1月底，有個新聞刷爆了筆者的朋友圈。文章的內(nèi)容主要談的是平頭哥完成了安卓10對RISC-V芯片的支持，并開源了全部相關代碼。詳細新聞可以看半導體行業(yè)觀察題為《里程碑，支持RISC-V的安卓系統(tǒng)有重大突破》的報道。

日前，RISV-V International的首席技術官Mark Himelstein在接受媒體采訪的時候也表示，我們應該很快就能看到RISC-V架構(gòu)走向智能手機，乃至HPC等領域。這無疑又吸引了大家對這個話題的再次關注。

近年來，因為收到地緣政治和RISC-V基金會推動等多重因素的影響，這個誕生于十幾年前的架構(gòu)以其開源和無歷史包袱等特性在芯片產(chǎn)業(yè)受到高度歡迎，除了新興公司以外，不少傳統(tǒng)巨頭也殺入了這個領域，但他們的主要落腳點都是放在MCU和某些對軟件生態(tài)沒有高度依賴的嵌入式市場。

但從上文的報道我們可以看到，RISC-V似乎已經(jīng)鉚足勁走向了這個公認的高難度市場。但從當前的手機芯片市場來看，我們還需要RISC-V嗎？

Arm一家獨大的市場

手機芯片架構(gòu)是Arm絕對壟斷的市場，這是沒有任何疑問的。能做到這樣，一方面得益于Arm先天的RISC設計，使其具備簡單和低功耗等特性，能夠在電池容量沒有大幅度提升的前提下，提高消費者的使用體驗。

CISC與RISC的對比

另一方面，Arm之所以能夠在智能手機芯片市場一家獨大，也與他們獨特的授權經(jīng)營模式有很重要的關聯(lián)。從成立起，Arm就就作出了一項決策：不自己生產(chǎn)芯片，向其他公司許可芯片設計。換而言之，Arm開發(fā)的只是芯片內(nèi)核，許可客戶可以增添其他組件，構(gòu)成完整的片上系統(tǒng)。這就使得在智能手機早期，手機芯片領域就吸引德州儀器、高通、聯(lián)發(fā)科和三星等廠商一起開發(fā)手機芯片，共同培育這個生態(tài)。就連現(xiàn)在大紅大紫的GPU巨頭英偉達都在當年推出過使用Arm內(nèi)核的Tegra系列，想在手機芯片市場分一杯羹。由此可以看到Arm授權模式的魅力。作為對比，當年英特爾在看到手機芯片市場的高速發(fā)展，也曾想在這個市場分一杯羹，但從進入到退出，他們幾乎都是孤軍奮戰(zhàn)，雙拳難敵四腿，結(jié)局也是可以預見。

說到這里，也許有人會說，另一個RISC架構(gòu)MIPS也是授權模式，他們甚至比Arm更早實現(xiàn)了商業(yè)化，但在智能手機芯片市場幾乎顆粒無收。為何出現(xiàn)這個現(xiàn)象，我們并不能探究更多原因。但回看當年的報道，MIPS Technologies曾在2012年發(fā)布了一款名為proAptiv的新型處理器，試圖挑戰(zhàn)當年的Arm Cortex-A15。MIPS表示，其proAptiv內(nèi)核將是ARM即將推出的Cortex-A15 CPU的一半大小，但可提供同等或更高的性能。

但正如當時的Tensilica創(chuàng)始人兼CTO Chris Rowen所說，要挑戰(zhàn)ARM在移動設備中的主導地位，不僅需要優(yōu)秀的技術。與此同時，Arm龐大的客戶和合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，以及熟悉其架構(gòu)和工具的軟件開發(fā)人員都是Arm能在智能手機芯片市場取得成功的關鍵要素。。

最后，筆者認為蘋果當年對Arm前身Acorn的投資，讓在蘋果這些年里來對“Arm”保持忠誠。有了最有影響力手機芯片和手機廠商的支持，Arm后來的成功就水到渠成。當然，這只是筆者的猜測。

RISC-V成為“救世主”？

如前文所說，如果是嵌入式或某些對軟件生態(tài)沒有那么高要求的場景，RISC-V絕對是一個好選擇，從半導體行業(yè)觀察之前的文章《為什么看好RISC-V》中，我們也能找到相關論據(jù)來支撐。

來到手機市場，如果你在2019年五月之前問過這個問題，答案絕對是否定的，因為從當前的全球芯片格局和手機芯片的產(chǎn)業(yè)鏈看，沒有任何必要。但在現(xiàn)在看來，行業(yè)有人探索RISC-V在手機處理器上的應用，這是有其客觀原因影響的。其中一個歸咎于美國掀起的地緣政治斗爭。

2019年五月，美國將華為加入了黑名單，并在接下來的一年多的時間里升級其限制，這就讓華為難以獲得美國的先進產(chǎn)品和技術，在手機芯片方面也不例外。和其他所有手機芯片廠商一樣，華為的Kirin系列芯片同樣是用的是Arm的CPU和GPU。例如在華為最新的Kirin 9000上，他們就分別采用了Arm的Cortex-A77 CPU和Mai-G78 GPU。換而言之，華為在最新的旗艦上采用了Arm上一代的CPU和最新的GPU。雖然華為和Arm雙方都曾強調(diào)過，雙方的合作不受美國禁令影響，但有行業(yè)人士在與筆者聊天的時候曾指出，Cortex-A78應該是由Arm美國奧斯汀團隊研發(fā)，而Mali-G78應該是在歐洲研發(fā)的。從某種程度上，這就可以解析了華為在Kirin 9000上沒有用上Cortex-A78或者Cortex-X1的原因。

