Andes全面拥抱RISC-V带来哪些启示？

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Andes完全接受了开源ISA作为其IPO战略的一部分。Arm现在也面临着同样的选择。

台湾的CPU内核IP公司Andes Technology在准备IPO的同时，从2015年开始逐步淘汰其专有处理架构，转而采用RISC-V。在Arm计划于2022财年IPO之前，增加RISC-V会是一个选择吗？虽然Arm大到不能再大的生态系统让这种想法似乎不太可能，但Arm能否说服投资者和股东，在没有开源ISA的情况下会继续增长吗？

ISA开源是芯片开发商的一个长期趋势。它的持续存在迫使公司们不得不涉足它、拥抱它。

对于芯片设计者来说，在基于Arm的SoC中添加一个开源的RISC-V内核并不是一个艰难的决定。就像DSP或图形IP核可以被添加到现有的SoC中一样，RISC-V是另一种可以被集成到主要应用处理器上的部分。

另一方面，用基于新的RISC-V CPU内核的SoC取代基于Arm的解决方案需要审慎的理由。

现有的MCU供应商认为没有动力去开发基于RISC-V的新产品系列。他们担心对那些已经在MCU的开发工具生态系统中投资的客户造成潜在的破坏。

Yole Intelligence表示，Arm是一个CPU处理器内核IP巨头，拥有一个繁荣的生态系统，甚至不太可能考虑增加基于RISC-V的处理器IP。这没有意义。一个专门的RISC-V开发项目不仅会分散Arm的注意力，且会消耗它的资源，因为他们的RISC-V的成果可能会与Arm自己的核心业务相竞争。

然而，Andes，这家台湾的小型CPU内核IP公司在2014年做出了这个“不太可能”的决定。

虽然在规模上与Arm相去甚远，但Andes以一个自研的CPU处理器IP内核打入了嵌入式市场。尽管该产品取得了一定的成绩，Andes的董事长兼CEO林志明说：“到了2014年和2015年，我们决定将RISC-V列入我们未来的路线图。”Andes没有将RISC-V视为一项对冲风险的策略，而是全力以赴地致力于开源ISA，此举可能会危及其自研的CPU内核的成功。

为什么要冒这个险？

林说：“两种力量，包括财务和技术促使了这一决定。首先，技术方面，Andes团队已经充分了解了2010年加州大学伯克利分校RISC-V项目的起源，并一直在密切观察RISC-V的进展。团队看到了RISC-V和我们自己的技术之间的相似之处，特别是Andes的专有架构AndeStar V3，具有某些‘Andes扩展’。”

V3带有Andes自定义扩展框架，允许客户轻松定义他们的指令并创造更多的差异化，这些想法与RISC-V的特点一致。林说：“因此，对我们来说，切换到RISC-V并没有花费多少精力。”

考虑到RISC-V将开源指令集，林认为Andes的“闭环”方法将使其架构处于不利地位。他预见到RISC-V阵营的开环方法变得“如此庞大和强大”，以至于Andes将被卷入一场没有确定结果的长期战斗。Andes团队看到了不祥的预兆，林说，“我们决定继续前进”。

财务力量也同样重要。Andes的RISC-V决定是在该公司准备于2017年3月在台湾证券交易所进行首次IPO时作出的。林认为转向RISC-V将符合其股东利益的最大化。

尽管Andes决定从V3转向RISC-V，但该公司认为“没有必要这么快就放弃V3”。CPU IP产品的生命周期可长达30年。林表示，2021年，Andes的客户基于其CPU IP出货30亿颗SoC。其中，99%基于专有的AndeStar V3，1%基于Andes的RISC-V CPU IP。

但营收数据表明，2021年Andes大约65%的收入来自RISC-V。

林明确表示，该公司的重点是RISC-V。他说：“今天，我们将95%的研发资源用于RISC-V。”

Andes的营收分析

简而言之，Andes在过去几年中一直能够发展RISC-V业务，同时从其专有的V3产生IP收入。据林称，V3的持续增收帮助Andes与Arm和前MIPS Technologies竞争，同时为其与RISC-V社区的竞争对手（包括SiFive和目前以RISC-V为重点的MIPS）的竞争做好准备。

RISC-V在Arm生态系统中的意义

Andes开发RISC-V处理器IP，同时保持自己自研的内核，能够成为其他公司考虑RISC-V未来的一种模式吗？

对Arm来说，这似乎是不可能的。Yole表示，Arm是一个高度工程化的生态系统。RISC-V可以在通用的应用中竞争，但不太可能让Arm觉得需要自己的RISC-V。

