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Arm能否抵挡住RISC-V的攻势?

时间:2019-04-09 作者:Nitin Dahad 阅读:
Arm不仅是需要进化,而且得彻底重新思考如何与开放性架构所推动的「IP民主化」风潮竞争...

与RISC-V或MIPS相比较,Arm的灵活度不足;而在现今的成本和上市时间压力下,没有人愿意花费数月时间谈判授权条款。Arm面临着巨大压力,特别是随着RISC-V和MIPS等开源架构的兴起,微处理器产业也开始发生变化。

自从被日本软银(Softbank)收购,我们就听到不少关于Arm新授权方法的传言;Arm的竞争对手还告诉我们,他们正在与更多寻求替代方案的Arm现有授权客户洽谈。开发人员已不再享有充裕的两年产品开发周期,很多人也没有充足的授权费用预算,这已成为系统级芯片(SoC)设计的巨大门坎。

Arm否认提高授权费的传闻,该公司的发言人接受EE Times采访时表示,其最新高阶核心向来价位较高,新一代的A76核心也是如此。尽管如此,根据来自大多数是Arm过去和现有竞争对手的消息,Arm的许可协议变得越来越复杂,导致授权客户得方支付更高费用。

Arm的商业模式是IP授权产业目前常用的方式──即收取采用其架构进行芯片设计的前期授权费(upfront license fee),然后再依据芯片出货量计算权利金(royalties)。除了采用其Cortex-M0与Cortex-M3入门级核心进行设计的「DesignStart」项目是零授权费,Arm并未公开过授权费标准;根据业界消息,该金额范围在100万到1,000万美元间不等。

RISC-V和MIPS等开放型架构的优势,是能够在指令集架构(ISAs)基础之上「发挥」创新能力和开发自己的特定应用SoC,使用者无需支付前期费用即可进行客制化设计,因此进入门坎成本较低。那些开放架构并非完全免费,因为你仍然需要工具、测试和验证等,这些还是有成本的。但ISA本身不需授权费,以长期眼光来看仍可能让Arm受到冲击。

这是1990年代末期Arc与Tensilica提供之处理器核心授权模式的进一步演变;在当时,入门成本和可配置性是那些公司常用以宣传的论点(笔者曾经是早期Arc团队的成员)。Arc处理器核心的授权费约从25万美元起跳,而当时Arm核心的费用约300万至500万美元。

与Arm的固定指令集相较,Arc完全可配置的32位RISC核心对客户来说有巨大的吸引力,许多授权客户都喜欢这个方案,因为他们可以根据自己的需求进行核心配置,从而可大幅减少芯片尺寸和功耗,同时提高性能。因此,Arc无论在大型和小型公司中都取得了成功,客户包括Intel、Fujitsu、Canon和SanDisk。

当笔者与Arm的嵌入式和车用市场策略副总裁Tim Whitfield对谈时,他表示除了处理器核心之外,Arm也提供了许多其他IP功能区块和工具,而且Arm认真看待各种竞争与颠覆性技术;自被SoftBank收购以来,开放性架构竞争对手当然也是他们的重点关注对象。该公司也一直在探索新的业务模式和市场,并推出新的核心来满足客户需求。

Arm在固定支出与营收方面的新挑战

因此Arm的人事与支持基础设施等固定支出(overheads)十分庞大;该公司在英国剑桥那样的高收入水平区域拥有高达5,000人的工程师团队,同时维持7个架构,可想见其营运成本之高。而该公司表示,从设计一个架构到客户看到产品,需要花费长达8年的时间。

在此同时,根据Arm的财报,该公司自2014年以来的授权费营收一直持平;在截至2018年12月的那一季,其授权费营收与2017年同期相较减少了34%,从1.9亿美元缩水至1.25亿美元。显然有部分原因是受到Arm自己的DesignStart项目影响,该项目免收Cortex-M处理器的授权费,而该公司在当季有38家DesignStart Pro授权客户。

根据SoftBank的财报,在截至2018年12月31日的9个月中,Arm的授权费收入与前一年同期相较减少了27.7%,部分归咎于2018上半年在中国市场签署新合约的延迟,使得这9个月内签署的许可协议金额降至3.34亿美元;该数字在2017年同期为4.62亿美元。

成本上升和营收下降可能会激励Arm在授权费和权利金架构方面做出创造性改变,但风险是可能会让客户感到困惑,促使他们转而寻找替代方案。Arm显然也预见其授权费营收的减少。为因应此趋势,该公司在物联网领域(IoT)发动了几桩大规模收购,期望能带来软件即服务(software-as-a-service)类型的收入。

最终,众家IP供货商会根据整体拥有成本和开发成本的回收来定价;在这种模式下,人们可能会说每个客户付出的价钱都相同,但这并不完全正确。口袋深的客户可以负担得起架构授权费,并拥有客制化核心的自由度;采用诸如DesignStart项目的较小业者,最终可能会花费更少的钱,但他们不会拥有相同的设计自由度。

一位Arm高层表示,CPU核心不是免费的,无论是来自Arm、SiFive还是晶心(Andes),大家都需要赚钱。在较低阶市场,人们更愿承担风险,开放性架构可能更合适;而在高阶市场,Arm并没有看到经济模式发生太大变化。我笔者认为,这似乎是说那些能负担得起的企业决策者,不会因为选择Arm而丢饭碗;就像以前有句话说:「你不会因为选择IBM被炒鱿鱼。」

一家销售RISC-V IP的公司执行长表示,Arm的好日子快到头了;他断言Arm现有的商业模式无法再维持五年。重点在于,与开放性架构相较,Arm方案的灵活性有限;而且在现今的成本和上市时间压力下,没有人愿意花费数月时间协商授权条款。

Arm要想赢得竞争,若不是得为设计人员提供更多优势来证明其授权费的合理性,就是得完全取消授权费、寻求来其他营收模式,来正面迎击开放架构;就像美国人工智能(AI)芯片新创公司Wave Computing期望与MIPS和RISC-V方案供货商合作那样。但是现在看来,以上两种情况都不会发生。

笔者认为,Arm不仅是需要进化,而且得彻底重新思考如何与开放性架构所推动的「IP民主化」风潮竞争;该公司在过去或许击退了Arc、Tensilica和MIPS等竞争对手,但这一次,恐怕不会那么轻松。

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETines,参考链接:Can Arm Survive RISC-V Challenge?,本文同步刊登于电子工程专辑杂志2019年4月刊)

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Nitin Dahad
EE Times欧洲记者。Nitin Dahad是EE Times的欧洲记者。
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