近年來,有人鼓吹ARM是中國CPU實現自主可控的希望之光,并把國産ARM CPU與自主CPU劃等号,将ARM CPU打入政府、金融、通信等事關國計民生的重要行業。
然而,從實踐上看,國産ARM CPU是建立在ARM的底層技術之上的,在技術上很容易被釜底抽薪,從商業上看,綜合性能、生态、成本等因素,ARM CPU沒有優勢,正是因此,這些國産ARM CPU雖然PPT上前景光明,但自始至終市場都隻在政府、國企、銀行等體制内單位。
國産ARM芯片自主可控是否是皇帝的新衣?
一些企業體量大、能量強,具有很強的輿論操控能力,将ARM CPU包裝為自主CPU,并在信創市場上攻城略地。
ARM對中國也算不上友好。早在數年前,ARM就遵守美國禁令,先後對兩家中國通信企業進行了制裁。由于在設計上受制于ARM,在制造上均受制于台積電,受美國制裁令的影響,某通信大廠的ARM芯片直接絕版,該公司用于信創市場的ARM芯片也因此斷貨。
2022年12月,ARM宣布已經拒絕向中國企業出售先進CPU芯片設計 IP——Neoverse V1 和 V2産品,涉及一大批中國芯片企業。也就是說,ARM僅向中國出售上一代IP核,最新的IP核将與國内ARM CPU公司無緣,這對于寄希望于“搭便車”的國産ARM CPU公司而言是一個重大打擊。
如果說之前這些例子是基于國際環境,在商言商,ARM也不是一家可以倚仗的上遊公司。
2022年8月,ARM在美國特拉華州的地區法院起訴高通,指控高通公司未經許可使用ARM的知識産權。ARM訴訟高通,主要是希望與高通重新談判,以獲取更高的許可收入。日本軟銀以310億美元收購了英國ARM,即便不計算利息,收回投資需要88年。投資人是趨利的,因此就有了ARM之後一系列資本運作。
先是成立ARM China,然後試圖讓ARM China上市,隻不過未能成功。再是試圖把ARM出售給英偉達,隻是天不随人願,英偉達對ARM的收購以失敗告終。最後是試圖讓ARM IPO,為了順利IPO,ARM還空降高管,把執掌ARM China的吳雄昂踢出局。就目前來看,ARM的一系列資本運作并沒有為投資人帶來直接、可觀的回報。
在資本運作屢次碰壁的同時,ARM的成本支出大幅增加,從2015年到2020年,員工人數翻了一番,調整後的EBITDA從高于總支出變為幾乎為負,這就使ARM現有的商業模式無法讓投資人滿意了,必須要調整授權方式和授權費率,當高通在收購NUVIA後,ARM借機起訴高通,要求高通按照ARM與NUVIA協商的費率支付授權費。
ARM與高通的訴訟對于中國廠商而言是神仙打架,短期沒有多少影響,但如果把眼光放長遠,則能從這次訴訟和ARM、高通的相關聲明中發現ARM路線的一些問題。
第一個問題是ARM授權存在風險。根據高通公開的訴訟材料,ARM授權的授予和終止有非常大的自由裁量權,對于NUVIA這樣的小公司,ARM可以終止與NUVIA的ALA和TLA協議。對于高通這樣的巨無霸,ARM則能在授權到期後斷供。
過去,由于高通、蘋果,以及國内ARM陣營IC設計公司與ARM之間的授權協議非常神秘,外人無法知曉授權具體内容,以及到底有多少效力,這使得國内很多ARM CPU公司在買到ARM授權後标榜自主,從本次訴訟暴露出的資料來看,ARM可以任意終止授權,或者在授權到期後斷供。國内ARM CPU公司聲稱買到ARM授權就等于自主,無疑是誇大其詞。
第二個問題是知識産權歸屬。NUVIA獲得ARM的ALA授權後開發了Pheonix,高通耗資14億美元收購了NUVIA,但對于NUVIA設計的 Pheonix,ARM居然認為高通無法自然獲取,将任何NUVIA設計、權利或許可轉讓給高通,都需要ARM事先同意。
收購的内核需要看ARM臉色也就罷了,ARM還要求限制高通員工從事定制 CPU 設計工作的能力,那些曾經有權訪問ARM機密信息的員工要等三年才能在高通從事CPU架構設計工作。這等于是收購的核心用不了,收購獲得的人才要3年後才能工作,可謂收購了一個寂寞。
過去,有觀點認為,ARM不會殺雞取卵,不考慮制裁因素,中國CPU走ARM路線是靠譜和安全的。如果說上次ARM制裁中國通信公司,以及不再向中國出售是基于國際環境,那麼這次ARM起訴高通則是因為赤裸裸的商業利益。
當ARM随着智能手機的崛起欣欣向榮之際,ARM與高通等公司的矛盾可以被行業的高增長所隐藏。當智能手機市場逐年萎縮,新開辟的數據中心、人工智能、汽車電子又沒有産生足夠大的回報,且ARM的基本盤正在被RISC-V蠶食的時候,ARM就暴露出其猙獰的面容。即便是強如高通,也要被ARM以技術授權相要挾。
高通體量巨大,有強悍的律師團隊,在美國有很深厚的政商關系和遊說團隊,高通能夠這麼幹,不代表中國ARM CPU公司也能有這種待遇。當中國ARM CPU公司做大做強有油水的時候,沒有人可以打包票ARM不會故技重施,要求提高授權費率屠宰肥羊。
