此芯科技刘刚:未来十年Arm架构有望实现底层算力架构的统一

站长资讯 (4) 2022-07-29 17:34:00

经济观察网 记者 李沁 2020年以前,如果有人高呼“Arm架构将有望实现底层算力架构的统一”,大概率会遭到业内人的质疑(“Arm”全称为Advanced RISC Machine,32位精简指令集处理器架构,广泛地使用在许多嵌入式系统设计)。

2020年以后,苹果公司基于Arm架构自研的M1芯片的问世,犹如一颗闯入平静湖面的石子,在智能计算机构人的心中荡起涟漪。

Arm CPU的机会是不是来了?有人怀疑,有人确定……在各式猜想背后,五个在行业摸爬滚打多年的行业老兵选择了坚定相信,几番合计后,一家名为此芯科技的公司就此成立。

近日,此芯科技宣布已成为Linaro(致力于Arm生态系统软件开发的全球协作工程组织,主要目标在于解决Arm生态系统的质量问题,为架构和操作系统的需求提供上游支持,并解决限制市场部署的碎片化问题)Windows on Arm工作组的全球第四家、国内首家公司。此前,Arm, 微软和高通这三家国际巨头已加入该项目,旨在推动Arm生态在Windows系统的发展。

一家初创公司为何能够和国际巨头并肩作战?Arm架构对行业的重要性及未来机会是怎样的?

为解答这些疑问,经济观察网专访了此芯科技软件部门副总裁刘刚,他拥有近20年的半导体工作经验,曾在AMD担任软件部门总监。对于跨操作系统的大规模系统软件研发,有着丰富的开发和管理经验。

刘刚认为,未来,Arm架构面临历史性的机遇来实现底层算力架构的统一。

一次苹果M1搅动的创业梦想

2020年11月,苹果公司发布了基于Arm架构自研的M1芯片。搭载M1芯片的Mac电脑比x86笔记本的待机时间更长,能效比更高。10W的功耗限制下,M1芯片可提供传统x86笔记本处理器2倍以上的CPU性能。

知晓这个消息的时候,刘刚有些惊讶。在他看来 “这是Arm阵营的一次巨大进步”,对于做技术出身的他来说,简直可以用“颠覆”二字来形容。

“在我们的认知中,Arm架构只能应用于手机、平板这样的低功耗移动平台。如果将其应用于PC端,省电的性能会非常突出,但是如果想要兼具高性能,则是一件在过去看起来不太可能实现的事情。所以,架构本身的巨大进步也在对我们释放一个强烈的信号,这是一个技术变革的时间窗口,也是一个创业的好时机。”刘刚说道。

所以当听到孙文剑(此芯科技CEO)创业消息的时候,二人几乎是一拍即合。集齐了天时、地利、人和的因素,刘刚觉得可以做一些有意思的事情了。

2021年10月,公司就此成立,初创成员的认知高度一致,即未来Arm架构将统一整个计算平台。Arm SoC芯片的研发有着较高的门槛,但是参与创业的团队成员都在行业深耕多年,经验丰富。他们很多来自半导体巨头AMD公司,合作默契;CTO刘芳则曾在Apple 、Meta(Facebook)领导过多代自研SoC的开发。

公司的名字定为此芯科技,灵感源自刘刚。

王阳明道“此心光明,亦复何言”。刘刚认为,这句话背后的含义是做任何事情都应该遵从自己的本心,不被外在杂念所干扰。如果我们做一件事情是因为它本身的意义,而非它所带来的利益得失,我们就会更加专注,更容易找到自己的人生价值。现在的社会中人心浮躁, 如果有一个方法能够获得内心的平静,专注做好事情本身,那会是一件非常美妙的事情。 同时,“心”和“芯”同音,这意味着此芯科技想要专注于芯片,努力实现最初的愿景。

苏东坡亦曾提到“此心安处是吾乡。”刘刚表示,希望公司是一个员工可以安身立命的地方,身处其中的人自然内心能得到安定。

一切准备就绪后,团队实力雄厚的此芯科技开始陆续收到各投资机构抛来的橄榄枝。

2021年,根据SIA数据,2021年全球半导体销售额为5559亿美元,同比增长26%。其中,中国半导体销售额为1925亿美元,同比增长27%。而SEMI数据显示,2021年全球半导体设备市场规模为1026亿美元,同比增长44%。同期,中国大陆半导体设备销售额为296亿美元,同比增长56%,行业增速远超全球平均水平。

