國(guó)產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)芯片的突破之路

　　技術(shù)專(zhuān)家對(duì)國(guó)內(nèi)的底層芯片技術(shù)缺失而憂心忡忡。如果未來(lái)真的爆發(fā)一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的信息戰(zhàn)，那么在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)局里，又有誰(shuí)，因?yàn)槭裁磿?huì)輸?shù)酶蓛?

　　生態(tài)難難于技術(shù)

　　“中興門(mén)”引起了全球的轟動(dòng)，大家的目光聚集在、計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)底層芯片技術(shù)缺乏之上。紫光等國(guó)產(chǎn)計(jì)算供應(yīng)商股票應(yīng)聲上漲，但是，中國(guó)真的沒(méi)有芯片技術(shù)嗎?答案是否定的。畢竟在上一屆全球超算大賽中，自研申威處理器奪得第一也算出盡風(fēng)頭。也就是說(shuō)，單純的計(jì)算速度，我們沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題在于兩個(gè)字：生態(tài)。

　　曾幾何時(shí)，龍芯代表了國(guó)內(nèi)未來(lái)芯片的希望，盡管后來(lái)傳出丑聞，但是龍芯確實(shí)在計(jì)算力上做出了一定的成績(jī)，問(wèn)題的關(guān)鍵在于，即便你有了芯片，即便你的CPU計(jì)算速度在實(shí)驗(yàn)室中比別人的還快。但是，第一這個(gè)CPU在應(yīng)用場(chǎng)景中的算力如何?是不是大打折扣?第二，你有了芯片，有系統(tǒng)嗎?有應(yīng)用嗎?有生態(tài)嗎?

　　國(guó)產(chǎn)芯片技術(shù)易、生態(tài)難

　　問(wèn)題回到筆者標(biāo)題中提到的物聯(lián)網(wǎng)。如果說(shuō)PC時(shí)代和服務(wù)器研發(fā)中，中國(guó)起跑慢，導(dǎo)致輸在了起跑線上，從發(fā)展的眼光來(lái)看，下一個(gè)五年內(nèi)的芯片戰(zhàn)場(chǎng)更值得我們的關(guān)心。

　　那么面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，這個(gè)到2020年我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)潛在收入規(guī)模將達(dá)1.5萬(wàn)億的超大市場(chǎng)，未來(lái)的技術(shù)路線該如何選擇呢?

　　物聯(lián)網(wǎng)芯片6虎出山

　　物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)有多火?據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2018年4月物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)就有6家以上企業(yè)發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)、AI芯片新聞，新品數(shù)量超過(guò)7款。

　　從過(guò)去芯片架構(gòu)選擇上來(lái)講，國(guó)內(nèi)不僅嘗試過(guò)X86、ARM、MIPS架構(gòu)之外，還有更為小眾的SPARC、Alpha、安騰架構(gòu)。其中除了軍用領(lǐng)域的申威、飛騰之外，大多一波三折。

　　RISC與CISC指令集對(duì)比

　　從指令集上來(lái)說(shuō)，CISC與RISC兩種指令集區(qū)別比較明顯，CISC服務(wù)器目前以X86架構(gòu)為其代表，但RISC服務(wù)器卻并不是服務(wù)器市場(chǎng)剩余的全部。值得注意的是，現(xiàn)在以英特爾至強(qiáng)系為代表的x86架構(gòu)已經(jīng)不是標(biāo)準(zhǔn)的CISC了，它吸收了RISC和CISC雙方的性能的有點(diǎn)，形成了獨(dú)特的、自主的x86架構(gòu)。

　　英特爾同樣發(fā)力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、IOT、人工智能芯片技術(shù)

　　在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上，最需要什么特性的芯片呢?考慮到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點(diǎn)和場(chǎng)景，高效、精簡(jiǎn)的指令集和低功耗的芯片是更好的選擇。

　　ARM與RISC-V爭(zhēng)鋒

　　ARM是RISC微處理器的代表作之一，最大的特點(diǎn)在于節(jié)能，廣泛的在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被使用。現(xiàn)階段市場(chǎng)上大部分企業(yè)仍然選擇了基于競(jìng)價(jià)指令集的芯片架構(gòu)，似乎物聯(lián)網(wǎng)芯片大局已定。但真的是這樣嗎?

