【IC蝦米戰魔王】打破ARM獨霸至尊地位 RISC-V台廠揪團單挑

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蘋果公開徵求RISC-V工程師,專家認為蘋果可能考慮導入RISC-V架構給未來產品使用。
蘋果公開徵求RISC-V工程師,專家認為蘋果可能考慮導入RISC-V架構給未來產品使用。

物聯網時代來臨,不管是電視、冰箱、燈泡,甚至汽車,全都內建智慧連網功能,代表處理器需求越來越大。本刊調查,就在擁有手機處理器架構9.9成市占的霸主安謀(ARM)被美商輝達(nVIDIA)併購,中立性備受質疑之際,一個以開放、架構免費為訴求的RISC-V處理器聯盟,正挾著小型、低成本等優勢迅速崛起。不僅獲得蘋果、英特爾等科技巨頭青睞,台廠也在蔡明介、黃崇仁等科技大老登高一呼下揪團組成聯盟,成為足以單挑安謀龍頭地位的新勢力。

9月初,美國科技巨擘蘋果(Apple)在官網上打出一則人才招募廣告,徵數位「RISC-V高效能工程師」(RISC-V High Performance Programmer)。蘋果產品iPhone、iPad全採用安謀(ARM)架構處理器,10月中發表的全新MacBook筆電更將擺脫英特爾,全面改用安謀架構開發的M1處理器,卻傳出蘋果招兵買馬要找RISC-V工程師,立刻引發側目。

無獨有偶,正大舉揮軍晶圓代工市場的半導體巨擘英特爾,日前也傳出打算斥資20億美元(約新台幣550億元)購併矽谷新創公司Sifive,計畫開發RISC-V架構處理器來對抗安謀。

開放低成本 廣受歡迎

二大科技巨頭爭相發展的RISC-V,究竟是何方神聖?有何迷人之處?原來,RISC是精簡指令集(Reduced Instruction Set Copmuting)的縮寫,起源於1980年代,與英特爾x86一樣都是處理器架構,但RISC減少電腦運算指令,讓晶片設計更為簡化。2010年,美國柏克萊大學教授Krste Asanović團隊,不滿安謀不願進一步開放,憤而開發出第五代架構RISC-V,就如同軟體世界的開放原始碼軟體Linux一樣,都擁有開放、架構免費的特性,因此號稱「晶片世界的Linux」。

 

「RISC-V架構第一的優勢就是開放,在合乎規範下,任何人都可以自由使用,因架構免費,相較於ARM必須收取高額的授權金,同時還要簽署一大堆保密協定,RISC-V非常適合小型IC設計與新創公司。加上RISC-V本身是個國際社群,不像ARM是一家商業公司,需要豐厚的利潤,這些都可以降低使用者成本。」資深半導體專家分析RISC-V受歡迎的原因。

其次,它是模組化設計,指令架構都是模組化,IC廠可以根據需求取用不同模組,不需要的功能就不取用,可以使每個產品的設計最適當,不會有過度設計的問題。

第三就是自由度和彈性,RISC-V開放指令接口,允許取用者自己加指令,讓設計出來的產品有獨特性,可以融入個別公司自己的know how,符合企業、產業的特性,特別是在未來AI(人工智慧)、大數據時代,很多公司不希望自己設計出來的產品,就像PC一樣長的都很像。

 

其實RISC-V與ARM也算是同門師兄弟,二者都屬於精簡指令集,但RISC-V比起ARM更為精簡,一般而言,一個ARM處理器要用到1,000、甚至1,500個指令集,但RISC-V最少只需要4、50個,最多2、300個,相當適合開發給輕巧、低耗電的裝置使用。

挾著小型、架構免費、開放、可擴充的設計優勢,RISC-V已成為IC設計業者開發物聯網(IOT)晶片的重要架構。「RISC-V才剛開始長大,20年後絕對有與安謀並駕齊驅的實力。」產業研調機構微驅科技總經理吳金榮點出RISC-V的潛力。

 

市調機構Semico research預估,RISC-V的處理器出貨量到2025年可達624億顆,從2019至2025年的年複合成長率高達近200%。另一家市調機構Counterpoint research預期,雖然未來幾年安謀仍在半導體市場占有超過1/3的市占率,但RISC-V崛起已不容忽視。「2025年,RISC-V在物聯網晶片的滲透率將達28%,工業用晶片市場達12%,車用晶片滲透率上看10%。」報告中指出。

RISC-V最適合輕巧、低耗電裝置使用,最大的應用領域就是物聯網,從個人連網裝置到智慧家庭、智慧城市、智慧製造裝置,另外在AI、車用、大數據領域,由於是多核心架構,部分核心適合採用RISC-V,像是感測、深度學習、邊緣運算等。

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