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2023
07-04

cpu ip授权是什么意思啊-ARM中断IP授权,国产芯片再次遭受重创中国芯片如何突围?

近日,芯片设计公司ARM宣布,将拒绝向中国企业出售先进CPU芯片设计IP——Neoverse V1和V2产品。

这些产品涉及华为、阿里巴巴等多家内地企业。

拒绝供货的原因主要是因为Neoverse V系列产品是目前ARM旗下最先进的IP,性能强劲。 于是受到美国禁令的限制,ARM不得不做出选择。

也就是说,落后的芯片可以随便用,先进的芯片是不允许用的!

那么问题来了,ARM的“停产”会带来什么影响呢? 没有ARM的架构指令集,国产芯片该怎么办?

芯片架构和指令集

说到芯片,大家都能说上几句,比如苹果Bionic、高通骁龙、华为麒麟等等,但说到架构和指令集,就无话可说了。

我们都知道芯片是一种极其复杂精密的部件,无论是设计、制造还是封装都需要极其强大的技术。

一款芯片的开始就是设计,而设计自然离不开架构和指令集。 芯片拥有强大性能的前提是拥有先进的指令集架构。

那么架构和指令集是怎样的呢? 快来看看吧!

其实架构≈指令集,对于非专业人士来说,确实可以这么说。 但实际上,还是有很大的差别。

让我们举个例子:

我们都吃过炒菜,炒菜的过程我们都知道。 无非是:买菜、选菜、洗菜、切菜、生火、烧油、炒菜、加调料、炒菜。

这些单独的过程可以分为几个小步骤。 比如洗菜,首先要找一个好的菜盆,然后接水,将蔬菜放入水中,清洗,最后控水。

所有这些大大小小的过程组合在一起就形成了一个指令集,我们可以称之为“烹饪指令集”。

只要你按照这套说明做,你就可以做一道菜。 好吃不好吃是另外一回事,但至少他会做一道菜。

这个指令集是可以改变的,比如切菜。 我们可以把它切成条、方块、片,甚至可以用手撕开。

杂货店购物怎么样? 也可以自己去菜市场购买表情包设计,当然也可以在网上购买。

修改不好的话,直接使用预定的“烹饪指令集”,修改得好的话,就变成了“魔法修改”。

再换到手机芯片上,同样如此。

指令集是芯片处理各种计算的步骤的细分,并将每个步骤固定为一个组合。 当然这个组合也是可以改变的。

就拿炒菜来说吧:你改的时候,可以一边烧油一边洗菜,还可以加葱姜蒜提味,或者我不炒,也可以直接把蔬菜炖就好了。

理解了指令集,那么架构就很容易理解了。

架构是为实现指令集而设计的硬件。

可以理解为:指令集是一个步骤规划,架构是芯片上实现的具体电路。

当然,相同的指令集可以由不同的架构来实现。 例如,Intel和AMD都使用X86指令集,但芯片架构不同。

Intel芯片:分为北桥和南桥,其中北桥负责连接CPU、内存、显卡等部件,南桥负责连接速度较慢的外围接口,包括硬盘、USB、网卡, ETC。

AMD芯片:内存控制组集成在CPU中,使内存直接与CPU通信,可以加快CPU和内存的传输速度。

事实上,架构不同、指令集不同并不重要,只要能够得到相同的结果即可。

但事实上,你已经把指令集写在芯片上了。 指令集不同,对应的电路也不同,寄存器和数据带宽也不同,芯片之间的差异就变得更大。 最典型的例子是:ARM和X86。 。

ARM是经典的精简指令集

其基本思想是尽可能简化计算机指令的功能,保留功能简单的指令,减少指令的平均执行周期,提高CPU的主频,并使用大量的通用寄存器来提高指令的执行速度。子程序执行速度。

