2020年08月26日 | ARM与RISC-V：精简指令集兄弟之争

作为嵌入式生态和移动端芯片的武林盟主，ARM公司自1990年成立以来，一直保持低调。然而最近，ARM因为与RISC-V的纠纷让这家IP巨头成为焦点。

事情得从6月份说起，ARM在6月底建立了RISC-BASICS.COM的网站，以“设计系统芯片之前需要考虑的五件事”为主题从成本、生态系统、碎片化风险、安全性和设计保证五个方面说明RISC-V 在这些方面的弊端。7月9日，RISC-V也建立了ARM.BASICS.COM的网站，在ARM列出的五个问题上增加社区支持，“以设计系统芯片之前需要考虑的六件事”为主题对ARM进行了回应。

这一事件迅速成为各大科技论坛和社区的热门讨论内容，一时间，ARM与RISC-V，都被推上风口浪尖。

7月10日，也就是在RISC-V回应网站上线的第二天，ARM关闭了RISC-BASICS.COM的网站，并声明了原因：

“我们最初建立网页的目的是列出围绕RISC-V商业化产品需要考虑的关键因素，旨在为激烈的行业辩论提供信息。遗憾的是，结果与我们的初衷不同，这个页面与ARM的协作文化不一致，所以我们已经将其删除。事实上，我们的许多员工也不喜欢这个网页，立即删除这个网页是因为我们绝不希望给人一种攻击开源的印象，因为我们也是许多不同开源社区的支持者。”

虽然ARM 关闭了网站，但业界有关ARM与RISC-V的讨论却没有减少。

ARM与RISC-V：精简指令集兄弟之争

ARM与RISC-V一样同属于精简指令集。ARM是RISC微处理器的代表作之一，在嵌入式系统设计中被广泛使用，其最大的特点是低功耗。当下全球市场上大部分企业都是选择了基于ARM的芯片架构，可谓无处不在。

而RISC-V是2010年加州大学伯克利分校工程师开发的开源指令集架构，通过将核心指令集以及其他关键IP开源，能够很大程度上改变半导体的设计生态。RISC-V由RISC-V基金会管理，随着包括西部数据、Nvidia、谷歌等硅谷巨头加入RISC-V基金会，免费的、开源的RISC-V正在吸引越来越多的科技公司。

RISC的发展势头让ARM感受到了压力，根据IPnest的调研结论，ARM在2017年的IP授权收入下滑了6.8%。什么原因？IPnest解释了两个可能，一是因为被软银收购之后导致财务报表的改变，另一个是重要的原因是竞争对手的增加，即近年来相当火热的RISC-V。

目前ARM占据了以移动设备为代表的处理器IP的绝大部分市场，而RISC-V则是后起之秀。那么， RISC-V到底凭借什么来挑战ARM的全球霸权地位？

RISC-V最大优势：开源

RISC-V的开源模式是其最大的优势。RISC-V将指令集完全开源，这就使RISC-V不像ARM指令集那样需要付费授权才能使用。任何公司和个人都可以自由使用、修改与定制的模式将会带来很大的成本优势，另外这样的开源举措会大大降低指令集修改和定制的进入门槛，使更多人有机会探索并定制个性化指令集。

RISC-V支持芯片设计公司在核心架构之上添加额外功能。这使得它们可以根据自己的目标来定制芯片。相比之下，ARM指令集不支持这样的修改。

成千上万的开发者正在开发RISC-V开源标准的各个部分，包括添加与物联网、人工智能和信息安全相关的新功能。

凭借开源的优势，RISC-V在技术上确实能够制衡ARM。然而，在嵌入式IP市场，靠技术和开源就一定能够称霸武林吗？答案是否定的。

ARM生态完胜RISC-V

对于仅仅有8年历史的RISC-V来说，生态是它最大的短板。目前RISC-V社区还处于起步阶段，更别说建立完整的生态了，因为生态的建设需要发展，更需要时间。而ARM凭借IP设计师这一角色，早已打造了成熟的生态圈。就中国而言，ARM就拥有超过100多家合作伙伴，华为、飞腾、华芯通都购买了ARM指令集授权，用于开发服务器CPU。其他包括开发多媒体平台的中兴微电子；开发平板电脑芯片的全志科技、瑞芯微电子；还有开发手机芯片的海思麒麟、小米松果、展讯通信、大唐联芯等。去年，ARM还发起了人工智能联盟，目前已有超过120家企业加入。

RISC-V基金会，虽然在全球也有100多家知名企业加入，如高通、英伟达、三星、华为海思、联发科、谷歌、IBM等，但比起ARM ,实在是小巫见大巫。特别是在中国，除了华为、中兴两大企业外，只有部分中小型企业与创客群体，远远还没有达到ARM 的庞大规模。

而在中国，ARM 的生态圈还在加速扩张，今年的5月份，ARM在中国成立合资公司，中国资本占比达51%，这被外界看成是ARM坚持在中国的本土化，并宣示其将持续成为中国芯发展中坚力量的决心。

