全球首款RISC-V智能手机将至, ARM不再是唯一智能

2021-12-01    来源:未知    编辑:IT先锋
去年秋季,美国半导体巨头NVIDIA宣布将以400亿美元的价格收购软银旗下芯片设计公司ARM。而这桩势必重塑全球半导体行业乃至消费电子行业的收购案,至今看来依旧是困难重重,并且

  去年秋季,美国半导体巨头NVIDIA宣布将以400亿美元的价格收购软银旗下芯片设计公司ARM。而这桩势必重塑全球半导体行业乃至消费电子行业的收购案,至今看来依旧是困难重重,并且NVIDIA收购ARM这种“既当运动员,又当裁判员”的行为也引起了众多相关厂商的警惕,例如以苹果为代表的厂商也开始将目光投向了ARM生态之外。

  

 

  就在苹果方面开始招募RISC-V高级程序员,开始尝试RISC-V指令集架构解决方案后,近日知名RISC-V开发板制造商Sipeed在社交媒体中分享了一段视频,演示了运行Android 10的RISC-V RV64原型机,并宣布首款RISC-V智能手机或将于2022年正式上市。

  相比诞生于1978年的x86、1985年的ARM,RISC-V无疑要“新”得多。在2010年,加州大学伯克利分校的研究团队才设计并推出了一套基于BSD协议许可的免费开放指令集架构RISC-V。

  据了解,RISC-V指令集是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA),其以架构短小精悍、指令数目少而精、采用模块化设计思路、扩展指令集可定制自有灵活架构,并且免费开源著称。在微处理器领域,RISC-V相较于x86和ARM等商用架构最大的优势,就在于后两者为了商业化目的需要保持架构的向后兼容性,使其不得不保留许多过时的定义,而RISC-V则没有这类的历史积累。

  

 

  作为最初被设计为面向教育领域的指令集架构,RISC-V在商业化上所面临的核心问题,是缺乏一个繁荣的生态作为支撑。早在2018年6月,ARM曾专门建立了一个名为RISC-BASICS.COM的网站,以“设计系统级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,来说明RISC-V在商业化上所面临的问题。没错,别看作为社区领导者的RISC-V基金会中巨头云集,但无论巨头还是初创企业,基本上都是将RISC-V应用于以MCU和嵌入式系统的IoT市场。

  

 

  为什么会出现这样的情况,其实是因为IoT市场目前并不需要软件生态来作为支撑,如今智能家居/物联网设备通常都是依靠智能手机来完成交互和控制,本身基本上并没有应用存在。除此之外,让RISC-V局限于物联网领域的关键因素,则是标准版RISC-V缺乏出色的SIMD(单指令多数据)指令。而SIMD则是用来帮助CPU实现数据并行能力以提高运算效率,主要用于加速多媒体数据的指令,而缺乏强大的SIMD也让RISC-V在高性能领域不堪大用。

  尽管RISC-V创始团队的核心成员David Patterson教授认为“SIMD指令被认为有害”,并且需要不停迭代的SIMD会让指令集越来越臃肿,与RISC-V的设计初衷相违背。然而RISC-V还有一个特点就是开放且模块化,在商业化层面将RISC-V搭配SIMD是一个可行性极高的思路,同时这也是外界认为苹果或将在RISC-V上所可能采用的一种解决方案。

  

 

  虽然Sipeed会采用何种解决方案来设计用于智能手机的RISC-V芯片,目前还不得而知。但根据Sipeed方面的说法,RISC-V手机的处理器应该比四核Cortex-A73主控更强大,因此可能有着高通骁龙662的水准。不过就像上文中曾提及,对于主打低功耗的移动端处理器来说,高性能并非是个必选项,契合软件生态可能才是关键。

  事实上,同样基于RISC的MIPS架构早在2012年就推出过proAptiv微处理器内核,试图挑战ARM的Cortex-A15,当时proAptiv内核只有Cortex-A15的一半面积,但却实现了同等的性能。然而MIPS在手机SoC的尝试却最终宣告失败,因为其缺少ARM庞大的客户和合作伙伴生态系统,以及熟悉其架构和工具的软件开发者。

  

 

  RISC-V比起MIPS的优势,就在于从阿里到华为,有更多的业界巨头愿意支持前者,并投入了相当多的资源。例如在今年1月末,阿里平头哥宣布完成了Android 10对RISC-V芯片的支持,并开源了全部相关代码,当时其就已展示了Android 10在玄铁910芯片上运行的情况。而Android适配RISC-V芯片,就意味着实现了Android Runtime、Clang/LLVM、OpenGL等软件包,Linux内核以及Android Build系统对于RISC-V的支持,也就是整个Android软件栈中的系统内核、运行时、框架层。

  然而阿里平头哥让Android能够运行在RISC-V上,以及如今Sipeed同样演示了RISC-V RV64运行Android 10,其实都只能说是RISC-V进军智能手机领域迈出了万里长征的第一步。就像是苹果M1芯片的成功,并不是因为macOS可以运行在基于ARM架构的芯片上,而是有着Rosetta2这一让M1 Mac也能无障碍运行x86架构应用的“翻译器”。

  

 

  对于Android开发者来说,让自家APP来适配RISC-V一直是个很难一概而论的事情。而之所以这么说,是因为投资RISC-V对于大型软件开发商无非是“多个朋友多条路”,可以被解释为业务多元化的需求。但在移动互联网本身的红利几乎消耗殆尽,以至于互联网行业都要通过炒作“元宇宙”这样一个暂时没有技术支持的概念的情况下,对于资源有限的中小开发者来说,离开ARM这样一个业已成熟的产品及生态,去一个尚在起步阶段、碎片化严重、缺乏强力管理者的RISC-V生态,可以说是一场不折不扣的赌博。

  此外还有一个并不是很乐观的消息,是Sipeed在社交媒体中暗示面向开发者的RISC-V手机会在明年上市,但也不排除受全球芯片供应链短缺的影响,正式发布或将被推迟到2023年。要知道时间成本也是很重要的,并且已经有种种迹象显示,库克的最后一款作品、甚至被宣传为取代iPhone的苹果AR眼镜,也可能将会在明年亮相。

  

 

  如今,智能手机成为通用移动计算设备的历史已有十余年,而正是智能手机的出现导致了移动互联网的诞生。所以按照历史经验,AR眼镜这样一个具有成为下一代移动终端潜力的设备,是否会复刻曾经智能手机的发展轨迹,会不会吸引开发者更多的关注呢?

  

 

  所以在许多业内人士看来,RISC-V走进智能手机行业可能确实会带来一股新风,但是想要改变整个移动设备生态、掀翻ARM的商业帝国,目前或许还为时尚早。

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