该指令比较适合移动设备和嵌入式设备。

X86是复杂指令集

它是计算机最底层的机器指令,也是CPU可以直接识别的指令。 它要求计算机的整体性能更快、更稳定,但同时,能耗也更大。

复杂的指令集更适合台式计算机和超级计算机。

一般来说,一块芯片有多少个核心、有多少个SIMD处理器、有多少个ALU、有多少个FPU,它们之间如何连接、功能如何实现,都取决于架构。

ARM很强大但很尴尬

ARM 成立于 1990 年,总部位于英国剑桥,是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商。

ARM并不生产和销售实际的芯片,而是向芯片制造商提供IP授权(知识产权),但你千万不要小看这个IP。

目前,全球超过1/4的电子设备都在采用ARM技术,其中智能手机的比例已达到95%以上。

苹果、高通、三星、华为、联发科、小米、OPPO、vivo等都不同程度地使用了ARM的IP授权。

但是,你能想象一个如此强大的企业却赚不到多少钱吗?

ARM早期只有12个工程团队。 苹果曾是该公司的股东并提供了大量资金,VLSI Technology提供设备。

ARM天时地利人和,与Intel形成了错位竞争。 其设计的移动芯片IP授权超过165家公司,生产芯片超过100亿颗。 ARM 确立了其市场地位。

1997年,ARM的收入达到2660万英镑,净利润为290万英镑。 今年,ARM上市,公司市值迅速飙升,短短几个月就成为十亿美元的公司。

30 多年来,ARM 一直是芯片架构开发领域的领导者。 它不设计和制造芯片,但其提供的指令集架构已成为苹果、华为、高通联发科的芯片设计基础。

可以说,ARM垄断了智能手机微处理器技术。

2015 年,《福布斯》将 ARM 评为全球最具创新力的五家公司之一。

2016年7月cpu ip授权是什么意思啊cpu ip授权是什么意思啊,软银以234亿英镑(折合人民币2200亿元)高价收购ARM。 想象一下ARM会像阿里巴巴一样带来高额回报。

因为物联网已经走进了生活,未来的一切,哪怕是一头牛,都将被物联网连接起来。 物联网所需的庞大芯片都是ARM授权的。

但事实证明,孙正义错了,物联网的发展远没有想象中的那么快!

数据显示,2015年至2019年,ARM营收仅增长20%,达到19亿美元; 净利润暴跌70%,至2.76亿美元,但成本增加9亿美元。

即使到2021年,Arm的营收也仅为27亿美元,净利润为10亿美元。 采用ARM架构的芯片每年出货292亿颗,累计出货量超过2250亿颗。

采用ARM技术的苹果大赚6506亿元(净利润),高通大赚630亿元(净利润)。

简单比较一下,苹果是ARM净利润的92倍,高通是ARM净利润的9倍。 可以说ARM真的不赚钱。

ARM赚不到钱让孙正义忧心忡忡,尤其是软银亏损数十亿美元后,孙正义明显感到资金不足。

孙正义公开表示:ARM的未来有很多选择,比如上市、部分出售、全部出售和合并。

与IPO相比,出售可以更快地获得资金卡通人物,这也是软银从未放弃的方式。

很快,英伟达就向软银抛出了橄榄枝:斥资近400亿美元收购ARM。

这对软银和英伟达来说是一笔双赢的​​交易,但ARM太强大了。 收购这样的公司需要得到英国、中国、美国和欧盟的批准,批准时间长达18个月。

最终,收购提议被否决。 ARM再次陷入危机。

为了应对危机,ARM想尽办法上市、裁员、调整高管,最近还开始改变IP授权以获得更大利益。

ARM或更改IP授权

ARM的授权模式主要有两种:技术授权和架构授权。

技术授权:直接购买ARM CPU,然后与自己的NPU、GPU、基带等模块组合,形成完整的处理器,然后由代工厂加工成成品。例如:华为、三星、高通、联发科

架构授权:购买ARM架构,然后修改CPU,搭配自己的其他模块,形成完整的处理器,然后由代工厂制造。 示例:苹果。

这两种授权的区别在于,技术授权的价格略低,但不能随意修改,而且最终制造出来的芯片性能也受到限制。 该架构的License价格较高,但可以任意修改。 只要实力足够,就能让性能变得非常强。

