ARM 霸權江山不保？晶心領軍開源指令集 RISC-V 趁勢而起
作者 數位時代 | 2019 年 03 月 19 日
ARM 架構在手機領域市占超過 99%，在數據機、車用訊息設備與可穿戴裝置等也超過 90%，其霸主地位讓軟銀在 2016 年以 243 億英鎊（約新台幣 9,963 億元）購併 ARM。不過，如果把 ARM 譬喻成一個帝國，現正處於「民心思變」的革命時代，吹響革命號角的是開源架構 RISC-V，而台廠晶心則扮演重要角色。
晶心是第一個採用 RISC-V 的主流 CPU IP 公司
晶心是台灣第一家成功商業化的處理器 IP 授權公司，在 CPU IP 全球排名第 5 大，在亞洲只有輸給 ARM。
晶心也是第一個採用 RISC-V 的主流 CPU IP 公司。RISC 是精簡指令集（Reduced Instruction Set Computing）的縮寫，源起 1980 年代，是中央處理器的一種設計架構，將電腦運算指令數量減少，讓 CPU 架構在設計上能更為簡化。代表第 5 代的 RISC-V（讀音 Five），2010 年起源加州大學柏克萊分校。RISC-V 的特性為「開源免費、可模組化與指令數簡潔」，視為 Intel x86 架構與 ARM 架構之外的其他選擇。
早有不少業者希望推出開源指令集與 ARM 抗衡，RISC-V 並非第一，但之前以 RISC 為架構的 Sparc、Power、MIPS 等開源指令集都沒能成「氣候」，RISC-V 熱潮備受期待。
另一方面，中國因為中美貿易，對「自主自控」晶片有強烈需求，因此從政府到民間都對 RISC-V 躍躍欲試。
晶心抓住這股浪潮，準備趁勢而起侵吞 ARM 版圖。
就是要搶下 ARM 市占
▲ 晶心科技總經理林志明。
談起晶心策略，晶心科技總經理林志明很明白地說，「我們最大競爭者就是 ARM，策略的目的就是要搶下 ARM 市占，搶回來大家一起分，因此我們著重在社群合作取得目標。」
「打造除了 ARM 以外的選擇，一直都是晶心在做的事，以前晶心單打獨鬥，現在是打團體戰，我們把全球生態圈，當作自己的生態圈在經營，晶心就是規格制定者，以取得更多世界級客戶認可。」林志明指出。
晶心自有指令集架構產品，從 2006 年開始銷售，一直到 2010 年每年的合約數才超過 2 位數，但是採用 RISC-V 為基礎指令集的 V5 架構，從 2017 年底推出第一個新產品到 2018 年的授權合約就達 18 份，成長力道相當驚人。
有捨才有得：採用 RISC-V，攻高階 CPU 市場
晶心決策速度非常快。2015 年底 RISC-V 基金會甫成立，隔年晶心就加入基金會成為創始會員，並且投入核心、編譯器與軟體開發開發工具的研發，而也在此時，晶心做了一個很重要的大轉折：除了原有的自家架構產品 AndeStar V3，也新增採用 RISC-V 架構的 AndeStar V5。
AndeStar V5 以 RISC-V 為基礎架構，晶心則扮演擴充架構的角色（AndeStar V5= RISC-V + 晶心擴充指令架構）使得以開放、模組化及可擴充的 RISC-V 指令集正式進入主流 SoC 界。
晶心的大膽擁抱 RISC-V 與兩者架構相近轉換成本不高有關。「晶心和 RISC-V 兩者精神上很接近，轉換包袱不大。」林志明舉例，以晶心的 AndeStar V3 來說，設計理念很接近 RISC-V，因為 V3 允許廠商自己加指令，ARM 則沒有增加空間。
▲ 晶心的 AndeStar V3 設計理念很接近 RISC-V。
不過，擁抱開源看似容易，實質不然。「採用 RISC-V 對晶心來說，有好有壞，但有捨才有得 。」林志明說。在壞處方面，就是低階的 CPU IP 市場競爭將會愈加激烈，「架構開放後，許多小型公司都能設計，但這類公司資源有限，縮限在低階產品，因此低階 CPU 市場會變亂。」林志明指出。
不過對於晶心來說高階 CPU 市場才是更重要的，「高階 CPU 重視品質，如整合應用的系統單晶片（SoC）難度就很高，這是晶心的優勢。」
對於價格敏感的企業來說，RISC-V的確有不小吸引力
ARM 主要依賴 Licensing （授權費）與 Royalty（權利金）獲利。某公司若想使用 ARM 架構「要付 2 次錢」，首先，要繳交百萬美元起跳的授權費，而後晶片出貨後，每顆晶片再繳交按照該價格的 1% 至 2% 不等的權利金，對新創等小公司來說是昂貴負擔。
ARM 也觀察到這點，在 2017 年 DesignStart 計畫中（DesignStart 是 ARM 為嵌入式裝置開發者、新創與 OEM 等廠商能快速獲得 IP 而推出的計畫），取消 Cortex-M0 和 Cortex-M3 的授權費，只收權利金，但若以 500 萬個裝置的開發成本來看，成本還是要約 20 萬美元。
因此對於價格敏感的團隊來說，RISC-V 的確有不小吸引力。
免費的常常也是最貴的，是 Risk-Free 而非 Free-RISC
不過，RISC-V 與 ARM 的決勝點，不在小企業而在中大企業的態度。
開源的 RISC-V 有其魅力，但對 IC 設計與系統大廠來說，RISC-V 生態系才剛起步，且轉換架構是個麻煩事，缺乏大量穩定可靠與驗證後的軟體工具與開發環境，「開源不等於便宜，更不等於免費」，開發風險大。因此對於能提供完整服務的晶心來說是一大好時機。
一名 IC 設計公司主管就指出，「光是 2018 年度，採用晶心指令集架構的系統晶片出貨量超過 10 億顆，這就代表晶心技術的穩定與成熟，有辦法給客戶完整的解決方案。」
一方面，為了勢力平衡，扶植 ARM 的競爭對手，讓 RISC-V 興起與 ARM 良性競爭，大企業也對 RISC-V 躍躍欲試。「大公司也大力擁抱 RISC-V 的原因在於，扶植 ARM 的對手，不讓 ARM 一家獨大，以便爭取更多商業談判空間。」業界人士觀察。
晶心已經站在這股革命浪潮上，接下來是否真能撼動 ARM 帝國，備受矚目。