　　物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù)迷茫的前途

　　RISC-V研討會(huì)頻次和人數(shù)越來(lái)越多

　　RISC-V是一款基于精簡(jiǎn)指令集袁澤創(chuàng)建的開(kāi)源指令集架構(gòu)(ISA)，從2010年開(kāi)始RISC-V架構(gòu)出現(xiàn)到現(xiàn)在，它正在以開(kāi)源(免費(fèi)的)優(yōu)勢(shì)快速成長(zhǎng)?；赗ISC-V的芯片企業(yè)不斷出現(xiàn)，面向物聯(lián)網(wǎng)、 人工智能、嵌入式等市場(chǎng)開(kāi)放，與封閉的商業(yè)ISA表現(xiàn)出極大活力。

　　RISC-V指令集的設(shè)計(jì)考慮了小型、快速、低功耗的現(xiàn)實(shí)世界實(shí)現(xiàn)，但沒(méi)有對(duì)特定微架構(gòu)風(fēng)格的過(guò)度架構(gòu)，因其開(kāi)源特點(diǎn)，讓它能夠支持各種應(yīng)用的新指令集。

　　據(jù)了解，目前特斯拉已加入RISC-V基金會(huì)，并考慮在新款芯片中使用RISC-V設(shè)計(jì)。西部數(shù)據(jù)和英偉達(dá)(NVIDIA)已宣布，計(jì)劃在部分產(chǎn)品中引入這種新的芯片設(shè)計(jì)。

　　盡管以現(xiàn)在僅有8年歷史的RISC-V架構(gòu)挑戰(zhàn)ARM還有一定難度，但是它提供了一種新的思路和方向。面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)快速成長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大爆發(fā)的千載難逢的成長(zhǎng)期，開(kāi)源的RISC-V架構(gòu)帶來(lái)更低成本的芯片，必定會(huì)吸引一部分對(duì)成本敏感的IOT企業(yè)，其更好的靈活性也會(huì)帶來(lái)定制化芯片的可能。

　　未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù)路線該怎么選，還沒(méi)有明確答案。但是，筆者認(rèn)為，無(wú)論選擇哪一條，都要將生態(tài)建設(shè)放在重中之重的地位上。

　　附錄

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2018年3、4月份物聯(lián)網(wǎng)芯片相關(guān)消息包括：

　　聯(lián)發(fā)科與微軟達(dá)成協(xié)議，合作推出首款A(yù)zureSphere芯片MT3620;

　　以色列半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè) InuiTIve 有限公司與日本軟銀合作達(dá)成協(xié)議，將自己研發(fā)的芯片用于軟銀公司未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng);

　　日本軟銀集團(tuán)旗下的英國(guó)芯片生產(chǎn)商安謀控股(ARMHoldings)將把中國(guó)業(yè)務(wù)的控制權(quán)交給ARM mini China，該公司計(jì)劃在中國(guó)進(jìn)行首次公開(kāi)發(fā)行(IPO);

　　Filament的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案公司開(kāi)發(fā)新芯片可將區(qū)塊鏈與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接;

　　NVIDIA聯(lián)合ARM打造AI芯片專(zhuān)用IP，將它的深度學(xué)習(xí)加速器IP集成到ARM的Project Trillium平臺(tái)中構(gòu)建深度學(xué)習(xí)IoT芯片;

　　高通近期發(fā)布了兩款物聯(lián)網(wǎng)和AI優(yōu)化系統(tǒng)級(jí)芯片QCS603和SCQ605芯片;

　　寒武紀(jì)發(fā)布了三款智能處理器，華為、三星等企業(yè)均在物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)布局……