华为的开发板为什么要从Arm架构转向RISC—V,不受限制吗?

华为的开发板为什么要从Arm架构转向RISC—V,不受限制吗?,第1张

因为众所周知的原因,华为已经很久没推出自研Arm架构的处理器了。但这并不意味着华为已经放弃处理器业务。华为轮值董事长表示,海思(华为芯片部门)的研发还在继续,为未来做些准备。

过去华为处理器上的CPU核心有的是基于Arm架构开发,有的直接是基于Arm提供核心“魔改”。但现在英伟达准备收购Arm,这使得华为不得不再次考虑Arm架构的可靠性。

不只是华为和国内的企业,美方也有不少知名的半导体公司对这场交易持反对态度。但美半导体公司更多的是出于商业角度考虑,而咱们的半导体公司考虑的内容就复杂一些。

尽管各界存在不少反对的声音,但英伟达对这场交易的最终结果持乐观态度。其首席执行官黄仁勋相信,各监管机构最终会批准这笔交易。

如果这场交易真的完成,那么意味着美将拥有世界上两大主流的指令集Arm和x86(已有)。

目前,在消费级市场,Arm和x86这两种CPU架构几乎占据了全部的市场份额。你所使用的手机、平板、电脑的CPU,不是Arm架构就是x86架构。

不过在Arm和x86市场份额的空隙中,还有一种CPU架构应用在消费级市场,它主要用在智能穿戴设备上 。

它就是RISC—V指令集架构。

该指令集被很多厂商看好,其中包括率先推出x86处理器的英特尔。

而作为国内消费级芯片市场一哥的华为海思,目前还没有正式的推出基于RISC—V的芯片。

不过值得一提的是,用于HarmonyOS的Hi3861开发板的芯片应该是基于RISC-V开发,因为在它的开发环境中有提到“gcc riscv32”字样。

网友们认为,这是华为从Arm转向RISC—V的标志事件。

最关键的,RISC—V是完全开放的

或者说不受限制的

RISC-V指令集可以用于任何目的,允许任何人设计、制造以及销售RISC-V芯片和软件。

它遵循BSD授权协议,不但使用不受限制,甚至开发者可以在其基础上发展的指令集架构闭源、收费。这都是完全运行的。

虽然该项目始于加州大学伯克利分校,但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。而且为了保证中立性,RISC—V基金会的总部特意从美国迁至瑞士。官方毫不避讳的表示,这就是为了确保美国之外的大学、政府及公司可不受影响使用开源的 RISC-V。

另外值得一提的是,在该基金会最核心的13名会员中,除了西部数据和SiFive其余都为中国企业。其中包括有能力基于Arm架构开发出高性能SoC、CPU的华为,以及在国内,手机SoC设计能力仅次于华为的紫光展锐。

RISC—V能吸引华为等开发者的不只是它的开放性,更多的是其在技术上的优势。

关于RISC—V架构性能的描述

有 科技 媒体称,x86的特长在处理数据的量上,而Arm的特长在处理数据的速度上,二者各有优势,难以互替,而RISC—V则兼具二者一定的优势。

该指令集用于现代计算设备,设计者考虑到了这些设备用途中的性能与功率、效率问题。除此之外,RISC—V还具有众多支持的软件,这解决了新指令集通常的弱点。

架构精简,门槛低

RISC-V基础指令集只有40多条,加上其它的模块化扩展指令总共几十条指令。 RISC-V的规范文档仅有145页,而“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。

早已商用架构的x86和Arm架构,为了能够保持架构的向后兼容性,其不得不保留许多过时的定义,导致其指令数目多,指令冗余严重,文档数量庞大,所以在这些架构上开发的门槛很高。

模块化

RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起,并试图通过一套统一的架构来满足各种不同的应用场景,这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。

除此之外,RISC—V架构还具有完整的工具链、易于移植等优势。

一个对RISC—V架构的误解

因为目前还没有性能达到x86或Arm高端CPU水平的RISC—V处理器,所以很多人以为RISC—V架构是专门针对都性能要求不高的低功耗处理器设计,但其实,基于该架构的处理器是可以面向高性能计算场景的。

