最近一直忙于手頭項(xiàng)目，同時(shí)也沒有很值得研究的產(chǎn)品，因此這兩個(gè)月也就疏于更新。2020年馬上就過去了，這里也從個(gè)人角度隨便聊聊一些粗淺理解，有不對(duì)的地方還請(qǐng)指教。

　　英特爾 vs AMD

　　今年的處理器市場(chǎng)算是比較熱鬧了，從前的霸主intel跌落神壇，從產(chǎn)品到股價(jià)都經(jīng)受了重創(chuàng)。而它的老對(duì)頭AMD時(shí)來運(yùn)轉(zhuǎn)，ZEN架構(gòu)迭代的愈加順利，從PC端到服務(wù)器市場(chǎng)都在蠶食intel的市場(chǎng)。

　　這兩個(gè)冤家的糾纏從幾十年前就開始了，AMD曾數(shù)度占據(jù)先機(jī)，但intel都能很快的挽回局勢(shì)，重新占據(jù)上風(fēng)。而這次看起來似乎是intel這20年最大的一次危機(jī)。從表象上來看似乎是intel在自家工藝上載了跟頭，更深層次其實(shí)是intel的多元化戰(zhàn)略的挫折，從收購Mobileye，Altera，再到后來的Nervana和habaha（這兩個(gè)名字也是般配），加上重啟自研GPU之路，intel一直在嘗試創(chuàng)造一個(gè)包含CPU，GPU，硬件可編程單元FPGA，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元等集大成為一體的異構(gòu)處理綜合體，囊括了未來數(shù)十年在終端，云端，人工智能，功能可定制化等主要領(lǐng)域和新興方向的主要需求。

　　這當(dāng)然是一個(gè)很宏大并且很誘人的目標(biāo)，然而難度也是巨大的。不但要在硬件上掌控這些非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)，同時(shí)在軟件層面也需要非常好的抽象和調(diào)度，以適于程序員使用這些資源?？梢哉fintel過高的估計(jì)了自己的資源和能力，在各方面遍地開花式的齊頭并進(jìn)的結(jié)果就是資源配置不足，首先就導(dǎo)致在工藝端出現(xiàn)了短板，而后在自動(dòng)駕駛和人工智能加速器上也漸漸落在后邊。

　　現(xiàn)在除了前方失火，作為老巢的CPU市場(chǎng)居然也受到了極大挑戰(zhàn)，不得不說是輕敵冒進(jìn)的結(jié)果。而反觀AMD在低谷中時(shí)，沒有能力也沒有關(guān)注這些外延領(lǐng)域，而是集中全部的資源在當(dāng)下最核心最有希望的處理器設(shè)計(jì)上，從拋棄推土機(jī)這種花哨式的設(shè)計(jì)開始，回歸主流設(shè)計(jì)方案，以ZEN架構(gòu)一舉搬回了劣勢(shì)。隨著幾代ZEN架構(gòu)的成功，根基穩(wěn)固之后，再開始慢慢擴(kuò)展領(lǐng)域，包括最近收購Xilinx，也透露出AMD在云端異構(gòu)上的野心。

　　當(dāng)然intel現(xiàn)在的困境也不能簡(jiǎn)單的歸結(jié)于單個(gè)原因。從另外一個(gè)角度看，intel也是時(shí)運(yùn)不濟(jì)，異構(gòu)處理的思想過于超前，以至于花費(fèi)了大量的資源和財(cái)力，導(dǎo)致當(dāng)下能夠賺錢的市場(chǎng)沒有把握住。這其實(shí)是很多行業(yè)領(lǐng)先者曾經(jīng)犯下的錯(cuò)誤，這也是芯片領(lǐng)域的天時(shí)地利人和，缺一不可。

　　而所謂的時(shí)機(jī)，這個(gè)有點(diǎn)玄學(xué)的味道了，因?yàn)檎l也不知道風(fēng)口什么時(shí)候到來，什么時(shí)候褪去。有的提前做了準(zhǔn)備，并且把握住了風(fēng)口的機(jī)會(huì)，比如NVIDIA對(duì)于CUDA并行計(jì)算和AI；而有的提前做了準(zhǔn)備，卻耗盡了資源沒有等到時(shí)機(jī)來臨，比如幾年前的那幾家ARM服務(wù)器開發(fā)廠商。這其中的度怎么把握確實(shí)是件非常困難的事。

　　英偉達(dá)收購ARM的影響

　　另一個(gè)重磅消息就是ARM將被NVIDIA收購。作為移動(dòng)領(lǐng)域的絕對(duì)霸主，ARM自己卻有點(diǎn)風(fēng)雨飄搖的味道，先是被軟銀巨資收入囊中且給予厚望，然而沒過幾年就被出售。而每年百億級(jí)別的出貨量，居然只有區(qū)區(qū)幾個(gè)億的年利潤(rùn)，對(duì)比四五百億的估值真是有點(diǎn)不夠看的。