Yole表示，在有些情况下，RISC-V可能对Arm有意义，比如设计者想执行一个精简的或高度定制的指令集，而不是把整个Arm工具箱带过来。这可能会实现一个低成本的解决方案。

但它也只适用于一小部分使用情况。80%-90%的处理器需要一个负担得起的通用处理器架构，可以针对差异化进行调整，Arm和Arm生态系统就是为其量身定做的。

Yole补充到，还有一个相反的意见需要考虑。如果我们看一下Arm的历史，过去他们不提供图形、AI和安全内核的IP。但现在他们提供了，因为他们看到了市场的需求。可以想象，Arm认识到市场对一种新功能的需求，并选择为该功能开发架构IP。在这种情况下，他们可以选择实施RISC-V来实现这一点。

然而，这样做将意味着Arm将为同一功能提供Arm和RISC-V解决方案。这似乎不太可能，因为在商业上不成立。

地缘政治因素同时，地缘政治可能会引发RISC-V市场的震动。

据ST透露，他的客户并没有完全吵着要买RISC-V MCU。但他们也在思考一种可能性，即在未来的某个时候，“从地缘政治的角度来看，RISC-V可能会成为一项任务，特别是这种要求可能会来自中国”。

Yole也认为，芯片设计者寻求RISC-V解决方案，完全是因为地缘政治/区域化的压力使他们不愿或不能与Arm合作。

即使Arm开发了一些RISC-V解决方案，他们仍然不会赢得这些客户，因为排斥他们的不是ISA，而是这个品牌的地缘政治含义。

除了政治之外，ARM提供RISC-V解决方案的唯一其他理由是，RISC-V提供了一些Arm生态系统中没有的重要的技术优势。尽管存在RISC-V可能会提供技术优势的情况，但目前它的主要优势就在于成本和灵活性。

RISC-V与AI

AI是RISC-V扩展的一个关键领域。Yole指出，去年11月，RISC-V International批准了更多与机器学习相关的扩展，包括矢量扩展，促进了RISC-V上AI加速的更标准化的架构。

然而，Arm已经在自己的架构上实现了AI，那为什么开发者要在RISC-V上重新创建类似的东西呢？有什么好处呢？

Andes的林的理由是“自由选择架构”。有了RISC-V，“这种选择的自由现在又还给了开发者”。

在林看来，RISC-V“让世界更强大”，赋予设计者创新的力量。在过去，Arm试图阻止设计者进行这种创新，因为这将迫使Arm支持这种创新。林指出，某些系统工程师拥有特定领域的知识，他们已经研究了10年或20年的应用。他说，这些设计师应该得到能够利用他们的知识并使他们的系统工作得更好的软件和硬件。

Yole表示，事实上，一些设计师已经为他们的AI加速解决方案定制了RISC-V的AI实现。然而，需要注意的是，这样做需要设计和工程资源，而且“未经批准的解决方案很少受到商业市场的欢迎，特别是没有重要支持协议的情况下”。

RISC-V的结果可能和Arm一样好，如果成功，设计者也会节省Arm许可费。但与Arm IP相伴的是“与高度工程化和广泛的软硬件生态系统的兼容性”，大多数边缘计算设备都运行在这个生态系统上。

RISC-V与汽车OEM

据林介绍，Andes的RISC-V CPU内核IP已经攻破了多个市场，包括IoT边缘、个人和云数据中心。而且，Andes最近成为第一个与SGS-TÜV Saar GmbH合作完成ISO 26262功能安全开发过程认证的RISC-V供应商。

这是件大事，因为Andes的产品开发流程经过了独立评估，符合最高ASIL D的CPU内核开发要求。

Andes将在本月推出其第一款符合ASIL-B的RISC-V内核。

尽管其客户在汽车应用中使用Andes内核已超过10年，但他们也在使用商业级的CPU IP。通过新的车规级RISC-V认证，Andes正在吸引汽车OEM接受RISC-V。

当被问及汽车OEM是否对RISC-V CPU内核设计他们的芯片感兴趣时，林表示，这是100%肯定的。

RISC-V的发展势头良好。对Andes和许多RISC-V公司来说，已经没有回头路了。利用开源指令进行创新的自由会不会战胜采用Arm的便利性？很快，这可能甚至不是一个问题了。RISC-V社区在继续增长。开源社区可以两者兼得。

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