目前学术界已经有基于RISC-V架构的511核处理器(Celerity)。

而在商用上,SiFive自称RISC—V阵营中性能最强的P550CPU在四核心下,占用的芯片大小与单个Arm Cortex-A75相同,但P550在性能上表现更佳。

P550在SPECINt 2006测试中的得分为865/GHz(P550 delivers 865 SPECInt 2006 per GHz),可以与Cortex-A75相媲美。

基于RISC—V架构,是可以开发高性能CPU的,但需要充足的资金,长期的研发。

比起已经大规模商用的Arm和x86,RISC—V还处在早期阶段,日后基于此架构的高性能CPU会来的。

ARM架构是英国一家公司研制出来的,基于这个架构,很多芯片设计就是从这里开始的!由于美国打压华为,ARM公司开始断供了华为!幸亏华为早有准备,启用了达芬奇架构,这是一种全新的架构,华为自己的技术专利!现在华为刚发布的华为MATE30手机,就是采用了达芬奇架构!

文/小伊评 科技
当然是不行的,ARM架构是一种闭源的项目,并且在全世界内受到知识产权保护,所以如果不经过ARM公司的授权,首先你就无法得到完整的语言代码,就算是有其他厂商给你提供,那么如果强行使用ARM架构就要被罚到不能自理。而且代价还远不只是这些。笔者就总结一下,如果不征得ARM架构授权会带来哪些后果。
不经ARM公司授权强行使用的后果
1会在全世界范围内被诉讼,罚到不能自理

这个很好理解,现在是经济全球化的时代,专利在全世界受到保护。所以只要你用到了ARM公司的指令集也好,架构也好都必须要征得对方的授权,否则ARM公司都会在全世界范围内起诉,让你的产品没有办法卖出去。就像是2018年高通和苹果的专利之战,强如苹果,最后不也以妥协而告终么?所以专利这种东西真的是一本万利。ARM这种专利老流氓可不比高通好到哪里去。

2不会得到最新的指令集架构支持

ARM的指令集并非是永不升级的,就像处理器一样,他也是在慢慢升级的。每一代新的架构体系相比于上一代都会有较大幅度的提升。而且每一代架构体系都需要重新获得授权才能使用。比如目前最新的ARM指令集架构是ARM V8架构,世面上很多芯片厂商包括华为在内都获得了该指令集的永久授权。如果这些ARM发布最新的ARMv9指令集架构,芯片厂商想要使用就必须重新获得授权才行。

3没有芯片代工厂给你生产芯片

大家应该都知道,目前手机领域的芯片生产工作都是由几个半导体生产企业所垄断,比如台湾的台积电,以及韩国的三星等。 而这些生产企业只要是代工生产基于ARM架构体系下的芯片,都必须获得ARM公司的授权 ,否则连同芯片研发企业和半导体生产企业都会被ARM公司起诉,甚至会被剥夺架构使用权。那么又有哪些半导体生产企业愿意承担这样的风险呢?所以没有半导体企业给你代工生产,你的芯片就只能是纸上谈兵。
那么现在有没有能跳过ARM公司的方式?

答案是有的, 就是目前大名鼎鼎的RISC-V指令集架构, 这种架构体系是一种完全开源的项目,并且受到国际开源组织的保护。也就是说所有人,所有厂商都可以获得这种指令集架构的源码进行设计。而这种架构体系目前对ARM公司的冲击很大。