國産ARM CPU IPC自主性的商業性發展緩慢
就SPEC06測試成績來說,某款ARM CPU當前的CPU産品,IPC僅有酷睿11代的1/2,頻率也隻有1/2,單核性能也就是1/4。
某ARM CPU 在2015年的PPT介紹上,SPEC CPU 2006的整數測試成績就已經是9.6/GHz,但有産品的最新型号仍然是6.x/GHz。
桌面、服務器CPU的市場,特點是赢家通吃。
目前,信創市場中的兩家ARM CPU公司,算是引進ARM技術的“前浪”,一家引進ARM技術早一些,其CPU核為A57級别,另一家引進的晚一些,CPU核是A76級别,基本與技術引進時ARM的公版架構水平相當。
耐人尋味的是,某司于2022年推出的盤古900,IPC還出現了倒退,CPU單核性能不如龍芯5000的一半。
國産ARM CPU已經陷入了同質化浪潮,誰能買到ARM更好的IP和台積電更好的工藝,誰就能拿出更好的産品,這就使一旦國産ARM的“後浪”用更新的ARM IP設計出SoC後,國産ARM CPU中的“前浪”隻能靠政策保護生存,在市場上會失去立足之地,比如阿裡的5nm ARM CPU,正常的市場競争,兩家“前浪”ARM CPU公司根本不可能赢。
現在“前浪”ARM CPU缺少競争者的原因,是因為ARM的桌面和服務器生态還非常不完善。阿裡、亞馬遜、谷歌等做的服務器CPU主要用來滿足自己的業務需求,而沒有對外公開銷售。
他們自己做ARM服務器CPU的原因,是因為他們使用的批量很大,購買ARM的IP攢個CPU再自己找代工廠生産,就沒有中間商賺差價,成本比買别人的CPU要低得多。
他們沒有公開銷售的原因,是因為我們的國産替代市場他們進不來,而外部市場很少有對ARM服務器的需求。有大量需求的就自己做ARM CPU了,也不需要買。
隻要某ARM CPU繼續努力,借助國産化替代的力量,做好ARM桌面和服務器軟件生态。使普通用戶和企業也産生對ARM桌面和服務器的需求,競争者就會很快出現。事實上,現在國内已經出現了一批ARM初創企業。
國内的ARM桌面和服務器CPU企業,有能力把ARM桌面和服務器的市場培育成熟,然後再拱手相讓給國外的競争對手。比如某ARM CPU,如果他不能自主研發性能高于國際主流的産品,也不能以更便宜的價格買到ARM高性能IP,不能以更便宜的價格流片生産,那就以後就隻能蜷縮在國産替代的特殊市場裡苟延殘喘。
如果要強調自主研發,那麼ARM架構授權就是制約國産CPU競争力的手段。當國外的競争對手都支持ARMv9或者更高的版本時,國内還在使用ARMv8架構的産品,就必然與主流的軟件生态脫節,競争力被削弱。
因為ARM不允許對指令集的私有擴展,隻有部分嵌入式CPU的IP允許通過挂載dsp等形式擴展功能,所以很難形成獨立的生态
某ARM CPU之所以支持國密sm3、sm4擴展指令集,是因為ARM在v8.2中增加了sm3、sm4的擴展指令。是ARM增加了指令後某ARM CPU才能用,而不是某ARM CPU先做了,ARM再把它收入v8.2版。順序必須要搞清楚,未經ARM授權,無法做獨立的ARM生态。
可以說,當下國産ARM CPU“前浪”有幾個重大缺陷:
一、技術上存在被ARM釜底抽薪的風險。
二、發展上受制于人,隻能亦步亦趨跟着ARM走,無法另起爐竈。
三、性能偏弱,面對阿裡等國産ARM“後浪”不敵。面對龍芯新一代桌面CPU也是無力抵擋,在服務器CPU上也是靠核心數量優勢才與龍芯持平。
四、生态不行,ARM生态與龍芯生态比是難兄難弟,就信創市場來說,各家CPU都能用,但在商業市場(桌面、服務器),X86才是王道,ARM基本沒有任何市場競争力。
一句話,國産CPU中,自主性最強的是龍芯和申威,性能、生态有優勢的是海光和兆芯,國産ARM CPU則是自主性和商業性雙輸。
結語
從ARM起訴高通的例子來看,即便不考慮政治因素,ARM授權的商業風險依舊是高懸頭頂的達摩克裡斯之劍,何況從高通公開的訴訟材料來看,ARM正打算改變授權模式,這對于國内ARM陣營公司而言,不是好消息。
國内ARM CPU公司就法律團隊和在美國的人脈、影響力方面都和高通有差距,高通尚且如此,國内企業很難在法律糾紛中比高通表現得更好。可以說,ARM路線的風險很高,對于那些對自主性有較高要求的領域,不适合推廣ARM CPU。
國産ARM CPU在單核性能上被龍芯超越,僅在多核性能上依靠64核打32核的方式取得與龍芯旗鼓相當的位置。在2023年龍芯6000系列問世後,國産ARM CPU 64核打32核的套路也無法再繼續下去了。
申威的潛力在于國家重器,雖然申威在通用方面芳蹤難覓,但在國家重器方面功勳卓著,在國際舞台上,必然會有申威的一席之地。
對于那些商業化不行,自主性不行,發展收到限制,CPU IPC多年原地踏步的ARM CPU,如果沒有政策保護,華芯通就是這些ARM CPU的最後歸宿。(部分圖片來自網絡)
有話要說...