編者按:目前,ARM指令集芯片已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備中普及,但在高性能終端、云計(jì)算等領(lǐng)域還處于起步階段。當(dāng)蘋(píng)果M1芯片打破Wintel聯(lián)盟的局勢(shì)之后,各個(gè)廠(chǎng)商都看到了ARM指令集芯片進(jìn)入高性能計(jì)算市場(chǎng)的可能。
啟明創(chuàng)投投資企業(yè)、通用智能計(jì)算芯片初創(chuàng)企業(yè)此芯科技致力于開(kāi)發(fā)兼容ARM指令集的通用智能計(jì)算體系,提供芯片產(chǎn)品和通用計(jì)算一站式解決方案。公司近日宣布完成超1億元天使++輪融資,至此,此芯科技已連續(xù)完成三輪天使期融資。融資所募資金將用于加速技術(shù)研發(fā)及市場(chǎng)拓展。
日前,此芯科技創(chuàng)始人、CEO孫文劍與啟明創(chuàng)投合伙人葉冠泰接受了澎湃新聞的采訪(fǎng),分享了兩類(lèi)CPU指令集架構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)局面、此芯科技的發(fā)展前景、未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)計(jì)劃等。啟明創(chuàng)投微信公眾號(hào)經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
此芯科技創(chuàng)始人、CEO孫文劍
蘋(píng)果M1芯片“帶飛”ARM架構(gòu),撬動(dòng)x86和英特爾傳統(tǒng)PC芯片市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。ARM CPU芯片進(jìn)入高性能計(jì)算市場(chǎng),這是給x86陣營(yíng)敲響的一記警鐘,也是創(chuàng)業(yè)者的機(jī)會(huì)。
孫文劍在專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示,ARM指令集越來(lái)越優(yōu)化,生態(tài)積累越來(lái)越成熟,工藝節(jié)點(diǎn)也到了7納米、5納米,基于ARM架構(gòu)的CPU性能本身得到飛速發(fā)展。ARM指令集芯片已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備中普及,它也憑借算力、功耗、生態(tài)上的快速發(fā)展,正大舉進(jìn)攻高性能計(jì)算市場(chǎng)。
“ARM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了能夠搶奪x86市場(chǎng)這樣一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上?!?/strong>尤其是蘋(píng)果M1芯片用不到一年時(shí)間就開(kāi)始撬動(dòng)x86陣營(yíng)在傳統(tǒng)PC芯片市場(chǎng)上數(shù)十年的主導(dǎo)地位。2021年出走AMD(美國(guó)超威半導(dǎo)體公司),聯(lián)合創(chuàng)立此芯科技,孫文劍說(shuō),把具有能效比的ARM應(yīng)用到高性能計(jì)算這個(gè)技術(shù)變革本身,此芯科技與全球一流的芯片廠(chǎng)商幾乎站在一條起跑線(xiàn)上。
英特爾、AMD兩大巨頭領(lǐng)跑桌面與服務(wù)器CPU市場(chǎng),目前中國(guó)各類(lèi)芯片創(chuàng)業(yè)公司也層出不窮。葉冠泰對(duì)澎湃新聞表示,CPU的發(fā)展和操作系統(tǒng)密不可分,要平衡硬件創(chuàng)新與中國(guó)軟件生態(tài)培養(yǎng)。蘋(píng)果有自己的生態(tài),安卓是開(kāi)放式的生態(tài),中國(guó)應(yīng)該要有一個(gè)更開(kāi)放的純軟件生態(tài)系統(tǒng)。
“高端芯片行業(yè)其實(shí)是一個(gè)全球競(jìng)爭(zhēng)非常殘酷、拼真刀真槍的行業(yè)。”葉冠泰說(shuō),中國(guó)半導(dǎo)體未來(lái)要成功,中國(guó)要成為世界級(jí)芯片強(qiáng)國(guó),必須利用全球資源不斷學(xué)習(xí)不斷進(jìn)步。
01/
ARM架構(gòu)芯片撬動(dòng)傳統(tǒng)PC市場(chǎng)
CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心,常被稱(chēng)作計(jì)算機(jī)的大腦。當(dāng)前CPU指令集架構(gòu)可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是以x86為代表的復(fù)雜指令集(CISC),占領(lǐng)了桌面計(jì)算機(jī)和服務(wù)器市場(chǎng);另一類(lèi)是以ARM、MIPS等為代表的精簡(jiǎn)指令集(RISC)。
CISC通過(guò)設(shè)置一些功能復(fù)雜的指令,把一些原本由軟件實(shí)現(xiàn)的常用功能改用硬件的指令系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),以此提高計(jì)算機(jī)的執(zhí)行速度。
不過(guò)CISC處理的是不等長(zhǎng)指令集,造成了一些不必要的等待,對(duì)硬件集成度、工藝要求也高。CISC型CPU所包含的單元電路很多,為了將電路串聯(lián)起來(lái),其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極為復(fù)雜,造成這類(lèi)計(jì)算機(jī)的CPU面積和功耗很大。
RISC采用等長(zhǎng)指令,可以將一條指令分割成若干個(gè)進(jìn)程或線(xiàn)程,交給不同處理器并行處理,效率高,硬件集成度要求不高。RISC型CPU所包含的單元電路較少,直接表現(xiàn)是CPU面積小,功耗低。
實(shí)際上,這兩類(lèi)架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)激烈。復(fù)雜指令集方面,微軟與英特爾上世紀(jì)形成的“Wintel聯(lián)盟”主導(dǎo)全球PC市場(chǎng),推動(dòng)Windows操作系統(tǒng)在基于英特爾CPU的PC機(jī)上運(yùn)行。而精簡(jiǎn)指令集被擠壓到嵌入式市場(chǎng),在智能手機(jī)興起后獲得新市場(chǎng)空間,ARM指令系統(tǒng)和Android操作系統(tǒng)也形成了“AA生態(tài)”。
“x86主導(dǎo)的是高性能領(lǐng)域,所以筆記本、臺(tái)式機(jī)、服務(wù)器傳統(tǒng)上都是x86的天下,低功耗領(lǐng)域的產(chǎn)品則是ARM的天下?!睂O文劍表示,ARM架構(gòu)主導(dǎo)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和IoT領(lǐng)域,隨著AR/VR、智能汽車(chē)的普及,在未來(lái)數(shù)字世界,ARM架構(gòu)的CPU會(huì)扮演越來(lái)越重要的角色。
它也憑借算力、功耗、生態(tài)上的快速發(fā)展,正大舉進(jìn)攻高性能計(jì)算市場(chǎng)?!捌鋵?shí)過(guò)去十幾年,ARM一直試圖去搶x86的市場(chǎng),但因?yàn)楫a(chǎn)品性能、工藝節(jié)點(diǎn)、生態(tài),這些嘗試還看不到有成功的機(jī)會(huì)?!?strong>但孫文劍明顯感覺(jué)到,ARM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了能勝任高性能計(jì)算需求的階段,必然會(huì)與x86競(jìng)爭(zhēng)。
ARM指令集越來(lái)越優(yōu)化,生態(tài)積累越來(lái)越成熟,工藝節(jié)點(diǎn)也到了7納米、5納米,基于ARM架構(gòu)的CPU性能本身得到飛速發(fā)展。ARM指令集芯片已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備中普及,在高性能終端、云計(jì)算等領(lǐng)域處于起步階段,國(guó)際大廠(chǎng)紛紛試水自研ARM芯片,擺脫對(duì)英特爾的依賴(lài)。
在服務(wù)器領(lǐng)域,亞馬遜云計(jì)算子公司AWS已經(jīng)推出基于ARM架構(gòu)的AWS Graviton3處理器。在PC方面,蘋(píng)果公司2020年推出基于ARM架構(gòu)的M1芯片,搭載M1芯片的Mac筆記本比x86的待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng),能效比更高。10W的功耗限制下,M1芯片可提供傳統(tǒng)X86筆記本處理器2倍以上的CPU性能。今年3月,蘋(píng)果發(fā)布M1 Ultra芯片,再次顛覆個(gè)人電腦行業(yè)。