但是这种指令集架构并非是没有缺陷,最大的缺陷就是整个体系还很薄弱,功能非常的不完善,而且目前安卓系统都是基于ARM架构下的产物,对RISC-V指令集架构不友好。

但是根据很多消息可以得知,华为在RISC-v指令集架构的研究已经很长时间了,未来不排除在被ARM公司禁用的情况下会转而采用RISC-V架构来设计芯片,并且采用自创的鸿蒙系统支持这一指令集。这并非是不可能的,而如果事态这样发展,对于RISC-V的发展将起到极大的提升,未来很有可能和ARM架构分庭抗礼。
说太多都是无用的,申请专利不是为了不给你用的,如果申请了专利而不给别人用,那么这就违反了某个法律,可以视为专利无效,大家可以看看 历史 上是否有这种不给人用的专利所以,不给人用某种产品只能是政府行为,并且是那种强势政府例如美国才可能做出这种事情,因为你在这个地方不听他的,他总会能找到制裁你的地方,所以才会逼的你不得不听他的,如果铁了心不听他的,他也没有好办法,例如伊朗朝鲜,所以,在商业上是不可能出现题主所说的情况的,假设真出现了不记商业利益损失的禁运,那么对方自然也就可以完全无视你的什么知识产权啥的,该走私走私,该盗版盗版,顶多用起来不那么自由一点而已,就比如说CPU,英特尔和AMD不卖给我们了,至少现有存量可以支撑我们5年没问题,也就是玩不了最流行的 游戏 了而已,如果因为玩不了最新 游戏 就要死要活,那一定是潜在的汉奸,小心防着就是。我相信在这困难的5年间中国一定会彻底赶上来,到时候在世界市场上再拼个你死我活就是了,既然他们能对中国做出这件事,肯定也能对别人做出这件事,别人家也不是傻子,到时候肯定也会捧中国产品的场,从而有更多的选择机会,避免被人讹诈。

    ARM架构属于“闭源”的商业架构,如果非授权“盗版”使用,可能会造成非常严重的后果,远比ARM终止与华为业务往来的后果严重,下文具体说一说。
    1、ARM的授权机制
    ARM是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商, 全世界95%的智能手机和平板采用了ARM架构 ,ARM原是一家英国公司,2007年被日本软银收购。ARM提供了三种不同的对外授权机制:

    1)指令集授权

购买了ARM的指令集,然后研究设计芯片。可以对ARM架构进行大幅度的修改,甚至对ARM指令集进行扩展或者缩减, 只要做到自行设计的处理器与ARM指令集是兼容即可 ,比如苹果的A系列处理器,在ARM架构的基础上,扩展了自己的swift架构。
    ARM目前有1000多个授权和做,320家伙伴,但是购买指令集授权的,只有15家。华为的ARMv8永久授权,购买了ARM的指令集授权。
    2)IP授权(内核级授权)

    对于ARM的IP内核授权,形象的说法就是买芯片图纸,相当于盖房子给了设计图纸,至于采用什么建筑材料、多少钢筋,这个是不包括的。
    3)使用层级授权

    使用层级授权是最低的授权等级,只需购买已经封装好的ARM处理器核心, 拿着ARM设计好的IP嵌入到自家设计中即可,不能更改人家的IP 。相当于盖房子给出了效果图,详细到房间的管线怎么走、墙壁的材料、具体尺寸等详细设计,在芯片的表面也贴上“ARM”的标签。
    2、华为的ARMv8永久授权
    华为早在2013年就购买了ARMv8的永久授权,属于指令集授权,因此华为不需要ARM提供的已经设计完成的IP核,可以自研架构,只要兼容ARM的指令集即可。

    如果华为基于ARMv8指令集自主设计处理器,并且拥有完整的只是产权,不会受到美国禁令的制约 。根据网上的消息,华为去年年底发布的64核心的鲲鹏920服务器处理器,就是基于ARMv8指令集的自主架构。
    ARM中断与华为的业务往来,短期内对华为的影响较小。但是长期来看,还是有一定影响的,技术不断的发展和迭代, ARM将会在2020年推出ARMv9,华为有可能无法获取最新的授权 ,导致芯片性能提升的停滞,缺乏高端芯片的竞争力,对华为的业务产生“难以应付”的挑战。

    总之,如果使用ARM架构的芯片,必须要获得相应的授权,根据厂商的实力,获取不同的授权模式。华为获取了ARMv8的永久授权,短期内不会受到“禁令”的影响。对于华为来说,如果无法使用ARM芯片,可以转战RISC-V开源架构,但是面临“性能”和“生态”两大难题。

