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國產ARM CPU遭遇滑鐵盧

鐘山 · 2023-01-28 · 來源:紫財經 公眾號
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  近年來,有人鼓吹ARM是中國CPU實現自主可控的希望之光,并千方百計把國產ARM CPU與自主CPU劃等號,挖空心思將ARM CPU打入政府、金融、通信等事關國計民生的重要行業。

  然而,從實踐上看,國產ARM CPU是建立在ARM的底層技術之上的,在技術上很容易被釜底抽薪,從商業上看,綜合性能、生態、成本等因素,ARM CPU沒有任何優勢,正是因此,這些國產ARM CPU雖然PPT吹的天花亂墜,但自始至終基本在政府、國企、銀行等體制內市場跑馬圈地。

  所謂國產ARM芯片自主可控是皇帝的新衣

  由于一些企業體量大、能量強,具有很強的輿論操控能力和很深的政商背景,因而可以指鹿為馬,將ARM CPU包裝為自主CPU,并在信創市場依靠各種手段搶單,以非自由市場競爭,非公平公正公開的方式攻城略地。

  從實踐上看,ARM并不靠譜,對中國也算不上友好。早在數年前,ARM就遵守美國禁令,先后對兩家中國通信企業進行了制裁。由于在設計上受制于ARM,在制造上均受制于臺積電,受美國制裁令的影響,某通信大廠的ARM芯片直接絕版,該公司用于信創市場的ARM芯片也因此斷貨。

  2022年12月,Arm宣布已經拒絕向中國企業出售先進CPU芯片設計 IP——Neoverse V1 和 V2產品,涉及一大批中國芯片企業。也就是說,ARM僅向中國出售上一代IP核,最新的IP核將與國內ARM CPU公司無緣,這對于寄希望于“搭便車”的國產ARM CPU公司而言是一個重大打擊。因為CPU行業技術迭代快,技術迭代1-2代后,老一代的技術就徹底市場競爭力,這對于高度依賴ARM IP授權的國內ARM CPU公司而言,無疑是宣判了死刑緩期2年執行——2年后,這些公司投入巨資打造的ARM芯片將成為工業垃圾。

  如果說之前這些例子是基于國際政治,那么純粹在商言商,ARM也不是一家可以倚仗的上游公司。

  2022年8月,ARM在美國特拉華州的地區法院起訴高通,指控高通公司未經許可使用ARM的知識產權。ARM訴訟高通,主要是希望與高通重新談判,以獲取更高的許可收入。日本軟銀以310億美元收購了英國ARM,即便不計算利息,收回投資需要88年。投資人是趨利的,因此就有了ARM之后一系列資本運作。

  先是成立ARM China,然后試圖讓ARM China上市,只不過未能成功。再是試圖把ARM出售給英偉達,只是天不隨人愿,英偉達對ARM的收購以失敗告終。最后是試圖讓ARM IPO,為了順利IPO,ARM還空降高管,把執掌ARM China的吳雄昂踢出局。就目前來看,ARM的一系列資本運作并沒有為投資人帶來直接的、可觀的回報。

  在資本運作屢次碰壁的同時,ARM的成本支出大幅增加,從2015年到2020年,員工人數翻了一番,調整后的EBITDA從高于總支出變為幾乎為負,這就使ARM現有的商業模式無法讓投資人滿意了,必須要調整授權方式和授權費率,當高通在收購NUVIA后,ARM借機起訴高通,要求高通按照ARM與NUVIA協商的費率支付授權費。

  ARM與高通的訴訟對于中國廠商而言是神仙打架,短期沒有多少影響,但如果把眼光放長遠,則能從這次訴訟和ARM、高通的相關聲明中發現ARM路線的一些問題。

  第一個問題是ARM授權存在風險。根據高通公開的訴訟材料,ARM授權的授予和終止有非常大的自由裁量權,對于NUVIA這樣的小公司,ARM可以終止與NUVIA的ALA和TLA協議。對于高通這樣的巨無霸,ARM則能在授權到期后斷供。過去,由于高通、蘋果,以及國內ARM陣營IC設計公司與ARM之間的授權協議非常神秘,外人無法知曉授權具體內容,以及到底有多少效力,這使得國內很多ARM CPU公司在買到ARM授權后標榜自主,從本次訴訟暴露出的資料來看,ARM可以任意終止授權,或者在授權到期后斷供。國內ARM CPU公司聲稱買到ARM授權就等于自主,無疑是拿雞毛當令箭。