　　這幾年ARM的發(fā)展可以說是主要借了移動(dòng)領(lǐng)域快速發(fā)展的東風(fēng)，基本壟斷了高端手機(jī)的核心，這也是其主要的利潤(rùn)來源。而其他大力發(fā)展的領(lǐng)域，比如物聯(lián)網(wǎng)，人工智能，只能說暫時(shí)還是美麗的童話，IP賣了不少，可獲得的收益就少的可憐，而大力推廣的服務(wù)器領(lǐng)域，一波一波的廠商被忽悠進(jìn)去，然后紛紛割肉退出。因此ARM雖然當(dāng)下風(fēng)光無限，但背地里也是危機(jī)重重，一旦手機(jī)市場(chǎng)慢下來，ARM的利潤(rùn)根基就會(huì)受到威脅。

　　被寄予厚望的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)正受到開源RISCV的挑戰(zhàn)，而人工智能趨于定制化設(shè)計(jì)，ARM也沒什么優(yōu)勢(shì)，更不用說服務(wù)器端的玩家變成了一眾云廠商，它們更傾向于自己設(shè)計(jì)，ARM在這幾個(gè)方面都很難獲得大的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。這也許就是IP廠商的宿命，強(qiáng)如ARM也只能獲得芯片產(chǎn)業(yè)鏈上微不足道的利潤(rùn)分成。隨著ARM被收購，也許就是活躍了幾十年的IP業(yè)務(wù)終結(jié)的開始。

　　之后除了非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)還可能存在獨(dú)立的公司，其他的IP都會(huì)漸漸被整合到某幾個(gè)公司旗下，從而出現(xiàn)芯片領(lǐng)域的平臺(tái)提供商。這樣芯片公司只需要關(guān)注在主要的功能設(shè)計(jì)上，其他部分都可以從平臺(tái)獲得，包括IP，設(shè)計(jì)flow，綜合以及tape out相關(guān)，從而獲得資源配置的最優(yōu)化。而芯片設(shè)計(jì)相關(guān)的工作，目前主要由眾多Design Service公司提供，也很有可能在不遠(yuǎn)的將來歸于平臺(tái)提供商之下，以更加高效和自動(dòng)化的方式提供。

　　之后獨(dú)立IP的提供方式也不再是目前的軟硬核交付，更可能是獨(dú)立的裸片，通過chiplet互聯(lián)形成一個(gè)完整的芯片packet。在這種理念下，平臺(tái)提供商就有資源和能力獲得較大的利潤(rùn)，從而成為芯片行業(yè)的巨無霸，其能量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)在的intel。也許10年之后，芯片行業(yè)出現(xiàn)了一個(gè)像google和amazon這樣萬億級(jí)的公司也并非不可能。

　　蘋果劃時(shí)代推出Arm筆電處理器

　　剛才說到ARM，今年還有一個(gè)里程碑式的事件，就是Apple以驚人的速度推出了基于ARM的筆記本電腦。

　　Apple從來不是一個(gè)拘泥于現(xiàn)狀的公司，在其歷史上，就曾經(jīng)在短時(shí)間內(nèi)拋棄了摩托羅拉轉(zhuǎn)向intel。但當(dāng)時(shí)的情況是powerpc日漸式微，而intel明顯的處于快速上升期，和現(xiàn)在并不可同日而語。之前其他廠商推出的基于ARM的各種筆記本基本上都不溫不火，不曾對(duì)X86架構(gòu)構(gòu)成任何挑戰(zhàn)。

　　通俗講，如果告訴一個(gè)人說現(xiàn)在的imac裝不了win10了，有很大一批人可能都會(huì)猶豫。因此apple當(dāng)下的選擇是冒了很大的風(fēng)險(xiǎn)的。然而apple也有自己獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，就是軟硬件一體的高度控制能力，這也是它敢于叫板intel的底氣。

　　由于IOS在龐大的電腦市場(chǎng)占比較小，目前還不能對(duì)X86構(gòu)成什么威脅。但這次改變卻透露了X86未來可能的隱患，這就是基于Apple強(qiáng)有力的執(zhí)行力和軟硬件整合力的推動(dòng)下，在Apple體系中成功建立起移動(dòng)、桌面和云的一體化，從而證明了ARM架構(gòu)在泛云支持上的可能性。這個(gè)殺傷力就很大了，現(xiàn)在Amazon也只是在某些特定領(lǐng)域使用ARM服務(wù)器，并沒有對(duì)X86龐大的生態(tài)構(gòu)成挑戰(zhàn)。而Apple的一體化是直接面向了泛應(yīng)用領(lǐng)域，這個(gè)如果成功，就表明現(xiàn)在桌面和移動(dòng)的幾乎所有應(yīng)用都可以遷移到ARM上，同時(shí)對(duì)應(yīng)的云端應(yīng)用也可以用ARM支持，這樣相當(dāng)于直接切入了X86的生態(tài)圈。