所有的专利都是对创新和发明的法律保护,同时专利也公开了发明创造的内容。

强行使用某项专利的行为是经常发生的,包括标榜自己是知识产权保护神的美国也常常发生。特别是在方法方面的发明,即使使用了专利保护的方法,也很难举证。再说,由于发明专利涉及的内容往往互相关联和渗透,专家也分不清到底谁侵了谁的权,最后大家和解。所以,如果你的产品不需要公开,你也可以强行使用人家的发明。

还有,你所在的地区没有签署保护知识产权条约,你也可以强行使用。

如果强行使用ARM架构和标准,其产品只能自用和封闭,或位于封闭地区或市场。因为处理器一类的芯片本身必须有最底层的架构和指令集,厂家必须对用户码农公开。只要产品公开,你是否用了ARM架构和标准,一目了然。由于我国在加入WTO是已经签署保护知识产权约定,强行使用未经授权的专利技术必然触犯中国法律。

ARM公司的主要创始人与乔布斯同期创业,离开乔布斯后加入ARM公司专心从事处理器架构和标准化工作。ARM公司在处理器芯片标准方面的布局非常早,而且高瞻远瞩,深刻而精准;在人工智能芯片标准方面的创新和布局更是早于行业一个时代。就好比 *** 作系统的微软一样,其标准的影响力在码农心里早已根深蒂固,其生态也是根深叶茂,撼动它是困难的。除非另辟新路,制订自己的标准,打造自己的生态。

中国微电子行业经历了这么多,要反思!

国家战略也好,行业协会也罢,研究机构或企业,要创造一个思想市场,倾听民间的声音,及时对大局有整体的认识和把控,该出手时就出手!否则很难改变“进口芯片用的外汇比进口能源用的外汇还要多”这个被动局面!

看到推送来的这个问题,忍不住答一下:

其实,只要你能扛得住接下来的闲言碎语、抵制、惩罚乃至当场围殴,强行干什么都可以。但如果你扛不住或是时机尚不成熟,还是不要把"反心"表现出来比较靠谱。

或者,你率先开辟一个新领域让后来者不得不跟随,但这不仅需要你有足够的实力,那个新领域还必须对其它人有足够的吸引力才行——ARM架构(以及许多真正有价值的专利)就是这样的路数,不用也就算了,用就按照我的规则办。

归根到底,任何事都必须以实力为基础,实力不够还去挑战现有规则是不明智的。因为在路边摊吹牛吹的太狂而遭人白眼甚至围殴的事情并不少见,至少我在东北和山东见过;国际事务方面,类似的情况在新闻联播里也时有耳闻。

可以用啊。你要强行用没有什么不可以的。但是后果不是一个国家或者企业能够承受的。

首先你在国际上的声誉严重受损。没有人跟你做生意,没有人来你这里投资。

其次你讲面临巨额的赔款。你可以不赔,但是只要你的产品出口到世界上任何一个国家,都会被没收。你只能在国内用,而且你的产品卖个国内的企业,这个企业只要在国外上市或者售卖产品,都会受到处罚,没有公司敢买你的产品。

最后很多东西不是说用就用的。给你用你也不知道用。架构给你授权,你就能用?人家得给你培训,你才会用。京东方买韩国的屏幕技术,技术给你了,你也不会。京东方派人去韩国培训了三个月,回来还是良品率低。

你抄袭其实只能抄袭别人简单的,复杂的抄袭都不会。

强行使用ARM架构而不授权,这个是侵权行为。现代 社会 的基础是规则的 社会 ,如果人人都不遵守规则,整个 社会 就会崩溃。专利的存在保证了人们对创新的投入,这样才能更进一步促进 社会 的发展,一个良好的循环。当然对于那种专利流氓,我们要坚决反对。

ARM的收费主要分为两部分:前期license授权费用(固定的,有期限的,一般几百万美金)、后期版税royalty费用(浮动的,按芯片售价的百分比收取,一般1%到2%,到一定的量会下浮)。

华为之前购买的V8架构应该是买的永久授权,可以在此之上可以自行修改,但其它的ARM核应该都是要买lisence的。
好些内地的公司收到过ARM公司的律师函,只是因为在网上下载的破解版keil,用注册机注册,就侵犯了ARM的权利。而没有经过授权,使用ARM架构,那刚ARM有机可乘,它的律师函可就迫不及待了!