蘋(píng)果用不到一年時(shí)間就開(kāi)始撬動(dòng)x86陣營(yíng)在傳統(tǒng)PC芯片市場(chǎng)上數(shù)十年的主導(dǎo)地位。2021年第三季度,ARM芯片在PC市場(chǎng)份額約8%,而在蘋(píng)果M1芯片上市之前,2020年第三季度ARM在PC芯片中的市場(chǎng)份額僅為2%。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Mercury Research首席分析師迪恩·麥卡倫(Dean McCarron)認(rèn)為,ARM架構(gòu)芯片的PC市場(chǎng)份額增長(zhǎng)主要得益于M1芯片的銷(xiāo)售。
02/
給x86陣營(yíng)敲響的警鐘也是難得的機(jī)會(huì)
“這對(duì)x86陣營(yíng)是一個(gè)非常大的警鐘。”孫文劍說(shuō),對(duì)從業(yè)者而言,這是個(gè)非常難得的機(jī)會(huì)。
葉冠泰提到,2020年蘋(píng)果發(fā)布M1芯片之前,市場(chǎng)上普遍認(rèn)為英特爾處理器在服務(wù)器和電腦端的統(tǒng)治地位是無(wú)可撼動(dòng)的。“蘋(píng)果M1在打破Wintel聯(lián)盟的局勢(shì)之后,讓各個(gè)廠(chǎng)商看到了更加豐富的產(chǎn)品差異化的實(shí)現(xiàn)。”
“我們幾個(gè)合伙人也認(rèn)可這樣的機(jī)會(huì),所以決定跳出穩(wěn)定的工作環(huán)境去創(chuàng)業(yè)?!?021年10月,此芯科技成立,創(chuàng)業(yè)前,孫文劍是AMD中國(guó)大BU負(fù)責(zé)人。
“CPU一直是芯片所有種類(lèi)里的重中之重?!比~冠泰預(yù)測(cè),基于ARM架構(gòu)的CPU+GPU+NPU,再去適配終端特性的系統(tǒng)級(jí)芯片可能是未來(lái)市場(chǎng)主流,也給了CPU創(chuàng)業(yè)公司一個(gè)特別的機(jī)會(huì)?!八晕覀?nèi)ツ昊撕芏鄷r(shí)間來(lái)看有沒(méi)有這樣一個(gè)團(tuán)隊(duì)能夠做出這款芯片?!?/span>
目前此芯科技已簽約落地上海自貿(mào)區(qū)臨港新片區(qū),其總部及CPU研發(fā)中心項(xiàng)目總投資19億元,將建設(shè)基于ARM架構(gòu)的高性能CPU芯片研發(fā)項(xiàng)目,主要應(yīng)用于桌面筆記本、數(shù)據(jù)服務(wù)器等領(lǐng)域。
此芯科技計(jì)劃聚焦終端通用智能計(jì)算,芯片可用于筆記本、臺(tái)式機(jī)、高端平板電腦、AR/VR等場(chǎng)景中。此后逐步在元宇宙、邊緣計(jì)算、云計(jì)算、高性能通用計(jì)算等領(lǐng)域突破現(xiàn)有解決方案瓶頸,構(gòu)建端邊云一體化的高性能、低功耗完整算力平臺(tái)。
“把ARM放到PC、服務(wù)器、元宇宙上,這是新的市場(chǎng),新的應(yīng)用場(chǎng)景?!睂O文劍說(shuō),蘋(píng)果有自己的iOS系統(tǒng),M1芯片也已走在前面。在非iOS生態(tài)上,高通和聯(lián)發(fā)科也看到了這樣的新機(jī)會(huì),“這是一個(gè)非常大的全球性市場(chǎng)機(jī)會(huì),我們有我們的優(yōu)勢(shì)?!?/span>
“我們和系統(tǒng)的主機(jī)廠(chǎng)商、OEM(原始設(shè)備制造商)結(jié)合緊密,我們已經(jīng)深入和這些潛在合作伙伴溝通,了解他們的訴求是什么,把他們的訴求在我們芯片定義和設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中就反映出來(lái),并在系統(tǒng)層面深入優(yōu)化?!?/strong>孫文劍表示,這種深入的合作關(guān)系能夠使得芯片在研發(fā)時(shí),系統(tǒng)也同步往前開(kāi)發(fā),縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
“x86、ARM陣營(yíng)各有不同玩家,不同大廠(chǎng)都積累了經(jīng)驗(yàn),但把ARM用到高性能計(jì)算這件事本身,我們跟這些大玩家?guī)缀跏窃谝粭l起跑線(xiàn)上的。”孫文劍表示,手機(jī)芯片領(lǐng)域,高通是天花板,x86芯片上,英特爾和AMD是天花板。“將來(lái)我們有機(jī)會(huì)和高通、微軟一塊兒 ‘造房子’,天花板還沒(méi)有,誰(shuí)能夠到天花板還不一定。”
