双轮驱动
2021-10-21徐林
徐林
这是一场To B味道非常浓厚的发布会,理论上它和关注我的各位朋友没有什么太直接的关系。但是,今年我先后写过两篇关于芯片行业和技术的文章,一篇是“蹭”缺芯的热点,一篇则是关于ISP科普的,在ISP这篇文章的结尾我提道:高效、智能,ISP的新未来必将是继续“出圈”,在各个领域发挥越来越重要的作用,它也会是更多芯片厂商不容错过的好机会。这个观点,恰恰和发布会上提到的很多重要内容不谋而合,所以,再聊聊一些个人看法,我觉得很有必要。
安谋科技是谁
只说安谋科技这四个字,可能很多人一头雾水,但我要是把这四个字换成:Arm中国,你是不是就有恍然大悟之感?是的,2007年,吴雄昂(Allen Wu)先生创立了Arm中国区业务团队,落地上海,以Arm中国全资子公司的身份,首次向中国客户开放源代码授权,这也是Arm正式宣布进入中国大陆市场。有意思的是,也就是在这一年,第一代iPhone发布,成为首款搭载Arm Cortex-A架构大核产品的智能手机,移动互联网的全新时代由此打开并蓬勃发展至今——现在,iPhone 12系列上的A14处理器,算力是初代iPhone的280倍。
2015年,吴雄昂先生推动“中国战略2.0”,启动中国业务拆分并成立合资公司;2016年,日本软银集团以310亿美元的价格收购Arm公司;2017年,合资公司签约成立,确定名称为“安谋中国”(Arm China);2018年,安谋科技启动独立运营,吴雄昂先生担任执行董事长兼CEO;2020 年 9月 14 日,NVDIA正式宣布,将以400亿美元的价格收购软银集团旗下半导体设计公司Arm。
所以说,你可以不知道安谋科技,也可以不知道Arm,但你却不可能不知道苹果A系列处理器、海思麒麟以及高通骁龙。这些我们耳熟能详的手机处理器,无一不是采用基于Arm处理器架构技术的。一说到处理器,很多人脱口而出的可能都是英特尔、AMD,但其实要从出货数量上来看,Arm可能才是当下全世界处理器出货量的一哥:别的不说,2020年全球智能手机市场出货量为12.4亿部(据Digitimes Research数据),这里边每一部手机都搭载拥有Arm技术的处理器且不止一颗,更不用说智能汽车、智能穿戴、平板电脑、笔记本电话和智能家居等设备了,Arm的身影在这些产品中随处可见。
但有意思的是,Arm在全球处理器市场拥有如此高的占有率,但它却是一片处理器都不生产,因为从诞生之日起,它就是只进行处理器架构和指令集的开发设计,并采用IP(知识产权)授权的方式与各大芯片厂商合作。开发能力弱的厂商拿过来就能用,开发能力强的厂商则可以在这些IP的基础上自行魔改,这也就是我们看到苹果、麒麟和高通等厂商采用同样代数的Arm架构,但最后的性能表现却千差万别的原因。
话题扯远了。独立运作的安谋科技,一方面继续代理之前Arm在中国大陆的IP授权服务,另一方面,从2009年成立中国研发团队,到2015年启动中国业务拆分工作,再到2018年正式成立合资公司,安谋科技一步步坚定走向自研的道路。因为Arm技术优势主要还是集中在CPU架构上,但吴雄昂先生带领下的中国团队,却很早就看到了计算产业发展的趋势,甚至可以说,2021年开的這场发布会,在12年前就已经注定了。
第五次计算浪潮,中国的机会
1946年2月14日,在美国宾夕法尼亚大学,人类历史上第一台电子计算机ENIAC诞生,它标志着我们进入了计算机时代。几十年后,IBM普及了PC,文档处理纷纷走向数字化,这被称为第一次计算浪潮;
第二次计算浪潮则与Wintel联盟密不可分,办公数字化,电脑图形化是这个时代最明显的特征。在该时期,GUI(图形用户界面)和3D游戏促进了电脑的普及,应用处理和图形处理互为作用,图形的重要性已经开始凸显,GPU的概念在1999年随着NVIDIA GeForce 256显卡的发布被独立提出;