我们知道,华为被ARM停止了业务往来。在ARM提到了公司的相关产品设计包含了「美国原产技术」(US origin technology),所以,ARM决定暂停和华为的合作。

好在,华为获得了 ARM 指令集 ARMv8 的永久授权,但授权只是限于这个型号的架构。但是,未来华为芯片片设计就拿不到最新、最先进的 ARM 架构授权。

我知道很多人会这样想,等新的架构出来的时候,我们强行使用ARM公司的架构不就行了吗?实际上这里的不切实际体验在几个方面:

当然,华为海思现在在研发海思架构,中国工程院院士邬贺铨谈华为的是ARM的V8永久使用权,华为可以消化它的东西也可以修改。因此,ARM再继续提供V9,华为也可以对它进行升级,所以我们并不用强行使用!
强行使用带有知识产权的就有点耍流氓的感觉了,毕竟这是别人辛辛苦苦研发出来的东西,并且通过合法的途径获取到了正规的专利资格,别的企业使用就需要拿到授权,这也是天经地义的事情,任何一个成规模的企业都会选择使用正版的授权,正规的企业就要按照正规的规则去做,现在提到ARM的授权主要是因为最近华为被美国封锁,华为已经拥有arm8的永久授权,所以在短时间不会受到影响,但市场长了影响就会有了,毕竟如果后边新的版本不能及时的更新,可能在产品性能以及功能上都会受到影响,不能指望着华为公司再造一个arm架构吧。

最近关于授权的字眼体现的比较多,除了arm授权比较引人关注,还有谷歌的安卓授权更是直接影响到华为公司在欧洲的销量,在知识产权越来越完善的今天,版权意识也会越来越强烈,就当前国内市场而言版权主要体现在企业上面,对于个人版权而言还需要很长时间的健全过程。拿版权做文章的企业非常多,就拿典型的windows系统讲,微软为了培养自己的生态系统几乎对个人用户全部免费的模式,所以大家在使用windows系统的时候,几乎盗版的都能用,也从来没见微软公司追究过,因为涉及到个人的版权问题,通过诉讼或者打官司的方式能把一个企业给拖垮,所以微软就是睁一只眼闭一只眼,让windows系统在个人用户中充分的发展,但对于成型的企业微软是绝对不会放过,特别是针对上市公司或者政府机关。

国内版权意识是在这几年慢慢起来的,因为国内高仿的产品类型实在太多,但这种高仿早晚会被拿上日程,在 体育 领域就有这么一个大事件,国内有个模仿的乔丹品牌,慢慢做大做强了,美国那边发现这个企业已经自己养肥了就开始启动法律程序,结果被判赔了很多,这就是版权意识淡薄造成的,开始可能觉得使用了别人家的品牌觉得是占了便宜,到后边吃亏的就是自己了,现在国内很多企业已经在注意保护自己的知识产权了,特别是近几年中国的企业在国际上申请的专利数量呈现几何倍数在增长,这些都是在国际上保护保护自己权益的一种表现。

因为专利问题这些年中国的企业已经给欧美缴纳了大量的费用,就拿最简单的2G,3G,4G标准这块中国的运营商以及手机制造商,每个手机都要缴纳给对应的专利企业费用,而且这种收费是按照单台来计算的,在5G领域华为公司算是比较争气无论是专利数量以及设备的能力都走在世界的前列,但是长期在这个领域占据优势的欧美等国家感觉承受不了,已经开始在各个方面阻碍,中国 科技 的成长之路还很漫长。

像arm这种技术门槛非常高的授权,如果拿不到授权自己想搞点东西真的很难,在当前阶段还是要花钱交学费,才能慢慢掌握这些高 科技 ,在学习阶段走些弯路也是必然的,在自己变得强大之后反而在注重版权的今天能够起到保护自己知识产权的作用,该遵守的规则还是要去维护好,希望能帮到你。