同时,受多重因素影响,中国的缺芯问题喧嚣尘上。在这样的环境下,不少投资人开始计划在半导体产业圈中进行一些前瞻性的投资。

刘刚惊喜地发现,不少投资人已经注意到Arm CPU赛道。在和一些头部机构投资人接洽时,并不需要在技术说明中花费太多时间,因为此前投资机构内部已针对赛道进行过大量研究和探索。

某次,创始团队准备和某家国内赫赫有名的投资机构进行沟通,在和其负责人交谈前,刘刚和团队已经做好讲解Arm CPU的趋势、方向、逻辑的准备。然而,对方立即表示不需要再讲解,相关背景已经清晰明了。相较之下,他们更希望了解此芯科技预备怎样做、如何达到期望的水平。

还有一次,刘刚和团队只和一家投资机构的工作人员约见了一面,第二天该机构的主要负责人便从北京飞往上海。彼此之间相谈甚欢,此次谈话的内容亦是没有做太多技术方面的解释,更多以该负责人分享创业经验为主。

“这两件事给我的印象还是很深刻的,没想到投资人几乎是和我们同步了解赛道的。”刘刚回忆道。

为什么是Arm CPU?

截至2022年7月,此芯科技接连完成天使轮、天使+轮,天使++轮以及Pre-A轮四轮累计1亿美元的融资。投资机构包括联想创投、启明创投、蔚来资本、云九资本、顺为资本、BAI资本、基石资本、中科创星、嘉实投资、元禾璞华和云岫资本等。

联想创投董事总经理罗旭表示,20世纪50年代,人工智能飞速发展。然而由于人工智能需要更多的测试,加之相关成本较高,因此为了降低成本,联想创投便开始聚焦和人工智能相关的半导体项目。2017年开始,联想创投便开始投资半导体。后续,受中美贸易关系的影响,半导体行业逐渐成为市场关注的焦点。

在此情况下,投资机构仍络绎不绝。罗旭认为这和政府关系及半导体生产阶段的迁移相关。从其生产阶段的迁移来看,半导体生产先从北美迁移至日韩,目前正从日韩迁移到中国台湾。

“目前我们希望它能从中国台湾迁至大陆。诸多因素影响下,参与半导体投资的人越来越多。”罗旭表示。

半导体行业的产业链包括芯片设计、芯片制造和芯片封装测试。而从2021年的市场来看,在芯片设计的细分领域中,智能计算占比较大。智能计算又包含了四个方向,分别是移动、桌面、XR和AIoT。

因此,市场上的大部分投资机构重点仍集中在智能计算中。在智能计算的架构中,x86、Arm、RISC-V等为主流架构,其中x86和Arm又是市场份额中最大的两个架构。不过Arm架构主要应用于移动端,而x86则是桌面端。

罗旭提到,据IDC和Ark Investment的综合数据显示,由于Arm的低成本和高扩展性,未来桌面及服务器端Arm将替代x86。其中,从全球PC的年产量来看,2025年Arm将进入量产,年产量将达到4300万台;2028年,Arm的年产量将超越x86;到2030年,Arm的出货量将是x86的3倍。从服务器市场规模来看,2022年Arm服务器将进入量产,总规模将达到420亿美元;到2030年Arm总规模将达到1100亿美元,逐渐蚕食x86市场。

“中国当前正面临绝佳的重建 Arm CPU行业生态投资机会,联想创投始终致力于通过内部投资和外部孵化解决创新问题,布局IT科技未来。而此芯科技团队在 Arm SoC 架构、CPU 内核设计、软件架构、客户定制服务等各方面的顶尖技术能力是双方合作的核心要素。依托联想集团的全球化资源及全产业链赋能优势,联想创投将不断强化被投企业的综合竞争力,助其快速成长。”罗旭说道。

