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7月25日，阿里巴巴旗下半导体公司平头哥，在上海阿里云峰会上发布RISC-V处理器玄铁910。平头哥对外宣称，这是业界性能最强的一款RISC-V处理器，在性能方面支持16核，单核性能达到7.1 Coremark/MHz，主频达到2.5GHz，比目前业界最好的RISC-V处理器性能高40%以上。这是成立不到一年的平头哥半导体的处女作。
玄铁910直接对并非ntel类似通的通用芯片。一方面，其应用场景不是PC，不是移动，而是5G基站、人工智能、自动驾驶等IoT场景；另一方面，它不是一款完整集成芯片，而是一个跟ARM类似的IP core，采取开源模式，基于但又比ARM更开放5G、人工智能、网络通信、自动驾驶等领域的开发者，可以定制自有芯片提高性能提高一倍以上，同时将成本降低一半以上。 2018年杭州云栖大会上，平头哥半导体公司宣告成立时备受关注，这是阿里亲自做芯片的起点。玄铁910作为首秀，堪称惊艳。 同一时间，高通、英特尔和苹果在移动芯片市场正展开一场三角恋。 7月26日，苹果宣布将以10亿美元价格从英特尔手中收购智能手机调制解调器业务，以及一系列专利和大约2200名员工，这是苹果继2014年以30亿美元收购Beats后的第二大收购案。 通过这项收购，苹果将强化自主芯片研发能力，补足5G芯片短板。今年4月，苹果与高通达成和解协议，在付出了至少45亿美元的代价后，iPhone将获得高通的基带支持。高通与苹果和解后，这两年为苹果提供基带的“替补”Intel意识到地位不保，暂缓手机芯片开发。10亿美元出售手机基带意味着Intel一直努力的移动战略受重创，同时，英特尔公布第二季度净利润同比下降17%。接下来，Intel将保留非智能手机应用开发调制解调器的权利，包括为个人电脑、物联网设备和自动驾驶汽车开发。 平头哥玄铁910瞄准IoT时代，苹果收购IntelAIoT带意在5G……作为IT产业基石的芯片产业，正暗里涌动。有野心的科技巨头们，正在新一轮芯片浪潮中正在角力。 |
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第三次芯片浪潮
谈到芯片浪潮，我想到了《浪潮之巅》这本书。尽管因为“公司基因论”等观点，该书作者吴军这段时间备受争议，但这本书对于了解科技发展史的价值不容置疑。 《浪潮之巅》用大量篇幅描述了半导体产业的发展，以此呈现IT产业的发展规律。半导体是计算机、互联网甚至IT产业的起点，硅谷之所以叫硅谷，正是因为硅是半导体的原料，硅谷正是因为因为聚集大量的半导体公司而得名。这些公司中，英特尔抓住PC 浪潮，高通抓住移动浪潮，这样的浪又大又高，站在“浪潮之巅”的企业都成了巨头。 既然是浪潮，就有潮起潮落。今天，不论是PC还是移动芯片，发展都已接近极限。五年前PC衰落，芯片“够用了”很难再有升级动能，Intel大力转型移动；Intel移动化尚未成功，手机市场又进入下滑周期，移动芯片面临“够用了”的状况，智能手机的瓶颈不再是计算性能，而是网速、续航、交互，ARM被软银收购，2019年第二财季高通营收下降4.6%，芯片巨头都在寻找新的方向。 “18个月性能翻番、成本减半”的摩尔定律，失效了。芯片产业的第三次浪潮是什么？《浪潮之巅》出版于2012年，当时移动互联网方兴未艾，书中没有提及，2016年吴军在一次演讲中给出论断： “继PC互联网时代造出英特尔和微软，移动互联网时代成就ARM（高通）和谷歌几大巨头后，万物互联时代也会诞生新的巨头。谁要是把操作系统问题解决了，谁就是下一个Google和微软。谁要是把处理器问题解决好了，你就是下一个英特尔和高通。” 吴军认为，下一波芯片和OS浪潮均是万物互联，对此我表示认同。 2016年，IoT还只是概念；2019年5G商用，低时延、高带宽和大容量三大特性最大受益者是IoT，如智能家居、可穿戴设备、智能汽车、智能医疗、智能物流、智能制造等等。而AI基于IoT设备获得的海量数据将更快进化，也将拥有更多落地场景。AIoT成为移动互联网后的新浪潮。 芯片产业面临截然不同的市场需求。IoT设备的芯片，不再只是PK计算性能或者成本，碎片化的应用场景，对功耗、体积、性能、价格都有全然不同的要求，定制化、专用化芯片成为趋势，Intel、高通的通用芯片模式不再有效，新的巨头会诞生，芯片产业版图很可能会被重划。 