ARM收購案的終止與RISC-V的機遇

陳徐毅

指令是計算機運行最小的功能單位，它指示計算機執行特定的運算操作，因而指令集本身是代碼，但卻是最低級的代碼，它直接面向電路硬件。不同的指令集負責各自的處理器系列，形成了CPU架構。

CPU架構的發展一直以來是影響計算機性能、軟硬件生態以及產業市場分類的重要因素。不久前，英偉達和軟銀集團聯合宣布終止之前與ARM達成的收購交易引發了業界廣泛關注，與此同時，英特爾突然注資扶持RISC-V并加入其國際基金會的消息令全球芯片市場更添變數。

ARM作為當前兩大處理器架構之一，借著移動互聯時代的疾風迅猛崛起并力壓傳統的x86架構形成二分天下格局。ARM的前身是Acorn Computers公司，90年代初經蘋果公司合作注資分割出獨立子公司，其本身不生產而專門從事設計研發低費用、低功耗處理器芯片，進而將核心知識產權IP核授權給半導體廠商。有別于傳統X86桌面處理器，ARM游走于馮·諾依曼與哈佛架構之間，設計上形成獨有的精簡指令集ARM架構。該架構系列處理器在2000年后由于蘋果和高通產品的高出貨而大受裨益，從而占據了95%的智能手機和平板芯片市場。

2016年軟銀以243億英鎊全資收購ARM，而四年后英偉達意愿出資400億美元從軟銀手中購得這一資產，這筆交易在之后一度擴大到660億美元。作為不同的資方，英偉達的收購歷程比軟銀的阻力大了許多。一開始軟銀在不干預、不影響ARM在芯片設計規劃上的承諾為其注資發展;而英偉達作為全球重量級的芯片廠商，同時也是一家中下游芯片產業公司，這樣的身份作為資方入主產業上游的IP巨頭，難免飽受行業爭議。同時這場跨國半導體并購也受到了各國監管的嚴格審查，最大的反對聲音也來自兩家公司所在國家的機構——英國競爭和市場管理局（CMA）和美國聯邦貿易委員會（FTC）。重重阻力之下，英偉達放棄了收購，軟銀則另求ARM單獨上市。

英偉達方面，終止對ARM的收購使其失去了角逐CPU市場的絕佳機會。這兩年英偉達憑借并行計算帶來的高需求撐起的CPU市場的高增長，其股價足足翻了10倍，大量的現金流足以支撐對戰略級IP的并購和交叉業務鋪展。問題在于，在獲得IP核之前，英偉達仍面臨對手在數據中心領域的激烈競爭，比如亞馬遜和谷歌在各自的云計算中心都推出了相應的芯片，英偉達在機器學習芯片方面的智能化深度仍有待提高。

ARM方面，交易終止意味著沒有其他更好的選擇。作為一家在芯片產業具有獨特地位的公司，ARM向眾多客戶提供知識產權，而這些客戶大多為行業巨頭且彼此競爭激烈，誰都不愿意ARM單獨落入一家控制之下。另外獨立上市的日子也不會好過，ARM雖掌握上游提供IP，但其難以增創營收，這是芯片設計公司的局限。若涉水新的領域，則需要更多資金。

相對軟銀而言僅僅是財務上的影響，則是少了一筆“意外之財”。ARM的轉手成了一個問題，軟銀一直在剝離資產，ARM獨立上市能否求得必要回報是其過去兩年一直反復考慮的事情。

近年來，RISC-V作為一個基于精簡指令集原則的開源指令集架構正逐漸興起，其開放、簡單、易移植、模塊化的特性受到行業各方的廣泛歡迎，它的出現讓芯片制造商、電子終端產品商在游刃于X86和ARM之間有了更多更自主的選擇。

RISC-V始于加州伯克利的學術項目，設計者們認為一個設計精良的指令集可以是開源的且可以被任何人使用，這能讓設計資源得以重復利用，大大減少軟件成本。RISC-V的成功被業界稱為“硬件界的Linux”，因為其使用了開源許可證之一BSD licenses，這使得第三方在使用RISC-V設計時有了更為靈活的自主權。后基金會總部RISC-V International遷至瑞士，會員單位遍及諸多業界知名公司和院校、研究機構。會員中除了像華為、谷歌、阿里、英偉達這樣的科技公司，現在甚至有了X86的主導者英特爾的身影。

許多觀點認為RISC-V的碎片化是不可避免的問題

就在ARM收購案終止的兩天前，英特爾突然宣布加入RISC-V國際基金會高級別會員，同時設立了10億美元的的IFS基金，其中很大一部分用于RISC-V的創新。英特爾“叛逆祖宗之制”的行為令業界大跌眼鏡，也給芯片領域增添了許多變數。

事實上英特爾對RISC-V的上心有其戰略上的考量。目前主流的ARM授權費過于高昂，X86的授權又諸多不便，RISC-V作為開源易獲取、設計靈活模塊化的芯片架構已在物聯網、嵌入式等領域有了成熟和成功的方案，大有打入普適型終端市場之勢。對于英特爾而言，最大的威脅來自ARM產品而非RISC-V，這些年ARM芯片其性能與功耗這對二元矛盾在移動互聯的洗禮下一次次平衡、優化和迭代，這讓ARM逐漸模糊了RISC和CISC的邊界，進化突破性能的制約并向傳統X86架構發起挑戰，而X86卻很難進入到由ARM主導的產品市場中。英特爾拉攏RISC-V是一步以退為進的多元化結構策略，同時也平衡了自主研發的風險。

ARM收購案的終止雖與RISC-V沒有直接關系，但從側面反映了行業正敞懷擁抱芯片上游指令集架構的多元趨勢。RISC-V當前的主要問題是起步生態弱，指令集標準化進展緩慢，要進入主流架構的產品領域仍需要一定時間。許多觀點認為RISC-V的碎片化是不可避免的問題，我們認為碎片化存在風險，但絕非不能避免。基礎指令集由基金會成員表決通過后發布標準，之后趨于穩定，加之模塊化設計的優勢，公版的壯大和標桿的尺度，這些并非一蹴而就。確定的是，RISC-V的開放影響力和成員的支持顯而易見，未來處理器架構多元發展也有利于促進該領域技術與產品進步。