03/
平衡硬件創(chuàng)新與軟件生態(tài)培養(yǎng)
縱觀(guān)全球,英特爾、AMD兩大巨頭領(lǐng)跑桌面與服務(wù)器CPU市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)CPU正奮力追趕。2002年,我國(guó)首枚擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用高性能微處理芯片“龍芯一號(hào)”誕生,結(jié)束了中國(guó)計(jì)算機(jī)“無(wú)芯”的歷史。2015年,“中國(guó)芯”龍芯CPU首次用于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星上天。
如今國(guó)內(nèi)正在研制的處理器所采用的指令集包羅萬(wàn)象,有ARM、MIPS、PowerPC、SPARC、SW64、RISC-V、x86等。但中科院計(jì)算所研究員、中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)理事包云崗曾撰文提到,繁榮的背后是分散了本已十分稀缺的基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)力量,導(dǎo)致編譯、操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)者與愛(ài)好者由于精力有限而無(wú)法兼顧所有指令集的優(yōu)化,延緩了自主生態(tài)的建設(shè)。
所謂生態(tài),就像傳統(tǒng)PC市場(chǎng)上英特爾和微軟構(gòu)成的Wintel聯(lián)盟,產(chǎn)業(yè)鏈條上的企業(yè)各自分工緊密協(xié)作,英特爾領(lǐng)導(dǎo)CPU的發(fā)展,帶動(dòng)一批PC硬件和制造企業(yè)為其適配,微軟及合作伙伴在操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件方面同x86芯片緊密協(xié)作。
CPU的發(fā)展和操作系統(tǒng)密不可分,葉冠泰表示,要平衡硬件創(chuàng)新與中國(guó)軟件生態(tài)培養(yǎng)。蘋(píng)果有自己的生態(tài),安卓是開(kāi)放式的生態(tài),中國(guó)應(yīng)該要有一個(gè)更開(kāi)放的純軟件生態(tài)系統(tǒng)。
“一個(gè)硬件系統(tǒng)、一個(gè)芯片不可能孤立地為消費(fèi)者提供算力,一定是要跟操作系統(tǒng)、軟件結(jié)合起來(lái)的?!睂O文劍表示,加大對(duì)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序的投入才能形成整體解決方案,同時(shí)要以開(kāi)放的心態(tài)參與全球生態(tài)建設(shè)。
“高端芯片行業(yè)是一個(gè)全球競(jìng)爭(zhēng)非常殘酷、拼真刀真槍的行業(yè)?!比~冠泰說(shuō),中國(guó)半導(dǎo)體未來(lái)要成功,中國(guó)要成為世界級(jí)芯片強(qiáng)國(guó),必須利用全球資源不斷學(xué)習(xí)不斷進(jìn)步。
“Wintel壟斷了整個(gè)桌面系統(tǒng)過(guò)去二三十年的發(fā)展,打造了一個(gè)強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng),影響了消費(fèi)者習(xí)慣。但這個(gè)聯(lián)盟本身也遇到了巨大危機(jī),因?yàn)橄M(fèi)者已經(jīng)感受到這個(gè)生態(tài)缺乏創(chuàng)新體驗(yàn)?!睂O文劍表示,微軟正在以更加開(kāi)放的心態(tài)尋求其他合作伙伴,打造新的生態(tài)系統(tǒng)以更符合消費(fèi)者習(xí)慣。
在桌面端,微軟正在加大Window on ARM生態(tài)的打造。他表示,未來(lái)此芯科技基于ARM架構(gòu)的高性能CPU芯片將適配Windows、Android、Linux等不同操作系統(tǒng)。“我們會(huì)積極適配操作系統(tǒng),融入到生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展中?!?/span>
來(lái)源 | 澎湃新聞
作者 | 張靜
編輯 | 李躍群