架构是核心战场 前两波浪潮中，芯片大战的中心战场都是芯片架构，确切地说是指令集架构。 一个计算机设备从底层向上分别是硬件层、操作系统和应用程序，程序员的代码通过编译等环节形成可执行程序，在运行时会被汇编成机器指令，最终成为0101这样的二进制代码被芯片执行。不同芯片都有自己的语言来识别程序代码，这就是指令集，它将基础运算模块化和公式化，大幅提高了编程效率和运行效率，打开了CPU性能提升的一扇大门，是计算机工业化的关键一步。 现在，计算系统结构指令集合一共有两种：一种是复杂指令（ CISC ），另一种是简单指令（ RISC ），不同指令集意味着不同的芯片架构。 Intel在PC时代脱颖而出打了两场关键战役，一个是通过与微软结盟成Win-Tel阵营，打压摩托罗拉等对手；另一个则是与精简指令集玩家的持久战，Intel采取CISC，RISC是更先进的指令集，处理器设计更简单，可以更好地流水作业速度更快，有更低的能耗比。 RISC来势汹汹，但Intel没有被革命。十年间，通过投入大量人力物力财力，以及基于Win-Tel形成的兼容性生态壁垒，Intel凭借着基于CISC的X86架构，战胜了精简指令集玩家们，《浪潮之巅》认为，“英特尔不是靠技术，而是靠市场打赢的此战。” CISC最大缺陷是能耗很高。“一个酷睿处理器如果昼夜不停使用，一年的耗电量已经等同于它的价格。”但在PC时代，消费者对耗电问题感知很弱。移动时代兴起的智能手机，则对能耗提出全新的要求，因为续航问题。 Intel的X86架构捉襟见肘，ARM强势崛起，ARM一方面基于RISC架构，具有高性能、低功耗、小体积等优势，更加适合移动设备，特别是在低功耗上具有先天优势。另一方面采取授权模式，ARM不做芯片，给是给芯片公司提供授权，高通、联发科、华为麒麟、苹果A系列，全部都是ARM架构芯片。此间，Intel怎么努力都很难在移动市场有所作为了，大势不可逆。 第一次芯片浪潮，基于复杂指令集(CISC）的X86战胜了基于RISC的指令集架构；第二次芯片浪潮，基于RISC的ARM成功逆袭。AIoT时代，第三次芯片浪潮席卷而来。 在5G通信加持下，云端结合成趋势，边缘计算兴起，AliOS等基于云的OS将爆发，这一切都对芯片架构提出新的要求。AIoT设备变得更加碎片化，它们有的对能耗敏感（如共享单车智能锁），有的对性能敏感（如需要进行大量机器视觉计算的端侧AI设备），有的对价格敏感（如工业互联网领域的智能传感器），有的对时延敏感（如无人车）……X86和ARM架构都已很难满足AIoT设备复杂的计算需求，2010年诞生的RISC-V的机会来了。 RISC-V基于RISC，具有精简指令集的优势，如高性能、低功耗，相比Arm架构处理器，功耗低 5-6倍、面积效率提升5倍。更重要的是，RISC-V更加开放、灵活和普惠，开源意味着任何企业和学术团队都可基于RISC-V构建自己的处理器设计架构，开发者具有很高自由度，针对碎片化的IoT场景优化，没有专利授权费用，对创业公司、中小企业非常友好。 RISC-V已成气候，中国工程院院士倪光南指出，未来RISC-V很可能成为世界主流的CPU之一，CPU领域将形成Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。 第三次芯片浪潮如果诞生新的巨头，极大概率会诞生于RISC-V指令集阵营，平头哥玄铁910就是基于RISC-V的处理器架构实现，基于公开环境下的测试显示，是目前RISC-V架构下的性能最强的处理器，开局不错。 那么，瞄准AIoT时代的平头哥能否登上第三次芯片浪潮的巅峰？ |
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平头哥做冲浪者
