Andes全面擁抱RISC-V帶來哪些啟示？

Andes完全接受了開源ISA作為其IPO戰(zhàn)略的一部分。Arm現(xiàn)在也面臨著同樣的選擇。

中國臺灣的CPU內(nèi)核IP公司Andes Technology在準(zhǔn)備IPO的同時，從2015年開始逐步淘汰其專有處理架構(gòu)，轉(zhuǎn)而采用RISC-V。在Arm計劃于2022財年IPO之前，增加RISC-V會是一個選擇嗎？雖然Arm大到不能再大的生態(tài)系統(tǒng)讓這種想法似乎不太可能，但Arm能否說服投資者和股東，在沒有開源ISA的情況下會繼續(xù)增長嗎？

ISA開源是芯片開發(fā)商的一個長期趨勢。它的持續(xù)存在迫使公司們不得不涉足它、擁抱它。

對于芯片設(shè)計者來說，在基于Arm的SoC中添加一個開源的RISC-V內(nèi)核并不是一個艱難的決定。就像DSP或圖形IP核可以被添加到現(xiàn)有的SoC中一樣，RISC-V是另一種可以被集成到主要應(yīng)用處理器上的部分。

另一方面，用基于新的RISC-V CPU內(nèi)核的SoC取代基于Arm的解決方案需要審慎的理由。

現(xiàn)有的MCU供應(yīng)商認(rèn)為沒有動力去開發(fā)基于RISC-V的新產(chǎn)品系列。他們擔(dān)心對那些已經(jīng)在MCU的開發(fā)工具生態(tài)系統(tǒng)中投資的客戶造成潛在的破壞。

Yole Intelligence表示，Arm是一個CPU處理器內(nèi)核IP巨頭，擁有一個繁榮的生態(tài)系統(tǒng)，甚至不太可能考慮增加基于RISC-V的處理器IP。這沒有意義。一個專門的RISC-V開發(fā)項目不僅會分散Arm的注意力，且會消耗它的資源，因為他們的RISC-V的成果可能會與Arm自己的核心業(yè)務(wù)相競爭。

然而，Andes，這家中國臺灣的小型CPU內(nèi)核IP公司在2014年做出了這個“不太可能”的決定。

雖然在規(guī)模上與Arm相去甚遠，但Andes以一個自研的CPU處理器IP內(nèi)核打入了嵌入式市場。盡管該產(chǎn)品取得了一定的成績，Andes的董事長兼CEO林志明說：“到了2014年和2015年，我們決定將RISC-V列入我們未來的路線圖。”Andes沒有將RISC-V視為一項對沖風(fēng)險的策略，而是全力以赴地致力于開源ISA，此舉可能會危及其自研的CPU內(nèi)核的成功。

為什么要冒這個險？

林說：“兩種力量，包括財務(wù)和技術(shù)促使了這一決定。首先，技術(shù)方面，Andes團隊已經(jīng)充分了解了2010年加州大學(xué)伯克利分校RISC-V項目的起源，并一直在密切觀察RISC-V的進展。團隊看到了RISC-V和我們自己的技術(shù)之間的相似之處，特別是Andes的專有架構(gòu)AndeStar V3，具有某些‘Andes擴展’。”

V3帶有Andes自定義擴展框架，允許客戶輕松定義他們的指令并創(chuàng)造更多的差異化，這些想法與RISC-V的特點一致。林說：“因此，對我們來說，切換到RISC-V并沒有花費多少精力。”

考慮到RISC-V將開源指令集，林認(rèn)為Andes的“閉環(huán)”方法將使其架構(gòu)處于不利地位。他預(yù)見到RISC-V陣營的開環(huán)方法變得“如此龐大和強大”，以至于Andes將被卷入一場沒有確定結(jié)果的長期戰(zhàn)斗。Andes團隊看到了不祥的預(yù)兆，林說，“我們決定繼續(xù)前進”。

財務(wù)力量也同樣重要。Andes的RISC-V決定是在該公司準(zhǔn)備于2017年3月在中國臺灣證券交易所進行首次IPO時作出的。林認(rèn)為轉(zhuǎn)向RISC-V將符合其股東利益的最大化。

盡管Andes決定從V3轉(zhuǎn)向RISC-V，但該公司認(rèn)為“沒有必要這么快就放棄V3”。CPU IP產(chǎn)品的生命周期可長達30年。林表示，2021年，Andes的客戶基于其CPU IP出貨30億顆SoC。其中，99%基于專有的AndeStar V3，1%基于Andes的RISC-V CPU IP。

但營收數(shù)據(jù)表明，2021年Andes大約65%的收入來自RISC-V。

林明確表示，該公司的重點是RISC-V。他說：“今天，我們將95%的研發(fā)資源用于RISC-V。”

Andes的營收分析

簡而言之，Andes在過去幾年中一直能夠發(fā)展RISC-V業(yè)務(wù)，同時從其專有的V3產(chǎn)生IP收入。據(jù)林稱，V3的持續(xù)增收幫助Andes與Arm和前MIPS Technologies競爭，同時為其與RISC-V社區(qū)的競爭對手（包括SiFive和目前以RISC-V為重點的MIPS）的競爭做好準(zhǔn)備。

RISC-V在Arm生態(tài)系統(tǒng)中的意義

Andes開發(fā)RISC-V處理器IP，同時保持自己自研的內(nèi)核，能夠成為其他公司考慮RISC-V未來的一種模式嗎？

對Arm來說，這似乎是不可能的。Yole表示，Arm是一個高度工程化的生態(tài)系統(tǒng)。RISC-V可以在通用的應(yīng)用中競爭，但不太可能讓Arm覺得需要自己的RISC-V。

