硅谷開源芯片設計正興起 - 《華爾街日報》

2023年7月上海世界人工智能大會上展出的中國芯片製造商算能科技SG2042芯片。該芯片基於RISC-V開放架構設計，隨着科技巨頭尋求專用硬件，這一架構正越來越受歡迎。圖片來源：Cfoto/Zuma Press隨着科技公司考慮為人工智能和移動設備自主設計高性能專用芯片，已有十年曆史的半導體設計標準RISC-V正日益受到青睞。

RISC-V（發音同"risk five"）於2010年作為簡化的開源芯片"指令集"被開發出來。它可用於為智能手錶、筆記本電腦和數據中心服務器等設備創建各類芯片設計方案，且更容易針對AI計算等特定用途進行定製。與市場主導者Arm的專有芯片設計不同，RISC-V完全免費，因此能以更低成本構建出能效更優的處理器。

科技巨頭與細分領域廠商競相開發針對特定功能的定製芯片，助推了RISC-V的崛起。市場研究與諮詢公司SHD Group分析師理查德·瓦茲尼亞克表示：“這是多年來市場上出現的首個真正替代方案。“他指出，開發者社區和工具等RISC-V生態要素正讓芯片設計者更願意採用該架構。

雖然企業通常需為附加功能（如企業級特性或技術支持）向供應商付費，但像RISC-V這類開源技術對開發者免費開放。例如初創公司SiFive就出售其基於RISC-V的芯片設計許可。芯片指令集本質上是軟件與硬件通信的基礎層，用於定義處理器功能。

Meta公司在其5月的博客文章中透露，正採用RISC-V架構驅動部分人工智能計算。Meta表示，運行生成式AI和其他大型AI模型需要更高效的硬件系統，因此選擇自主設計而非僅依賴傳統的圖形處理器。Meta拒絕對RISC-V相關事宜置評。

谷歌稱去年已開始為Android移動操作系統提供RISC-V支持。10月，谷歌宣佈與高通合作推出基於RISC-V的可穿戴設備。11月，谷歌研究院發佈了基於RISC-V的AI與機器學習開源工具集。

部分專家指出，隨着晶體管逼近物理極限，針對特定專業應用設計的硬件將成為提升芯片效能的關鍵。這正是RISC-V等開放標準的優勢——谷歌表示該架構支持深度定製。Meta稱其RISC-V處理器內核為提升AI計算效率進行了"深度定製”。

包括高通、三星、英偉達乃至擁有x86這一廣泛使用的芯片指令集的英特爾，都在探索該技術。高通於8月聯合恩智浦、英飛凌等芯片製造商成立新公司，開發面向汽車、移動等領域的RISC-V芯片設計方案，並將向其他企業授權使用。

“使用這些較舊的指令集時，企業必須獲得授權許可才能開始製造產品，”高通產品管理高級副總裁齊亞德·阿斯加爾表示，“但RISC-V作為開放指令集，無需支付前期許可費即可投入研發。”

弗雷斯特研究機構總監格倫·奧唐奈指出，這正是相比Arm等付費架構設計，RISC-V吸引企業的核心原因。他強調：“授權費用不再構成致命門檻，因此能夠製造真正廉價的處理器。”

去年，Arm採取了非常規舉措起訴高通（其銷售額佔比超10%），指控後者通過收購公司開發的芯片試圖降低專利費支付。

SHD集團預測，基於RISC-V的芯片出貨量年複合增長率將達40%。該機構表示，生成式AI為RISC-V芯片開發帶來重大機遇，到2030年相關芯片營收有望突破千億美元，佔據25%的SoC（“系統級芯片”）市場份額。

近期行業動態可能威脅去年9月上市的英國芯片設計商Arm，該公司目前佔據智能手機、平板及筆記本處理器市場90%份額。Arm拒絕對RISC-V置評。

若RISC-V生態在中國持續擴張，或將形成更大挑戰——中國科技企業正積極擁抱這一開放標準以擺脱西方芯片技術依賴。

儘管如此，戴爾首席技術官約翰·羅斯表示，支持RISC-V的"中間件"軟件（使企業無需額外開發工作即可使用）尚未為數據中心等高性能應用完全開發成熟。

“在建立足夠的軟件和開發者生態系統之前，這些技術仍將非常小眾，“羅斯在談及RISC-V在企業買家中的認知度時表示。

RISC-V國際首席執行官卡莉斯塔·雷德蒙德稱，該標準管理機構計劃明年推出認證和更多開發者資源。“它確實是一個強大的第三架構，“她表示，“就在幾年前，市場上還只有x86和Arm兩大主流架構。”

聯繫作者貝勒·林，郵箱：[email protected]

更正聲明高通正在出售基於RISC-V的芯片設計許可，這是其與其他芯片製造商聯合成立公司的一部分。本文早期版本錯誤稱高通正在銷售基於RISC-V的設備。（更正於12月18日）

本文刊登於2023年12月15日印刷版，標題為《開源芯片設計獲得市場青睞》。