《浪潮之巅》的浪潮一说，出自投资大师巴菲特合伙人查理·芒格，他在一次演讲中指出： “当新的行业出现时，先行者会获得巨大优势。你会遇到一种我称之为冲浪的模型——当冲浪者顺利冲上浪尖，并停留在那里，他能够冲很长很长一段时间，无论是微软、英特尔、NCR或者其它公司，都是如此。但如果没冲上去，就会被海浪吞没。” 第三次芯片浪潮，平头哥能否成为冲浪者？能否登上浪潮之巅？我认为，它的胜算很大。 1、芯片技术不是从0到1。 平头哥半导体才成立一年，但其核心团队拥有十年以上CPU和芯片的研发经验，长期从事自研指令架构、CPU微体系结构与系统芯片产品的研发，累计开发了CK801等7款嵌入式CPU IP核，这些产品均已大规模量产，授权客户超100家，累计销售超十亿颗，被广泛应用于机器视觉、工业控制、车载终端、移动通信、多媒体、无线接入和信息安全等领域，主要客户为一线芯片设计公司。 这一次发布的玄铁910在RISC-V阵营中性能最强，正是基于平头哥多年来的芯片技术积累。平头哥团队将自研架构中经过产品验证的指令技术与RISC-V精简指令融合，更加稳定可靠，提升20%+性能，将2发射发展成3发射并行架构，流水线深度从10级发展成12级，单位性能提升40%，工作主频达到2.5GHz，整体指标在原有技术上提升一个层次。 马云曾说过一句名言:“我不相信弯道超车,基本上是十超九翻,我们应该换道超车”，PC和移动芯片巨头的技术领先是在X86或ARM架构下，平头哥不可能去做他们擅长的事情，而是瞄准AIoT，押注RISC-V这一新的架构，采取新的模式，换道超车。 2、全栈集成的独特模式。 平头哥首创从芯片到应用的全栈集成模式，打造了面向领域定制优化的芯片平台(Domain specific SoC)，提供包括CPU IP、SoC平台以及算法在内的软硬件资源，面向不同AIoT场景为企业和开发者提供不同层次的芯片服务。 相对于传统通用芯片的IP授权商业模式而言，全栈集成模式成本低、门槛低、周期短，对各行各业的开发者都更友好，特别是对中小企业、开发者和创业者更友好，契合AIoT碎片化的芯片需求。 3、端云协同的独家优势。 5G时代，云端协作的在线计算成为新趋势。平头哥在端侧基于RISC-V新架构主攻AIoT场景，云端则主攻AI芯片。去年阿里达摩院宣布正在研发一款神经网络芯片——Ali-NPU，这是一款AI芯片，将重点运用于图像视频分析、机器学习等AI推理计算，其计算能力将达到同类产品40倍。 不只是云与端芯片协同，云计算阿里也有显著优势，今年4月，Gartner数据显示，阿里云在亚太云计算市场份额达19.6%，市场第一的地位已持续很久。阿里云在云端拥有飞天大规模跨机房集群操作系统等核心技术，阿里在公司层面推出了IoT战略，ET大脑在全国各地各行各业抢占AIoT场景，这一切都意味着云端协同会成为阿里平头哥的巨大优势。 早在2013年马云就在内部信中明确：“云端(Cloud+App)将是未来移动互联网的关键，精彩纷呈的端市场才刚刚开始，而阿里的年度重心将是 全面从云打到端。”现在看来，“不懂技术”的马云真的很有远见。 4、阿里巴巴的开源优势。 阿里在全球开源业态扮演关键角色，《2018 中国开源年度报告》中，活跃度前5的开源产品阿里系占了4个。平头哥做芯片同样拥抱开源模式。玄铁910基于RISC-V开源指令集，平头哥是RISC-V白金会员，在指令集规范上拥有充分话语权；玄铁910 IP Core也将全面开放，会在GITHUB上公开相关核心代码；平头哥宣布“普惠芯片”计划，邀请有量产能力企业和高校科研机构共同打造标杆项目。 平头哥成为阿里开源的新力量，反过来阿里开源社区的开发者生态可以反哺平头哥芯片普惠芯片计划。 5、颠覆式的商业模式。 阿里巴巴对成为一家靠芯片赚钱的公司没有兴趣，马云曾明确，“阿里做芯片不是为了竞争，而是要普惠给所有人，技术普惠是阿里的理念，阿里要做连非洲人民都用得起的芯片，任何人任何地点任何时候都可以获取。”第一款芯片玄铁910一鸣惊人，不只是采取全栈集成模式，还向全球开放，体现出马云当时说的芯片普惠承诺。 有人会问，阿里不靠芯片赚钱干嘛花这么大精力、资金和人力投入？答案是因为芯片是阿里整个生态的重要一环，其能让阿里的技术战略、IoT战略、数据战略更好地落地，前提是要被更多设备应用。阿里做芯片更多是希望成为AIoT时代芯片业基础设施提供者，让天下没有难做的芯片，芯片是阿里商业操作系统的技术基座，帮助阿里在未来几十年的浪潮中都牢牢掌握技术的超级话语权。 既然阿里不想靠芯片赚钱，对传统的通用芯片IP授权模式或者芯片售卖模式都会形成冲击，这跟互联网靠免费模式冲击传统产业是一样的。“天下苦IP授权久矣”，一边苹果收购Intel手机基带，将iOS模式做到极致；另一边则是芯片领域的安卓模式兴起，用开放来满足碎片化、个性化和多样化的芯片需求，形成繁荣的芯片生态。Win-Tel已难以奏效，开放才是AIoT时代生态终极形态，平头哥事实上要做的就是芯片的 |
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