第三次计算浪潮就是PC互联网。在这个时代,电脑算力的发展速度远比不过服务器端算力的进步,因为大量设备接入与联网信息的处理量暴增,对单体服务器性能的要求极高,要知道,那个时候可没有云计算技术来对这些需求进行峰谷平抑;
第四次计算浪潮则是前边提到的移动互联网。手机算力的大幅度提升,3G、4G网络的部署让我们不需要再坐在电脑面前就能使用各种各样的互联网服务。数字化不再只是文字、图形、视频等信息的简单记录,我们生活也开始与数字世界出现了伴生。试问到今年,生活在城市中的人们,还有几个人能离开智能手机和网络?比起手机的卡顿,更让人揪心的事可能就是没有信号;
第五次计算浪潮现在已经开始了,就是我们时常看到的“5G+AI+边缘计算”的组合。5G网络造就海量设备接入,“哪怕一粒沙子都能拥有自己的IP地址”,信息的输入早已不再局限于键鼠和手指,语音、视觉(比如动作)这些更加自然的输入方式被越来越多的人所采用。图形已经不局限于看,更多是用来人机互动。
每一次计算浪潮的兴起,都对处理器的处理能力提出越来越多的要求。最开始单纯是CPU,后来是CPU+GPU,移动互联网时代是CPU+GPU+接入能力,到现在是CPU+GPU+接入能力+NPU。经典的冯·诺依曼计算机处理流程是读取-处理-输出的线行处理,现在的NPU时代是感知处理、存储数据、处理数据和产生结果都是在并行之中。
是的,因为现在我们需要处理的数据已经比过去有了巨大的变化,非常大占比的新数据都来自于视频和音频这样的数据流。智能手机上产生的数据99%都与视频和图像相关;智能电视、智能安防等也与图像相关;自动驾驶更是以视频流为主,摄像头,激光雷达,外部图像……全都是如此。而且对这些流媒体数据的处理速度要求更高,捕捉、识别、处理和判断全都需要实时,自动驾驶更是达到了微秒级别。
这些应用场景,负责处理的就已经不是CPU、GPU了,主要是ISP(也有一个叫法是VPU,视觉处理器)。所以,我们能看到,小米澎湃C1、vivo悦影V1都是ISP,OPPO还未发布的芯片也是ISP——ISP是最好体现产品差异化的一个模组,ISP作为ASIC处理器,设计难度虽高,但受益时间更长,应用领域广泛,因此也是个做芯片练手的好伙伴。
但不是每个厂商都能像这些财力雄厚的头部企业一样能自己开发,比如在智能家居、智能安防等领域就存在大量中小型企业。面对如此大的需求,安谋科技依托自己多年以来开发芯片的技术基础,推出了一系列的芯片解决方案,即这次推出的品牌“核芯动力”,因为处理器类型多样,所以用了一个“XPU”来代指这一系列的处理器:
NPU领域,安谋科技有“周易”AIPU,这是其最早发布的非CPU自主架构,目前版本为“周易”Z2,发布于2020年10月,单核算力4TOPS,支持32核SoC可扩展,算力可达128TOPS;
ISP/VPU领域,安谋科技有“玲珑”ISP/VPU和“玲珑”ISP两款产品i3/i5发布于2020年12月,从综合能力来看,其性能排在业界前二。据了解,“玲珑”VPU也已经开发完毕,可以向客户交付;
SPU(Security PU)领域,即安全处理器,安谋科技有“山海”,2021年4月发布的山海S12就是全栈式安全解决方案。在物联网领域,只有ISP和NPU的处理能力是不够的,万物互联对所有设备的安全认证、鉴权等都提出了比过往更高的要求,“山海”就是为此配套而生;
在“核芯动力”战略所涵盖的XPU业务之外,还有安谋科技一直以来都很擅长的CPU业务:星辰。
與常见的Cortex-A大核处理器不一样,“星辰”是安谋科技基于最新的Armv8-M架构自主设计开发的嵌入式处理器,其主要面向的是物联网、传感器、汽车、导航、存储、智能穿戴以及手机等多个领域。到2021年7月,“星辰”在国内已经拥有40多家客户。当然,来自Arm的IP同样也由安谋科技代理进行国内授权。
更重要的是,上述所有的处理器,安谋科技全部都能按照客户的要求做定制化的交付。安谋科技希望能将“核芯动力”,即XPU做成一个平台级的解决方案且完全开源开放,有需求的企业都可以按自己的需求,向安谋科技寻求这些处理器的技术文档进行研究,然后再做出针对性的定制化需求。
