并不難猜，就是要扶持 RISC-V，其中一個重要原因也是為了避免被 ARM 卡住 Android 生態(tài)「脖子」的未來。

同樣這么想的還有高通。這兩年高通與 ARM 的關(guān)系就一直很緊張，從最大的合作伙伴到法院互掐，從自研 CPU 核心到商業(yè)模式上的直接競爭，高通幾乎擺明了自己對 ARM 的不滿。

圖/高通

就在本月，高通聯(lián)手谷歌宣布，即將推出支持 Wear OS 系統(tǒng)（基于 Android）的 RISC-V 芯片。稍早些時候，高通還與恩智浦、博世、英飛凌和 Nordic 五家公司聯(lián)合成立了一家 RISC-V 芯片公司。

相比之下，9 月剛上市的 ARM 已經(jīng)經(jīng)歷了一輪市值的「過山車」，首日大漲 25%至 652 億美元，結(jié)果一個月不到就跌破了發(fā)行價，最新的市值是 491.1 億美元，基本接近歷史最低點。

主要客戶和合作伙伴的背離，RISC-V 的崛起，似乎都意味著 ARM 不再擁有未來。

距離 Android 手機(jī)用上 RISC-V 芯片，又進(jìn)了一大步

Android 是一個開源操作系統(tǒng)，但很多人并不知道，作為 Android 手機(jī)底層芯片架構(gòu)的 arm 一直是閉源的，與之相對的 RISC-V 則是一個完全開源的指令集架構(gòu)。

RISC-V 是一個指令集架構(gòu)，就像智能手機(jī)芯片普遍采用的 Arm 架構(gòu)，或是 PC 上常用的 x86 架構(gòu)。具體來說，RISC-V 與 arm 更接近一些，兩者都是基于精簡指令集（RISC）原則的指令集架構(gòu)。

去年 11 月，谷歌宣布 Android 系統(tǒng)正在接受 RISC-V 的補(bǔ)丁，Android 工程總監(jiān) Lars Bergstrom 干脆表示要把 RISC-V 當(dāng)成 Android 的一級平臺。甚至，他還在 RISC-V 峰會公布了一份較為詳細(xì)的架構(gòu)遷移路線圖。

這只是谷歌的一小步，但卻是整個 RISC-V 生態(tài)的一大步，因為它意味著 RISC-V 開始進(jìn)入 arm 生態(tài)最為核心的智能手機(jī)。

最新的進(jìn)展是，谷歌已經(jīng)在 Android 上實現(xiàn)了對 RISC-V 較為完善的支持，基本實現(xiàn)了 AOSP（Android Open Source Project）的全部功能，開發(fā)者可以著手基于 RISC-V 架構(gòu)的軟件適配和開發(fā)。

而谷歌推動 Android 系統(tǒng)從 arm 遷移到 RISC-V 架構(gòu)的下一個重點，也正是軟件生態(tài)。

谷歌提到，Android 系統(tǒng)雖然已經(jīng)支持在 RISC-V 芯片上構(gòu)建、測試和運(yùn)行，但尚未完全優(yōu)化，比如 Android Runtime（ART）的優(yōu)化工作在持續(xù)進(jìn)行，還有外部項目和編譯器等，都還需要進(jìn)一步地優(yōu)化。然而，谷歌認(rèn)為 Android 系統(tǒng)已經(jīng)做好了基本的準(zhǔn)備。

問題是僅僅移植 Android 系統(tǒng)是不夠的，谷歌正在尋求來自 Android 社區(qū)和 RISE（RISC-V 軟件生態(tài)系統(tǒng)）的合作。前者意味著谷歌已經(jīng)開始推動 Android 社區(qū)的軟件開發(fā)者嘗試和適配 RISC-V，后者是一個旨在推動 RISC-V 軟件生態(tài)加速發(fā)展的聯(lián)合項目，成員包括了谷歌、英特爾、高通、英偉達(dá)、紅帽、三星和 SiFive 等一系列重要科技公司。

大概也是出于 RISC-V 軟件生態(tài)的考量，所以我們將看到，高通和谷歌聯(lián)手推倒 arm 的第一款 RISC-V 驍龍芯片將搭載在運(yùn)行 Wear OS 的智能手表上，好處是對于應(yīng)用生態(tài)的要求不高，再不行還有谷歌系應(yīng)用的支持。

不過這里可能也會有讀者產(chǎn)生一些疑問，那就是谷歌和高通為了將 Android 生態(tài)從 arm 推向 RISC-V 做的這些，都圖什么？

軟銀和 ARM 希望更賺錢，矛盾開始更激烈了

1990 年，英國劍橋。Acorn 電腦（ARM 前身）、蘋果電腦以及 VLSI（恩智浦前身）三家公司聯(lián)合成立了一家公司——Advanced RISC Machine，這就是我們今天熟知的全球最大芯片 IP 公司 ARM。

ARM 成立 33 年，全球范圍內(nèi)共賣出了 2500 億顆 arm 芯片，幾乎進(jìn)入了每一臺手機(jī)，還有無數(shù)臺的智能計算設(shè)備。如此成功的背后，一定程度上與 ARM 公司獨特的商業(yè)模式密不可分。