  第二個問題是知識產權歸屬。NUVIA獲得ARM的ALA授權后開發了Pheonix,高通耗資14億美元收購了NUVIA,但對于NUVIA設計的 Pheonix,ARM居然認為高通無法自然獲取,將任何NUVIA設計、權利或許可轉讓給高通,都需要ARM事先同意。收購的內核需要看ARM臉色也就罷了,ARM還要求限制高通員工從事定制 CPU 設計工作的能力,那些曾經有權訪問ARM機密信息的員工要等三年才能在高通從事CPU架構設計工作。這等于是收購的核心用不了,收購獲得的人才要3年后才能工作,真可謂收購了一個寂寞。

  過去,有觀點認為,ARM不會殺雞取卵,不考慮制裁因素,中國CPU走ARM路線是靠譜和安全的。如果說上次ARM制裁中國通信公司,以及不再向中國出售是基于國際政治,那么這次ARM起訴高通則是因為赤裸裸的商業利益。

  當ARM隨著智能手機的崛起欣欣向榮之際,ARM與高通等公司的矛盾可以被行業的高增長所隱藏。當智能手機市場逐年萎縮,新開辟的數據中心、人工智能、汽車電子又沒有產生足夠大的回報,且ARM的基本盤正在被RISC-V蠶食的時候,ARM就暴露出其猙獰的面容。即便是強如高通,也要被ARM以技術授權相要挾。

  高通體量巨大,有強悍的律師團隊,在美國有很深厚的政商關系和游說團隊,高通能夠這么干,不代表中國ARM CPU公司也能有這種待遇。當中國ARM CPU公司做大做強有油水的時候,沒有人可以打包票ARM不會故技重施,要求提高授權費率屠宰肥羊。

  國產ARM CPU IPC多年原地踏步 自主性和商業性雙輸

  就SPEC06測試成績來說,某款ARM CPU當前的CPU產品,IPC僅酷睿11代的1/2,頻率也只有1/2,單核性能也就是1/4。

  某ARM CPU下一代新核心,2019年就已經存在于PPT上,每年都把PPT拿出來講至少一次。

  在某ARM CPU最近的PPT上,新核心已經迭代了三次,每一次數據都有提升,就是不知道什么時候能出實物產品。

  某ARM CPU 在2015年的PPT上,SPEC CPU 2006的整數測試成績就已經是9.6/GHz,但有產品的最新型號仍然是6.x/GHz。

  目前的國產CPU已有的產品中,單核性能最高的是海光。次之是龍芯,龍芯最新的CPU IPC與接近Zen2,但CPU頻率要比海光低一些。龍芯單核性能約是11代酷睿桌面CPU的1/2,也就是接近某ARM CPU單核性能的2倍。

  桌面、服務器CPU的市場,特點是贏家通吃。

  目前,信創市場中的兩家ARM CPU公司,算是引進ARM技術的“前浪”,一家引進ARM技術早一些,其CPU核為A57級別,另一家引進的晚一些,CPU核是A76級別,基本與技術引進時ARM的公版架構水平相當。

  耐人尋味的是,之后這兩家公司CPU的IPC就基本原地踏步了,某司于2022年推出的盤古900,IPC還出現了倒退,CPU單核性能不如龍芯5000的一半。由于國產ARM CPU已經陷入了同質化浪潮,誰能買到ARM更好的IP和臺積電更好的工藝,誰就能拿出更好的產品,這就使一旦國產ARM的“后浪”用更新的ARM IP設計出SoC后,國產ARM CPU中的“前浪”只能靠政策保護生存,在市場上會失去立足之地,比如阿里的5nm ARM CPU,正常的市場競爭,兩家“前浪”ARM CPU公司根本不可能贏。

  現在“前浪”ARM CPU缺少競爭者的原因,是因為ARM的桌面和服務器生態還非常不完善。阿里、亞馬遜、谷歌等等做的服務器CPU主要用來滿足自己的業務需求,而沒有對外公開銷售。

  他們自己做ARM服務器CPU的原因,是因為他們使用的批量很大,購買ARM的IP攢個CPU再自己找代工廠生產,就沒有中間商賺差價,成本比買別人的CPU要低得多。

  他們沒有公開銷售的原因,是因為我們的國產替代市場他們進不來,而外部市場很少有對ARM服務器的需求。有大量需求的就自己做ARM CPU了,也不需要買。

  只要某ARM CPU繼續努力,借助國產化替代的力量,做好ARM桌面和服務器軟件生態。使普通用戶和企業也產生對ARM桌面和服務器的需求,競爭者就會很快出現。事實上,現在國內已經出現了一批ARM初創企業。