Yole表示，在有些情況下，RISC-V可能對Arm有意義，比如設(shè)計者想執(zhí)行一個精簡的或高度定制的指令集，而不是把整個Arm工具箱帶過來。這可能會實現(xiàn)一個低成本的解決方案。

但它也只適用于一小部分使用情況。80%-90%的處理器需要一個負擔(dān)得起的通用處理器架構(gòu)，可以針對差異化進行調(diào)整，Arm和Arm生態(tài)系統(tǒng)就是為其量身定做的。

Yole補充到，還有一個相反的意見需要考慮。如果我們看一下Arm的歷史，過去他們不提供圖形、AI和安全內(nèi)核的IP。但現(xiàn)在他們提供了，因為他們看到了市場的需求。可以想象，Arm認(rèn)識到市場對一種新功能的需求，并選擇為該功能開發(fā)架構(gòu)IP。在這種情況下，他們可以選擇實施RISC-V來實現(xiàn)這一點。

然而，這樣做將意味著Arm將為同一功能提供Arm和RISC-V解決方案。這似乎不太可能，因為在商業(yè)上不成立。

地緣政治因素同時，地緣政治可能會引發(fā)RISC-V市場的震動。

據(jù)ST透露，他的客戶并沒有完全吵著要買RISC-V MCU。但他們也在思考一種可能性，即在未來的某個時候，“從地緣政治的角度來看，RISC-V可能會成為一項任務(wù)，特別是這種要求可能會來自中國”。

Yole也認(rèn)為，芯片設(shè)計者尋求RISC-V解決方案，完全是因為地緣政治/區(qū)域化的壓力使他們不愿或不能與Arm合作。

即使Arm開發(fā)了一些RISC-V解決方案，他們?nèi)匀徊粫A得這些客戶，因為排斥他們的不是ISA，而是這個品牌的地緣政治含義。

除了政治之外，ARM提供RISC-V解決方案的唯一其他理由是，RISC-V提供了一些Arm生態(tài)系統(tǒng)中沒有的重要的技術(shù)優(yōu)勢。盡管存在RISC-V可能會提供技術(shù)優(yōu)勢的情況，但目前它的主要優(yōu)勢就在于成本和靈活性。

RISC-V與AI

AI是RISC-V擴展的一個關(guān)鍵領(lǐng)域。Yole指出，去年11月，RISC-V International批準(zhǔn)了更多與機器學(xué)習(xí)相關(guān)的擴展，包括矢量擴展，促進了RISC-V上AI加速的更標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)。

然而，Arm已經(jīng)在自己的架構(gòu)上實現(xiàn)了AI，那為什么開發(fā)者要在RISC-V上重新創(chuàng)建類似的東西呢？有什么好處呢？

Andes的林的理由是“自由選擇架構(gòu)”。有了RISC-V，“這種選擇的自由現(xiàn)在又還給了開發(fā)者”。

在林看來，RISC-V“讓世界更強大”，賦予設(shè)計者創(chuàng)新的力量。在過去，Arm試圖阻止設(shè)計者進行這種創(chuàng)新，因為這將迫使Arm支持這種創(chuàng)新。林指出，某些系統(tǒng)工程師擁有特定領(lǐng)域的知識，他們已經(jīng)研究了10年或20年的應(yīng)用。他說，這些設(shè)計師應(yīng)該得到能夠利用他們的知識并使他們的系統(tǒng)工作得更好的軟件和硬件。

Yole表示，事實上，一些設(shè)計師已經(jīng)為他們的AI加速解決方案定制了RISC-V的AI實現(xiàn)。然而，需要注意的是，這樣做需要設(shè)計和工程資源，而且“未經(jīng)批準(zhǔn)的解決方案很少受到商業(yè)市場的歡迎，特別是沒有重要支持協(xié)議的情況下”。

RISC-V的結(jié)果可能和Arm一樣好，如果成功，設(shè)計者也會節(jié)省Arm許可費。但與Arm IP相伴的是“與高度工程化和廣泛的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)的兼容性”，大多數(shù)邊緣計算設(shè)備都運行在這個生態(tài)系統(tǒng)上。

RISC-V與汽車OEM

據(jù)林介紹，Andes的RISC-V CPU內(nèi)核IP已經(jīng)攻破了多個市場，包括IoT邊緣、個人和云數(shù)據(jù)中心。而且，Andes最近成為第一個與SGS-TÜV Saar GmbH合作完成ISO 26262功能安全開發(fā)過程認(rèn)證的RISC-V供應(yīng)商。

這是件大事，因為Andes的產(chǎn)品開發(fā)流程經(jīng)過了獨立評估，符合最高ASIL D的CPU內(nèi)核開發(fā)要求。

Andes將在本月推出其第一款符合ASIL-B的RISC-V內(nèi)核。

盡管其客戶在汽車應(yīng)用中使用Andes內(nèi)核已超過10年，但他們也在使用商業(yè)級的CPU IP。通過新的車規(guī)級RISC-V認(rèn)證，Andes正在吸引汽車OEM接受RISC-V。

當(dāng)被問及汽車OEM是否對RISC-V CPU內(nèi)核設(shè)計他們的芯片感興趣時，林表示，這是100%肯定的。

RISC-V的發(fā)展勢頭良好。對Andes和許多RISC-V公司來說，已經(jīng)沒有回頭路了。利用開源指令進行創(chuàng)新的自由會不會戰(zhàn)勝采用Arm的便利性？很快，這可能甚至不是一個問題了。RISC-V社區(qū)在繼續(xù)增長。開源社區(qū)可以兩者兼得。