这也是苹果仿生芯片性能优于骁龙、麒麟的原因之一。

ARM的授权价格会根据公司规模和净利润进行调整,以照顾更多的小公司,获得更多的客户。

这种照顾也让ARM和高通彻底翻脸。

2021年,高通斥资14亿美元收购了一家名为Nuvia的芯片设计公司。 短短一年时间,该公司设计出一款功耗比远超AMD、高通、苹果的芯片。

收购后,高通公开采用了该公司的技术,节省了大量资金。

表面上看很正常,我买了,为什么不能用呢?

但ARM不同意,因为Nuvia也使用ARM的IP授权,而且支付的钱很少。 如果高通想要使用这项技术,就必须按照高通的标准增加授权费。

结果高通不同意,两人开始不断争吵,甚至闹上了法庭。

因此,ARM和高通将不会续签2024年到期的许可合同。

同时,所有使用ARM公版CPU的公司都必须接受整套处理器解决方案的封装,包括GPU、NPU、ISP,不得使用第三方架构模块。

这意味着,未来高通、联发科等使用ARM授权的厂商只有两个选择:1、使用全套ARM产品;2、使用ARM授权。 2、购买架构授权,自行开发CPU。

可以说,ARM已经开始向客户发起进攻了。 如果没有新的架构来替代它,那就只能被宰了。

RISC-V迎来春天

RISC-V 是一种基于精简指令集的开源架构,于 2010 年在加州大学伯克利分校创立。

RISC-V最大的特点是开源,可以免费用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

简化指令集一直是ARM掌握的,而RISC-V的发展并不顺利,因为缺乏生态,导致发展非常困难。

很多人甚至调侃RISC-V架构是用来刺激ARM的。 但事实上,RISC-V架构已经悄然成长为全球第三大芯片架构。

如今,ARM对IP授权的改变,必然导致大量芯片厂商采用RISC-V架构。

事实上,很多厂商已经开始抵制ARM,例如:

1、英特尔宣布成立RISC-V处理器实验室,投资28亿美元;

2、Google还宣布Android原生支持RISC-V处理器;

3、苹果还准备将其芯片核心架构从ARM转向RISC-V。

国内市场也在寻求摆脱ARM的解决方案。

2018年,倪光南院士提出“中国应该摆脱对ARM的依赖”,因为ARM的专利基本掌握在欧美公司手中。 只要欧美国家出手,国产芯片就会受到很大影响。

事实证明,倪光南所说的是正确的。 2019年ARM迫不及待地攻击华为,华为被ARM封杀。

如今,ARM拒绝向中国公司供应芯片架构。 当高通和联发科都在使用ArmV9时,谁会使用落后的V8?

华为花费巨资打造的ARM V8架构已经开始落后。 未来会有多大的市场?

如果国内企业继续依赖ARM和X86,结局将比华为更加悲惨。 所以需要选择一种新的、开放的架构,而RISC-V目前是最合适的。

阿里的平头哥通过RISC-V开发了玄铁系列芯片,并取得了不错的成绩,这足以证明RISC-V之路是正确的。

截至2022年11月底,大陆企业发布的国产RISC-V芯片多达11款,取得了重大进展。 未来,或许会改变ARM在移动终端一家独大的格局。

写到最后

架构受制于ARM和英特尔,制造受制于ASML,EDA受制于三巨头(新思科技、凯登电子和西门子EDA)。

国内芯片企业发展举步维艰。 在美国的压力下,这些企业都与国内芯片企业打交道。 未来他们将如何打破局面? 如何摆脱“卡脖子”?

中国芯片何时成为全球芯片老大?

我是明诚科技,欢迎一起讨论!

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作者:nuanquewen
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