重建Arm CPU生态的机会

“Arm是未来十年真正有潜力统一算力底层的CPU架构。”刘刚说道。

在刘刚看来,过往市场底层CPU在PC或服务器端以x86居多,移动端则被Arm架构垄断,而自动驾驶、元宇宙等前沿应用的底层CPU同样是以Arm为基础。如果想要打通各端形成统一的生态,对于“老大哥”x86来说很难。从历史经验来看,x86多次想要进军手机领域都以失败告终。沉重的历史包袱使得其必须要兼容太多古老的应用程序,因而指令很难做到精简,难以从高性能打入低功耗领域。简言之,x86架构能耗比的限制使其难以与Arm架构在低功耗领域进行竞争,而上文提到的RISC-V,由于是一个新兴架构,仍要复制Arm架构在过去二三十年的迭代并且克服生态碎片化的问题,才有可能成为通用处理器的理想选择。

回到Arm,通过过去几十年整个生态的积累逐步地从嵌入式开始,借助苹果,谷歌引领的智能手机时代快速地统治了整个移动计算平台。当下包括苹果、微软、亚马逊等行业巨头公司又在大力推进将Arm架构作为未来端侧与云侧混合智能计算的基础CPU平台,借助云端结合Arm架构迎来了统一计算底层CPU架构的绝佳机会。

那么,行业是否有必要统一CPU架构?

刘刚认为,统一的CPU架构对程序员开发应用程序来说将是非常大的简化。他们只需要为一个架构进行编程,不需要考虑适配不同架构的问题。而如果前述所有应用场景可以打通,将极大提高云端协同开发部署的效率。

据悉,在今年5月的微软开发者大会前,Arm发布了一个针对Windows开发者的问卷调查。调查结果显示半数的开发人员认为在未来数年内, Windows on Arm形态的个人电脑将占领至少1/4的市场份额。如果开发人员的愿景成真,这将是PC架构数十年来最大的变革。同时调查结果也显示,目前限制他们迁移到Arm平台最大的原因是工具链和开发平台的缺乏。也是基于同样的考虑, 微软在开发者大会重磅发布了一系列端到端的Arm原生工具链,以更好地支持Arm原生应用生态。同时还在大会上发布了更多基于Arm的硬件开发平台,方便Windows开发者在Arm平台上创造更多云端结合的革命性应用。

“重建Arm CPU行业生态是一个全球性的机会,对于国内厂商还是国外厂商都是如此,我们也不例外。通过微软和其他生态伙伴在过去近十年的积累,现阶段大部分主流Windows应用程序都可以通过模拟x86的方式在Arm上跑通,并非完全从零开始。现在要做的就是让更多的主流应用程序能够原生的在Arm上跑起来,做好极致的性能优化和更好地兼容性适配,进一步完善这个生态。它离真正的好的用户体验虽然仍有一段距离,但对于此芯科技来说这意味着一个绝佳的切入时机。我们可以在生态变革的早期阶段就直接和其他行业领导者共同推进相关产品和生态的标准化建设。相对于其他生态壁垒比较强的赛道,Arm CPU提供了一个非常开放的创业机会。”刘刚说道。

为了抓住这个机会,此芯科技选择加入Linaro的Windows on Arm工作组。此前,Arm, 微软和高通这三家国际巨头已加入该项目,旨在推动Arm生态在Windows系统的发展。该工作组成立不久便在LLVM, Qt等基础软件框架的适配上取得重大突破。

刘刚表示,作为一个成立不久的初创公司,能成为全球第四家、国内首家加入Windows on Arm工作组的公司是一个非常重大的里程碑。同时,在创立之初就在国际顶尖的平台上透明地与行业巨头进行技术和标准建设的协作,意味着生态伙伴对于此芯能力与潜力的双重认可。加入工作组后,此芯已经高频度地参与到全球性的Arm生态建设中,并且惊喜地发现关于未来的愿景与生态伙伴们的思路不谋而合。

“随着Arm架构的不断演进,在继续强化能耗比优势的基础上,其在CPU性能上将会有更大的突破。同时,正如微软开发者大会所反映出的动向,各种主流的Windows应用在Arm平台上的体验会日臻完善,未来我们会在市场看到越来越多的基于Arm架构的个人电脑产品,用户的接受度也会越来越高。在云端协同的助力下,Arm架构面临历史性的机遇来实现底层算力架构的统一。此芯科技非常兴奋能加入到这个技术革新的进程之中。”刘刚说道。

THE END
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