用安谋科技官方的话术来说,比起完全自主研发,寻求IP授权是更节省更高效的方式——比如自主研发投入100万美元,IP授权20万美元就可能搞定,这对中小企业是非常友好的。
同时,进入第五次计算浪潮以来,中国在这个领域的进步是与世界同步的。由x86、ARM以及新兴的RISC-V所把持的通用计算领域,多年以来形成的生态壁垒几乎没有给我们留下多少机会,但在ISP和NPU这些领域,华为、阿里等中国企业都有相当出色的作品推出,而在车规级芯片领域,地平线的“征程”是极具前途的明星,它也是得到了安谋科技的帮助。
弯道超车不行,我们可以换道超车。在这些领域,中国公司的表现并不弱于欧美同行,而且这些领域的技术和市场空间都非常大,我们完全有机会做到技术安全、自主可控的局面。在这个过程中,安谋科技希望以自己多年来积累的实力,助力中国企业在这条新的赛道上获得更多的机会。
生在中国为中国的安谋科技
在很长时间里,安谋科技作为上游IP供应商,几乎不出现在台前,但近两年发生的一些事情,却时不时将其放在了聚光灯下。首先就是美国对华为的制裁,一度引发Arm架构断供华为的讨论,最后还是安谋科技出面,平息了这场讨论:“我们将会向华为提供后续Arm基础架构授权”;然后就是NVIDIA对Arm的收购,引发全球对CPU架构IP垄断的担忧。
在看过前边一系列的解释之后,相信大家应该能明白Arm的新东家软银为何有意出售这家公司。随着新计算浪潮的兴起,Arm传统最大的收益来源——CPU架构授权面临极大的挑战。理论上,一个优秀健康的商业模式,需要有尽量多的客户以保证收入结构的多样性,同时还应该有足够高的客单价,即优秀的客户质量。但放眼现在的全球,体量足够大的Arm客户并不多且动作频频。
比如苹果在A系列处理器上,就放弃了御用多年的Imagination PoweVR转而采用自研GPU架构,虽然后来此事有所反复,但以苹果的现金流与自研雄心,Arm心里不犯怵是不可能的,说不定哪天Arm就可能出局;高通呢?则是在CPU这件事上“反复横跳”,步入2021年,收购CPU设计公司NUVIA以及Cortex-X1定制架构难言满意的市场表现,都让Arm会担心未来饭票。当然,更不用说华为这个本来潜力巨大的客户的现状了……
本来在被软银收购之后,整个业界都对Arm还能出现亏损感觉匪夷所思,再加上单纯CPU架构授权业务未来的不确定性,软银当然希望能在Arm还坚挺的时候能卖出一个好价钱,至于这笔交易是否触及垄断,这本就不是资本的思考方式。反观独立运营的安谋科技呢?强劲增长的中国市场让其成为Arm CPU授权业务中,唯一稳定增长的区域市场。同时,目前安谋科技800多名员工中近80%都是研发人员,技术力量雄厚,这个规模放在中国不但是第一,放在全世界也是名列前茅,特别是ISP和NPU团队规模更是全球领先。
代理Arm CPU授權以及稳定增长的自研技术授权业务,让安谋科技有足够的现金流进一步支撑研发团队做技术演进,并做到开源开放。独立运营的背景、中方控股,更有自主知识产权可控。所以,在Arm出现不确定性的时候,安谋科技却能以中国市场强劲的需求增长和产业发展为契机,做出像这次发布会这样的高调举动,尽管现在说“去Arm化”还时日尚早,但我觉得以安谋科技的背景,提前布局是必须的。
写在最后
考虑和写作这篇文章的过程让我充满了感慨,特别是不久前华为P50发布会上老余那句“我们的5G芯片只能当4G用”,充满着无奈与不甘。芯片是一个从上到下产业链特别长的产业,这个链条中任何一环的缺失随时都可能面临“卡脖子”。所幸,安谋科技这次“核芯动力”品牌的高调发布,无疑在芯片设计领域给中国芯片产业的前行又做了有力的助推,特别在满足中小企业的芯片定制化需求上它会给到很大的帮助。行业巨头我们纵然需要,但“一枝独秀不是春”,抬高整个行业的水平,大家齐头并进才是大格局。