　　理想當(dāng)然美好，然而過程并沒有那么容易，就單單推動(dòng)廠商把現(xiàn)在IOS上的桌面應(yīng)用都遷移到ARM上都是個(gè)不小的工作，更不用說那些歷史遺留程序了。不過前景還是值得期待，也許若干年之后，我們真的能看到RISC的代表ARM將X86擊敗的時(shí)刻，這將代表著處理器領(lǐng)域進(jìn)入全新的時(shí)代。

　　RISC-V暫時(shí)難成氣候

　　談到ARM，就不得不說說現(xiàn)在炙手可熱的RISCV。這是一個(gè)從出生就含著金鑰匙的指令級(jí)架構(gòu)。在誕生之初，沒有人能預(yù)料到它能在巨頭壟斷的處理器市場(chǎng)掀起這么大的浪花。

　　指令集開源，硬件設(shè)計(jì)開源，這個(gè)老前輩openrisc都嘗試過，但是并沒能挽回其不斷衰落的事實(shí)，這也許就是天時(shí)、地利、人和，或者更通俗的講，“風(fēng)口上的豬”吧。

　　不過坦率講，雖然RISCV一直很熱鬧，不過在真正商業(yè)化的路途上和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ARM還差的很遠(yuǎn)，大多數(shù)的創(chuàng)業(yè)公司還停留在處理器個(gè)別系列的研發(fā)中，能夠大規(guī)模量產(chǎn)的，可能只有像西部數(shù)據(jù)這樣自產(chǎn)自銷的模式了。而其他林林總總的開源核心，包括西數(shù)開源的商用化內(nèi)核，也基本上淪為各大高校的學(xué)習(xí)和研究的項(xiàng)目，真正用開源核心做商業(yè)項(xiàng)目的鳳毛麟角。這也反映了硬件開源化相比軟件的種種困境。

　　不過盡管面臨種種困難，RISCV仍然算是成功的在X86和ARM巨頭窺視的壟斷性市場(chǎng)中開辟了一絲曙光，而有光亮的地方就有希望。談到RISCV的進(jìn)展，大家大多會(huì)想到對(duì)標(biāo)ARM，比如sifive或者其他公司發(fā)布的處理器，基本上都會(huì)標(biāo)明對(duì)標(biāo)ARM的哪一款產(chǎn)品。這當(dāng)然也是一種思路，不過從個(gè)人角度來看，對(duì)標(biāo)ARM的替代化發(fā)展可能是一條比較困難的路。不論是從指令集性能，設(shè)計(jì)能力以及生態(tài)建設(shè)，RISCV和ARM都差的太遠(yuǎn)，這樣的話只能在低端應(yīng)用上進(jìn)行替代，而這個(gè)領(lǐng)域ARM自己的利潤(rùn)都少的可憐，作為替代方的RISCV們就更少了。

　　高端領(lǐng)域比如手機(jī)平板這些高利潤(rùn)領(lǐng)域，RISCV基本上沒戲。那么RISCV的優(yōu)勢(shì)在哪里？個(gè)人拙見，相比ARM，RISCV最大的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單，整個(gè)體系架構(gòu)區(qū)區(qū)幾百頁文檔，幾十條指令加幾十個(gè)系統(tǒng)寄存器就能實(shí)現(xiàn)完整功能的RISCV核心，而對(duì)比ARM那幾千頁的文檔和復(fù)雜的架構(gòu)，對(duì)于設(shè)計(jì)者的難度是顯而易見的。

　　這樣就將處理器這樣一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)降低到大多數(shù)公司都能夠開發(fā)和應(yīng)用的層次上。ARM設(shè)計(jì)這么多指令和功能就是為了爭(zhēng)取最后那10%的性能，RISCV當(dāng)然不可能在這里勝過它，但簡(jiǎn)潔的指令集架構(gòu)卻給了多數(shù)廠商自行設(shè)計(jì)和定制的能力，由于實(shí)現(xiàn)RISCV的基礎(chǔ)架構(gòu)變得非常簡(jiǎn)單，基于此進(jìn)行二次開發(fā)和定制化開發(fā)就變得可行。這雖然會(huì)帶來碎片化的隱患，但確提供了百花齊放的可能性，從而將處理器靈活擴(kuò)展到其他領(lǐng)域。這也許是RISCV一個(gè)更有希望的發(fā)展方向。

　　結(jié)語

　　回顧今年，我一共發(fā)了20篇文章，從處理器設(shè)計(jì)到AI架構(gòu)各方面，從產(chǎn)品分析到論文解讀，理解上固然有限，但每一篇還算是認(rèn)真思考的結(jié)果，在這里要感謝支持我的讀者朋友們，也是芯片行業(yè)的伙伴。下一年我也會(huì)在工作之余繼續(xù)給大家?guī)硖幚砥骱虯I芯片的解讀，期待各位繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)支持。最后，預(yù)祝各位2021新年快樂。