值得一提是，打造ARM生态圈中的重要一环——ARM教育计划从2014年开始启动以来，为促进ARM生态技术的产学研合作，完善ARM的生态体系起到了重要作用。

ARM教育计划分为三个阶段，一是基于ARM技术和应用进行核心课程的开放；二是为高校的课程和相关教育套件进行改写以适应产业发展需求；三是探索科技人才教育事业的发展，为人才培养提供可持续发展模式。

ARM中国教育生态部总监陈炜博士说，“ARM教育计划的目的是鼓励将 ARM 的产品和技术用作教育实验和学校课程的基础，为学校教师和学生提供更多有针对性的服务和培训，并为ARM与老师、老师与老师间的沟通提供更多的平台和机会；参与高校实验室建设，为高校提供新实验设备，配备技术人员现场指导、培训；增加学员互动，共同举办或协助举办周期性的设计大赛，举办新ARM技术、行业发展前景宣讲活动等。除此之外还包括在线教育，产品授权，课程建设等内容。”

“通过合作，达到为高校相关专业的教学提供更好的产学研结合的平台和技术服务，为年轻的IC人才就业提供更好的实践基础和项目设计经验的目的。”

陈炜表示，虽然ARM不生产和销售半导体芯片，但ARM一直在推广的是一个生态系统建设的理念，其中基于ARM产品的通用开发性方面，一直是ARM极力打造的高校推广的重点。ARM对生态系统的重视程度逐年提高，这也让ARM的教育计划承担了更多培育未来行业人才的责任。

以上可以看出，ARM一直在推动ARM架构在中国的落地生根的布局，ARM在建立自己完整的生态体系上的用心良苦，这是RISC-V目前无法做到的。

传统优势与新兴市场

ARM占据全球移动通讯领域90%的市场，另外，ARM还涉及企业基础架构以及嵌入式智能两大领域。ARM在这些方面拥有绝对的霸主地位。

相比起ARM的产业，RISC-V暂时还不具备与之抗衡的能力。RISC-V急需找到另外一些用武之地，在新兴产业和新的竞争格局中建立自己的生态圈和产业规模。

几乎可以肯定的是，在ARM的传统优势领域——移动端，即智能手机领域，RISC-V基本没有机会，因为智能手机经过十年迭代后不太会彻底改变处理器内核了，这也和目前Windows经过二十多年风雨仍然是PC市场操作系统龙头老大一样。

但是，在新兴的领域，RISC-V和ARM双方都处于同一起跑线上，而RISC-V凭着指令集的开源等特性很有可能成为ARM强劲的竞争对手，或者至少能够占据可观的市场份额。目前这样的新兴市场主要是物联网。物联网市场有长尾化的特性，拥有众多细分市场，同时对于功耗有很高的要求，因此对于可以针对不同应用灵活修改指令集和芯片架构设计的RISC-V有优势，相比之下使用ARM往往只能做一个标准化设计，很难实现差异化。

此外，物联网市场对于成本更为看重，RISC-V免费授权的特点对于芯片厂商也很重要。在RISC-V基金会名单中，我们可以看到高通、联发科这样重点布局物联网的企业。而在目前很火的AI芯片市场，ARM和RISC-V则尚看不出明显的优劣。这是因为在高性能AI芯片中无论是使用ARM还是RISC-V的核，主要都是作为控制器来使用；另一方面AI芯片的利润空间往往较大，RISC-V免费的特质对于企业来说，并不是特别大的优势。

最后

目前来看，RISC-V在技术上确实能够制衡ARM，不过现在的这个时代，仅仅凭技术打天下是远远不够的。仅有8年历史的RISC-V挑战ARM还不是一个等级，有很大的难度。但物联网的快速发展给了RISC-V难得的机会。面对物联网平台快速成长，在物联网应用大爆发的产业变革时期，开源的RIC-V架构带来更低成本的芯片，必定会吸引一部分对成本敏感的IOT企业，其更好的灵活性也会带来定制化芯片的可能。

而对于ARM来说 ，作为一个完整生态体系跟标准的领导者，一直号称靠生态赚钱，未来最大的可能还是靠生态来对抗包括RISC-V在内的竞争对手。同时ARM的技术也在改进，据半导体行业观察报道，ARM中国CEO吴雄昂目前在与Mentor Graphics全球副总裁彭启煌深入交谈中表示：“将来的计算是多样的、复杂的，ARM的经营模式是授权模式。在保证软件兼容性的前提下，我们的可配置性能让每个厂商可以根据自己的想法设计出想要的东西。”

这说明ARM已经意识到竞争对手优势的关键点在哪里，并努力想去改善自家的技术，吸引更多科技企业的加入。而未来物联网芯片技术路线该怎么选，现在还没有明确答案。但是，无论选择哪一条，生态的建设都是放在重中之重的地位上。

ARM和RISC-V，一个老牌武林霸主，一个年轻技术新贵，在新的科技浪潮和产业革命面前，他们的角逐，值得想象。