也就是說，對于華為而言，在當前的局面下，他們有充分的理由去研發(fā)基于RISC-V的手機處理器，加上他們正在打造鴻蒙系統(tǒng)，這就讓這一切變得相對更容易。正如蘋果在用于Macbook的Arm處理器M1上的旗開得勝，以及他們之前從IBM Power處理器轉(zhuǎn)到Intel處理器上的成功證明了一個事實——掌控了自己的軟硬件，才有更強大的話語權。無論是對供應商還是開發(fā)者。

上述關于華為的假設是建立在華為還能繼續(xù)生存下去，并且還會繼續(xù)推進手機業(yè)務的基礎之上。而接下來談到的Nvidia收購Arm，無疑就給RISC-V進入手機插上了騰飛的翅膀。

2020年是半導體一個并購大年，其中英偉達收購Arm無疑是其中最具影響力的一個。外媒semiaccurate在去年十月的報道中也指出，一家業(yè)內(nèi)主要的手機SoC供應商告訴他們，無論這個交易是否獲得批準，他們制造RISC-V SoC的計劃都在向前發(fā)展。據(jù)報道，其實在英偉達宣布收購Arm之前，該廠商已經(jīng)進行了約一年的RISC-V 手機SoC的研發(fā)。

在上個月中，也有報道指出，手機芯片龍頭高通已經(jīng)向美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會、歐盟委員會、英國競爭與市場管理局以及中國國家市場監(jiān)管局表達了對英偉達收購Arm交易的擔憂。根據(jù)報道，高通之所以反對這單交易，是因為他們認為如果英偉達成功收購了Arm，他們就有可能阻止其他芯片制造商使用Arm的IP。當然，英偉達黃仁勛一直強調(diào)他們即使收購成功，他們還是會保持中立。

然而高通的擔憂正是手機SoC領域從業(yè)者的擔憂。

挑戰(zhàn)還在前頭

雖然很多人都覺得，手機SoC廠商并沒有必要去選擇RISC-V，但現(xiàn)在有那么多廠商在各種嘗試，這證明了背后還是有其存在的邏輯。不過正如Chris Rowen評價MIPS進入手機芯片市場一樣，就算有芯片廠最終真的推出了基于RISC-V架構(gòu)的芯片，并克服重重困難讓安卓系統(tǒng)流暢地運行在其上面，但對于他們而言，更大的挑戰(zhàn)還在前頭。

在文章開頭的時候，我們就談過，RISC-V目前之所以能在有些市場表現(xiàn)的非常出色，這主要與這些市場采用的芯片并不需要太強的軟件有關。但手機則是一個與軟件高度綁定的產(chǎn)品，過去十幾年里，無數(shù)的開發(fā)者在Arm芯片上開發(fā)出了無數(shù)的應用，且這些應用涉及到游戲和影音等多個領域，如何讓芯片跑起來這些原本是基于Arm架構(gòu)開發(fā)的應用，或者是吸引開發(fā)者基于RISC-V芯片開發(fā)相關軟件，無論哪個，都會是一個巨大的挑戰(zhàn)。

首先，因為現(xiàn)在的手機系統(tǒng)基本都是安卓的，如果RISC-V芯片想打進手機，如何讓其流暢跑起各種安卓UI是第一步；其次，得到谷歌的支持也很重要。因為現(xiàn)在谷歌的NDK只是對Arm和X86架構(gòu)支持，說服讓他們將RISC-V納入其中，才是接下來談其他可能的前提。

再次，還是以蘋果為例，最近他們把電腦的Intel X86處理器換成了其基于Arm架構(gòu)設計的M1處理器。在軟件方面，一方面，他們基于其自有系統(tǒng)和生態(tài)優(yōu)勢，吸引開發(fā)者兼容他們的處理器；另一方面，他們重新拿出了當初從Power轉(zhuǎn)向X86時候的武器——二進制編譯器軟件，這次他們推出的是Rosetta 2。

據(jù)介紹，在使用M1芯片的Macbook上裝了Rosetta 2之后，可以有效地將大部分基于Intel開發(fā)的應用程序翻譯成Arm芯片看得懂的代碼，也就是可以讓原本在Intel處理器環(huán)境下開發(fā)的軟件在基于M1芯片推出的Macbook上運行。雖然這并不是一個百分百有效的翻譯，也不是每個應用都能借助其翻譯，在實際體驗中，應該也做不到跑在原生環(huán)境上那么流暢，但最起碼能跑起來。

同樣的方法可以應用到潛在的RISC-V芯片上，這也是當年英特爾想做的。當初他們推出X86手機芯片之后，就在搭載其芯片的手機中帶來了一個這樣的二進制編譯軟件，不過當初的整套體驗，是非常不好的，這也加速了Intel手機芯片業(yè)務的死亡。這方面的困難，RISC-V陣型也不能輕易克服。

此外，類似游戲的SDK等各種的支持，也是參與者必須考慮的問題。因為筆者對技術了解不深，所以在這方面就不再深入探討。但總結(jié)而言，只有讓谷歌、開發(fā)者、手機廠商和消費者都投入其中，才有RISC-V成功的可能。

當然，如果像蘋果這樣自己控制軟硬件生態(tài)的廠商做出RISC-V的選擇，會相對簡單。但蘋果圖什么呢？

最后，歡迎大家就這個問題繼續(xù)討論。

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