RISC-V发展的历史机遇,IoT市场大有可为

来源:互联网 作者:peng hu,si yan 时间:2020-09-25 11:48

RISC-V 历史机遇 IoT市场

(1)物联网应用兴起

正如Android系统的成功不仅仅是由于其开源的特性,更离不开智能手机的兴起。从电子产业发展的规律上看,下游终端的兴起必然为上游产业链打开增长空间,在谷歌的推动下,Android系统在发展初期得到了摩托罗拉、三星、HTC、索尼爱立信等众多手机品牌厂商的支持,同时,上游手机芯片厂商和移动运营商也加入Android系统的建设。当前时点,物联网的兴起也将为指令集架构在内的上游产业链提供新的成长土壤:从市场空间层面看,根据全球移动通信系统协会的数据,2019年,全球物联网总连接数达到120亿,预计到2025年,全球物联网总连接数将达到246亿,年复合增速约为16%,预计全球物联网收入从2019年的3430亿美元,增长到2025年的1.1万亿美元,复合增速约为27%;从技术特点层面看,相较于现有架构的通用性要求,物联网更强调灵活性和多样性,这与RISC-V开源、可模块化、可扩展的特性高度契合,RISC-V能够凭借其特性使得物联网行业发挥出灵活、低功耗的特点进而降低成本,这也为物联网的快速兴起创造了有利条件。


(2)半导体国产化进程加速

目前,主流的指令集架构X86和ARM架构版权分属于美国英特尔和日本软银,随着美国对我国科技企业限制的手段和力度强化,无论是封闭的X86架构还是授权模式的ARM架构,都存在被限制使用的风险。ARM架构中国授权客户超过150家,95%的国产SoC都是基于ARM架构技术开发,华为亦是ARM主要客户之一,虽然华为已经获得了ARM v8永久授权,但在美国针对华为的限制措施下无法获得升级架构版本,长期来看仍然存在被限制或断供的风险。由于RISC-V的开源特性以及其逐渐被全球主流厂商接受认可,使得我国芯片厂商通过RISC-V架构实现部分领域的技术自主性具备可行性。

总体来看,下游物联网应用的快速发展和国产芯片设计的自主性需求使得RISC-V架构的发展具备了之前的开源性架构所不具备的发展机遇,物联网市场是全球性而非地域性,其市场空间能够推动RISC-V架构创造国际客户需求,打开市场上限,同时,中国芯片市场的独特性推动RISC-V架构的发展也具备必要性和紧迫性,因此,我们从时间和空间上看,从下游和上游的需求端看,RISC-V架构具备了复制Android系统发展路径的可能性。

(3)英伟达或将收购ARM,利好RISC-V发展

2020年8月15日,根据英国媒体London Evening Standard信息,英伟达将以400亿英镑的价格收购ARM。当前英伟达对ARM的收购交易已进入谈判阶段,交易预计于今年夏季末期完成。

ARM中立性难以维持,开源指令集RISC-V有望被进一步广泛应用。ARM作为全球举足轻重的芯片架构设计商,其重要业务模式之一是它的中立性,即愿意将产品授权给任何有需求的客户。若交易成功,由于英伟达是美国的芯片设计龙头供应商,ARM原有的中立性将难以维持。一方面,由于ARM架构的授权使用者中包含了众多英伟达的直接竞争对手,ARM成为其子公司后,英伟达可能会通过限制授权等手段对竞争对手进行压制,强化其在一些下游应用市场尤其是新兴领域的优势。例如,英伟达的自动驾驶芯片Orin基于12个ARM的CPU设计而成,收购交易将有助于其在自动驾驶领域建立更为完整的生态与强势地位。同时,在当前贸易摩擦背景下,ARM对于中国企业的授权亦将受到限制,如基于ARM架构进行产品研发的华为海思、飞腾、紫光展锐等国内企业将一定程度受此影响。另一方面,ARM的原有客户,尤其是英伟达的直接竞争对手,可能会因为其中立性的消失主动转向其他可替代的芯片架构体系。因此,无论是被动转换还是主动选择,开源指令集RISC-V有望被进一步广泛应用,成为未来芯片设计商的主流选择之一。


5G标志着万物互联时代的开启,在物联网时代,场景需求碎片化、差异化,低成本、定制化的RISC-V架构在物联网时代优势尽显。

(1)成本低

碎片化是物联网天性,因此在IoT应用领域,成本重于一切。物联网市场潜力巨大,但万物互联意味着应用场景的多样化与碎片化,从而导致每一款芯片的应用场景也就相对有限,芯片的批量生产被严重碎片化。这就使得芯片定制的成本成为影响其可行性与普及度的重要因素。物联网的严重碎片化导致了极高的成本敏感性,包括芯片流片的成本敏感以及应用市场的成本敏感。

ARM架构虽然可以为客户提供更易上手的开发工具,但客户需要缴纳较高的IP授权费,而RISC-V作为开源软件,对研发者完全免费开放,极大地降低了芯片的流片成本。同时,RISC-V的轻量化架构有利于芯片厂商设计出架构简洁、成本较低的产品,可以有效减少芯片的应用成本。因此,RISC-V开源开放的特性和其轻量化的架构可以帮助研发人员从授权、功耗等多个角度降低芯片的研发成本和应用成本,很好地契合了物联网的碎片化特性。

(2)可定制化

物联网应用场景多样化和差异化导致了芯片产品的定制化需求。物联网应用场景的多样化和差异化使得不同应用领域对芯片方案的细节要求有所不同。而RISC-V令人瞩目的特性之一便是模块化的灵活设计,可根据特定应用场景对指令集进行扩展、裁剪、修改和定制,很好地满足了物联网应用的多样化和差异化需求。

(3)生态重构

IoT的下应用领域极度碎片化,无需大生态的搭建,生态丰富的X86和ARM架构无明显优势。以工业互联网为例,传感器多种多样、无线连接标准林立、应用类别千差万别,并无搭建大生态系统的需要,因此这也消除了RISC-V与X86和ARM相比在生态系统成熟度上的劣势,生态丰富的X86和ARM无明显优势可言。

IoT时代RISC-V有望大展拳脚。指令集架构在产业发展的过程中已形成较为稳定的市场格局,最主流的两大指令集X86和ARM,一个主宰了服务器和PC,另一个主宰了移动领域。IoT作为具有绝对发展前景的新兴市场,为RISC-V的扩张提供了难得的历史机遇。RISC-V开源、精简、模块化的特征完全符合IoT多元化、碎片化的应用场景,有望在未来大展拳脚。一旦RISC-V能够成为IoT时代的主流架构,其发展空间巨大。




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