  國內的ARM桌面和服務器CPU企業,有能力把ARM桌面和服務器的市場培育成熟,然后再拱手相讓給國外的競爭對手。比如某ARM CPU,如果他不能自主研發性能高于國際主流的產品,也不能以更便宜的價格買到ARM高性能IP,不能以更便宜的價格流片生產,那就以后就只能蜷縮在國產替代的特殊市場里茍延殘喘。

  如果要強調自主研發,那么ARM架構授權就是制約國產CPU競爭力的手段。當國外的競爭對手都支持ARMv9或者更高的版本時,國內還在使用ARMv8架構的產品,就必然與主流的軟件生態脫節,競爭力被削弱。

  也不能幻想基于ARM擴展擴展自己的指令,形成獨立的軟件生態。因為ARM不允許對指令集的私有擴展,只有部分嵌入式CPU的IP允許通過掛載dsp等形式擴展功能。

  某ARM CPU之所以支持國密sm3、sm4擴展指令集,是因為ARM在v8.2中增加了sm3、sm4的擴展指令。是ARM增加了指令后某ARM CPU才能用,而不是某ARM CPU先做了,ARM再把它收入v8.2版。順序必須要搞清楚,未經ARM同意,誰都別想分裂ARM生態。

  可以說,當下國產ARM CPU“前浪”有幾個重大缺陷:

  一是技術上存在被ARM釜底抽薪的風險。

  二是發展上受制于人,只能亦步亦趨跟著ARM走,無法另起爐灶。

  三是性能偏弱,面對海光毫無還手之力,面對阿里等國產ARM“后浪”也是不敵。面對龍芯新一代桌面CPU也是無力抵擋,在服務器CPU上也是靠核心數量優勢才與龍芯持平。

  四是生態不行,ARM生態與龍芯生態比是難兄難弟,就信創市場來說,各家CPU都能用,但在商業市場(桌面、服務器),X86才是王道,ARM基本沒有任何市場競爭力。

  一句話,國產CPU中,自主性最強的是龍芯和申威,性能、生態、商業化前景最好的是海光,國產ARM CPU則是自主性和商業性雙輸。

  海光、龍芯和申威最具潛力

  從ARM起訴高通的例子來看,即便不考慮政治因素,ARM授權的商業風險依舊是高懸頭頂的達摩克里斯之劍,何況從高通公開的訴訟材料來看,ARM正打算改變授權模式,這對于國內ARM陣營公司而言,不是好消息。

  國內ARM CPU公司就法律團隊和在美國的人脈、影響力方面都和高通有差距,高通尚且如此,國內企業很難在法律糾紛中比高通表現的更好。可以說,ARM路線的風險很高,對于那些對自主性有較高要求的領域,不適合推廣ARM CPU。

  國產ARM CPU在性能和生態上被海光碾壓,在單核性能上被龍芯超越,僅在多核性能上依靠64核打32核的方式取得與龍芯旗鼓相當的位置。在2023年龍芯6000系列問世后,國產ARM CPU 64核打32核的套路也無法再繼續下去了。

  國產CPU中最有潛力的是海光、龍芯和申威。海光的潛力是商業化,可以快速替換美國的X86 CPU,是當下替換英特爾和AMD的最優選擇。

  龍芯的潛力在通用領域自主性最強,對于有較高安全需求的行業,龍芯是最佳選擇,而且龍芯致力于構建中國版Wintel的計劃非常宏偉,也非常吸引人,一旦建成這個體系,就可以把英特爾、AMD、微軟等國外寡頭趕出中國市場。

  申威的潛力在于國家重器,雖然申威在通用方面芳蹤難覓,但在國家重器方面功勛卓著,在中美科技爭霸的大舞臺上,必然會有申威的一席之地。

  對于那些商業化不行,自主性不行,發展受到限制,CPU IPC多年原地踏步的ARM CPU,還是早死早超生吧,如果沒有政策保護,華芯通就是這些ARM CPU的最后歸宿。

  社會主義的優越性就在于集中力量辦大事,如今,誰行,誰不行,已經顯而易見,應建立公平的競爭機制,讓庸者無法靠關系賺的盆滿缽滿,讓能者能夠純粹靠技術獲得訂單。

  中美競爭日趨白熱化,時間已經不多了,還是盡早把資金、人力和市場交給那些真正具有潛力和活力的國產CPU吧!

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