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CPU架构将迎变局

晰数塔互联网快讯
2022-02-24 15:44

近日，以x86架构为主的英特尔宣布加入RISC-V 国际基金会，并设立了10亿美元基金用于扶持初创和成熟企业进行代工生态的创新，其中很大一部分资金将用于RISC-V。作为x86架构的创造者与坚定信任者，英特尔这一动作意义重大。对RISC-V的布局，是英特尔敢于“改变”自己战略的魄力。

英特尔IDM2.0的选择：不仅仅是一枝独秀

加入RISC-V基金会并不是英特尔在RISC-V领域第一次的战略布局。去年6月，业内就曾传出英特尔将以20亿美元（约合人民币128亿元）收购SiFive。虽然交易没有成功，但是英特尔和SiFive的合作却很紧密，与SiFive合作开发了代号为“Horse Creek”的 RISC-V 开发平台。除此之外，英特尔还发布了基于RISC-V的芯片Nios Soft处理器。

如今，加入了RISC-V基金会的英特尔除了是x86的坚定信仰者，还是RISC-V的积极参与者。英特尔选择这一步的原因，还要从英特尔IDM2.0战略说起。去年，英特尔推出了震惊业界的IDM2.0计划，其中，最重要的便是宣布成立代工服务事业部（IFS），主要是计划未来为美国、欧洲等客户提供芯片代工与封装服务，用以满足全球化的半导体需求。该部门还将为客户提供除了晶圆制造和封装服务外的x86、Arm、RISC-V等多种IP技术服务，致力于打造全球化的设计和制造代工厂。

由此，英特尔高调地进入了代工这条赛道。代工厂客户强烈要求其支持更多RISC-V IP，满足这一需求也是英特尔10亿美元的创新基金的重要任务。对于晶圆代工厂来说，提高产能不代表能扩大晶圆代工业务，优秀的工艺技术、IP数量等都对企业竞争力起到关键作用。以三星和台积电为例，2020年，台积电所拥有的IP数量预计在3.5万至3.7万项左右，但是三星电子晶圆代工业务部持有IP 7000至1万个，仅为TSMC的20%至30%。英特尔如果贯彻自己的IDM2.0战略，发展晶圆代工，与台积电三星竞争，自然要重视客户在RISC-V IP方面的需求。

英特尔积极求“变”，不死磕x86一种架构，也是作为“识时务者”对半导体行业发展趋势的尊重与主动顺应。

苹果：架构丛中过，片叶不沾身

如果说英特尔的架构战略“增”，那么苹果的架构战略则是“减”与“换”。

2020年，苹果宣布Mac电脑将转向公司自研芯片处理器，苹果放弃了x86架构，转向Arm架构。

这不是苹果第一次更换架构，1984年，苹果将Mac从MOS 8位6502处理器系列，转向摩托罗拉68K架构；1994年，从摩托罗拉的68K系列架构，转向Power PC架构；2005年，苹果从Power PC架构，转向x86架构，由此开启了与英特尔长达15年的深度合作，几乎每一代的Mac都会搭载来自英特尔的定制芯片。

苹果几乎是唯一一家定期改变处理器架构的消费型硬件公司，无论是从Power PC切换到X86，还是从X86切换到ARM，苹果选择芯片架构的方法论很简单，看的其实是“单位能耗下的性能高低”（performance per watt）。苹果当初青睐英特尔的原因也正是这个。

纵览苹果割舍英特尔与x86的原因，也不外乎以下几点：对于苹果在乎的功耗性能比，英特尔芯片的功耗落后于苹果自研芯片；Mac使用英特尔的芯片也会让苹果处于极其被动的地位，对自己的新品上市节奏产生影响；对于苹果本身的生态来说，Arm化的Mac，在软件上能和iOS彻底打通，苹果可以在macOS体系下创造一套与iOS连贯、一致的体验，让iPhone用户在购买一台新Mac时能感到更熟悉、更易上手。同时也能让Mac和iPhone能够协同工作，形成一套完整的生态体验；此外，苹果多年来积累的技术实力，都是基于Arm的，这也是苹果之所以能这么做的底气。

其实转换架构对苹果来说，也并非是百利无一害的，在这个转换的过程中，苹果需要保证两代不同架构软硬件之间的兼容性，这是个棘手的问题。但是好在苹果在更换架构方面经验丰富，当年苹果从Power PC转到X86的时候设计出来的过渡工具：Universal Binary和“罗赛塔”系统，可以重新迭代启用，两套工具又重新肩负起了“桥梁”的责任，连接两代不同架构硬件。

这一切都还只是一个开端。从Power PC到X86，苹果从头到尾花了近8年才把新架构的芯片铺到所有新硬件上，完成软件开发的切换，最后结束对老产品的支持。但是毫无疑问的是，苹果一定会完成软硬件兼容的转变。

苹果的纵身一跃，也代表了识时务者的明智。

一个架构的消失，是历史的选择吗

除了如今的x86，Arm和RISC-V，很多架构也曾经在历史的长河中熠熠生辉。MIPS就是其中一个，MIPS 是出现最早的商业 RISC 架构芯片之一，过去曾与 Arm、X86 架构具有同等地位。

2021年3月，MIPS Technologies宣布将放弃继续设计MIPS指令集，转向了RISC-V架构。

作为第一款商用的RISC指令集，MIPS是成功的，它抓住了兴起的机遇；但是在诞生四十年后被放弃，也正是因为没能抓住发展的机遇。

在CISC处理器独占鳌头的时代，RISC异军突起，相对于CISC有着性能优势，而在这场热潮中，MIPS架构拥有思科、博通、索尼等稳定客户。

然而，在智能手机爆火的年代，MIPS没有及时抢占移动处理器的高地。MIPS从设计之初就以Intel的X86为对标，主打高性能；而Arm一开始就瞄准了嵌入式低功耗领域。当Arm开始联合高通、苹果、联发科等公司面向智能手机市场打造移动处理器的时候，MIPS依然沉浸在高清盒子、打印机等小众产品市场。在智能手机市场大爆发的年代，Arm爆火，由于MIPS并没有功耗的优势，限制了其在智能手机上大展拳脚。MIPS没有对市场做出合潮流的规划，失去了关键的十年。

另一个MIPS边缘化的原因就是MIPS的授权方式导致的生态破碎化。在技术授权上比较开放，允许客户添加指令集，允许客户自己设计处理器核。而这直接导致一个生态系统围绕MIPS架构结合起来变得更加困难。再加上MIPS架构更新缓慢，且未能配合主流操作系统与设备生态优化潮流，这就失去了IP授权所具备的推出速度，软件高兼容的特点。因此MIPS逐渐被市场抛弃。

MIPS时代落寞终结，可用架构进一步减少，昔日的风光无限不再，也是因为没有符合时代发展的走向与规律。