华为公司算是国内科技公司的排头兵,率先在芯片领域有了突破,用了arm的架构,而且从arm拿到的是永久的授权,所以不存在不授权,华为公司就没法做芯片的可能性,主要前段时间的中兴事件,把大家的神经给调动起来了。华为公司作为一家对芯片依赖极强的公司,从抗击风险能力出发必须要有自己的芯片公司。

海思半导体公司提到这个名字还算比较熟悉的,主要当初在一家机顶盒公司从事软件开发的时候,海思芯片已经在国内市场占据非常重要的地位了,而且海思公司和美国的博通公司做法不太一致,美国喜欢把芯片的底层驱动提供完了之后剩下的就是交给自己的客户去定制,而海思公司的做法几乎把常见的所有功能都给做好了,只需要拿来调用就可以了,那个时期的海思芯片在国内就已经表现出很强的战斗力,转眼间差不多也有快十年的时间了,时间上的积累也差不多够了。

首先,苹果,高通和大华为都是arm授权的公司,但是苹果和高通积累时间较长,都有了自主研发arm core和ip的能力,所以目前看来苹果和高通的同工艺下的产品性能都会略高于华为。

其次,值得高兴的是华为于2018年拿到了arm处理器的终身授权,拥有了自主研发arm core和IP的能力,但是毕竟起步较晚,还不是很成熟,但是如果arm 不再授权也可以自己做的。就是性能上可能会落后些。

再次,arm公司是个上市公司,自己的主要业务和收入就是靠ip授权,华为也是一个比较大的客户,在没有很强的政治压力下,不会取消对华为的处理器授权。毕竟,公司要以股东利益为主!

可以说自从美国宣布将华为纳入实体名单之后,华为在各方面都遭遇了断供的局面,不仅仅只是美国一些科技公司的芯片、软件等,一些非美国公司提供的技术授权等也受到了影响,要说影响最大的,可能就是ARM公司,尽管近日ARM公司宣称之前报道的ARM断供华为是不实的,但之前任正非就表示过,如果ARM不再提供授权,也还有MIPS等开源芯片可以使用,由此可见,哪怕即使ARM在实际上没有断供华为,起码也影响了之前的正常合作。不过好在现在ARM明确的表示,以后会继续向华为提供IP授权,而华为自然也就可以采购ARM的最新手机

芯片架构,如果按照当下的ARM芯片架构来看,最新的应该是A77架构,例如三星刚发布的猎户座980,就是一款采用A77大核的手机处理器,只不过频率方面略低,只有22GHz,而华为最新发布的旗舰芯片麒麟990,采用的却依然是A76核心以往按照华为发布麒麟芯片的规律,每一年都应该是采用ARM的最新架构,这次为何还是采用的去年发布的架构呢?当然有的网友很自然的就想到,是因为ARM考虑美国实体名单,影响了与华为之间的合作,导致华为开发采用A77架构的芯片延误,所以只能发布老架构的芯片了。不过华为的余承东,却给出了我们这样的解释,而且笔者认为,这个解释其实非常合理。余承东表示,之所以没有采用A77架构,

是因为之前ARM宣称,在功耗不变的情况下,A77架构比A76架构性能可以提高20%,但是经过华为自己的测试发现,A77的表现并不像ARM所承诺的那样,也就是说,A77的性能虽然提高了,但是功耗同样也提高了,对于手机芯片来说,发热是个大问题,当年高通的骁龙820就因为发热问题而被业界所诟病。然而这个时候,反而开始凸显华为的芯片研发能力了,既然A77架构并不理想,华为反而自己魔改了A76架构,将其频率提高到286GHz,但是功耗却依

然可以控制的很好,我们再对比上面三星发布的猎户座980就可以发现,A77架构在现有制造工艺下,频率不能做得太高,否则发热就会过高,这样一来,反而不如采用老架构更好,然而由此可见,华为已经具备了推出自己独立架构麒麟芯片的能力,只不过这次因为A77表现不好才展现出来。


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