眾所周知，ARM 的收入來源基本來自芯片設(shè)計公司，包括高通、聯(lián)發(fā)科、蘋果、華為海思等，主要由 IP 授權(quán)費和版稅構(gòu)成。

在 ARM 制定的收費模式中，每一代 arm 架構(gòu)都需要單獨支付一筆 IP 授權(quán)費，比如說支付了 arm v8 的授權(quán)費，到了 arm v9、v9.2 還是要單獨再支付一次。另一方面，芯片設(shè)計公司每賣出一顆芯片還要按照芯片價格支付一筆較低比例的版稅，有些類似高通按照手機(jī)定價收取專利費的模式。

arm v9.2，圖/ ARM

當(dāng)然，具體到授權(quán)還存在各種不同的等級，比如蘋果作為最早的出資方和成員之一，也有自主研發(fā) CPU 架構(gòu)的能力，拿到的就是最基本的架構(gòu)授權(quán)，有更多自主設(shè)計的空間。打個可能不太恰當(dāng)?shù)谋确剑@就等于給了蘋果「毛胚房」，剩下的全都自己弄。

不過問題在于，這套商業(yè)模式實際給 ARM 每年的營收并不高，2022 財年收入也不過 27 億美元（利潤為 16.8 億美元），相比高通的 442 億美元，臺積電的 758.8 億美元都是相差甚，按照日本軟銀集團(tuán) 320 億美元的收購價，需要接近二十年才能開始「賺錢」。

更何況，ARM 如今的收入和利潤水平，還是建立日軟銀一系列竭澤而漁的策略下。

去年，ARM 將高通一舉告上法庭。ARM 認(rèn)為高通收購 Nuvia，并不代表著能夠獲得 Nuvia 可定制 arm 架構(gòu)的授權(quán)，高通違反 IP 授權(quán)協(xié)議。

不僅如此，在軟銀主導(dǎo)下 ARM 還提出了新的授權(quán)和收費模式，一是如果 SoC 采用了 arm 公版 CPU，必須捆綁采用 arm 公版 GPU、NPU 和 ISP 等；二是版稅不再按照「低廉」的芯片價格計算，而是根據(jù)終端價格收取一定比例的費用。

新舊收費模式，圖/英國《金融時報》截圖

之前業(yè)界集體反對英偉達(dá)收購 ARM，是擔(dān)心英偉達(dá)會「挾天子以令諸侯」，但可能想不到，沒有了英偉達(dá)，追求財務(wù)回報的軟銀也能讓 ARM 為了提高收入罔顧生態(tài)。

另一方面，RISC-V 提供了一個更加開放自由的指令集架構(gòu)，不由一個國家或者商業(yè)公司控制，每個公司甚至每個人都可以基于 RISC-V 架構(gòu)自由設(shè)計芯片。芯片大神 Jim Keller（吉姆·凱勒）還指出，RISC-V 沒有太多歷史包袱和垃圾，就像 arm 早些時候那么「干凈」。

這也直接影響了這位 x86-64 指令集的作者之一、蘋果 A 系列設(shè)計師、AMD Zen 之父、特斯拉自動駕駛芯片締造者，在離開英特爾之后選擇了一家 RISC-V 芯片初創(chuàng)公司。

包括半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu) SemiAnalysis 也透露，蘋果正在將其嵌入式芯片的核心指令集從 arm 轉(zhuǎn)向 RISC-V 架構(gòu)，蘋果后來的招聘信息也佐證了這一點。

RISC-V 終將成功，但 arm 呢？

就像我們在之前文章指出的，RISC-V 的崛起，是開源架構(gòu)的勝利。

中國工程院院士倪光南認(rèn)為，我國芯片產(chǎn)業(yè)在主流 CPU 架構(gòu)上受制于人，可借由 RISC-V 降低對 x86 與 arm 架構(gòu)的依賴。同理，對于更多的商業(yè)公司來說，RISC-V 架構(gòu)的價值不是免費，而是開源、可自由修改，不再由英特爾（x86）和 ARM（arm）這樣的商業(yè)公司控制。

并且 RISC-V 發(fā)展到了今天，就算沒有架構(gòu)設(shè)計乃至基礎(chǔ)的芯片設(shè)計能力的公司，也能找到相應(yīng)的解決方案，甚至是成熟產(chǎn)品，這也能一定程度上抵消開源帶來的碎片化生態(tài)問題。

比如 Jim Keller 的 Tenstorrent 就有五種不同的 RISC-V CPU 核心 IP，任何芯片設(shè)計公司都可以購買采用。

那 arm 呢？

過去幾十年的生態(tài)積累，決定了 arm 不可能是「轟然倒塌」。高通稍早前剛剛發(fā)布了基于 arm 架構(gòu)自研的 Oryon CPU，英偉達(dá)和 AMD 也被傳出正在研發(fā)基于 arm 架構(gòu)的 PC 芯片，更難想象蘋果會放棄剛基于 arm 架構(gòu)完成的「大一統(tǒng)」，在短時間內(nèi)全面轉(zhuǎn)向 RISC-V。

但帝國沒有永恒，ARM 正在逼走自己最大的客戶和合作伙伴之一，還有更多公司不滿于 ARM 的霸道與短視，否則 RISC-V 聯(lián)盟成員的名單，又怎么會擠滿了 ARM 客戶和合作伙伴的名字。