美國限制中國芯片的新動作看似“搞笑” 但我們必須重視
美國國會的議員們把目光對準了開源指令集架構RISC-V。
不止一位議員表示,中國對RISC-V的大力投入將躲開美國對中國的高科技出口管制政策,最終讓中國實現芯片戰略上的突破。
什么是RISC-V?美國為何如此恐懼RISC-V?
國會喊話與政策升級
提出對RISC-V的限制政策的想法來自眾議院最重磅的兩個委員會:中國委員會和外交事務委員會,這背后的大背景是美國國會對中國荒謬無理的出口管制政策的進一步升級。
10月本就是中美科技爭端的敏感節點,去年10月美國政府對三星、sk海力士和臺積電等半導體公司在中國的運營發布了豁免,現在一年時間已到,美國的豁免政策再度延長,這本來是消除不確定性的好事。
然而這幾乎是唯一的好消息了,許多信息都表明,美國計劃更新其出口限制規則,以便在出口管制規則中囊括和人工智能AI芯片相關的領域,目的正是對中國實行更有針對性的科技封鎖,這其中就包括同荷蘭以及日本就有關芯片制造工具限制政策的全面整合。之前,荷蘭和日本政府已經宣布了針對中國的各種出口限制政策,包括不允許ASML阿斯麥最先進的光刻機對華出口。
國會有關限制RISC-V的呼聲正是在這種背景下提出的,顯然議員們是在向美國商務部喊話,以期讓正在醞釀更新的出口管制規則中涵蓋與RISC-V有關的部分。
用共和黨參議員Marco Rubio的話來說,出口管制涵蓋的范圍應該進一步擴大,以防止中國成為芯片設計領域的全球領導者。
為什么一個開源指令集架構,會讓美國如此緊張,倍感威脅,以至于讓惶惶不可終日的美國議員們認為它會顛覆美國在芯片設計領域的領導地位?
0成本與模塊化
指令集架構是芯片設計的基礎規范,在桌面端和移動端占據主導地位的分別是來自英特爾的x86指令集和ARM指令集,我們日常生活中接觸到的幾乎所有芯片都是基于這兩個指令集開發而來,它們在全球市場占據超過90%的份額。
換而言之,它們已經構成了一個獨占性的芯片生態,而想要進入這個生態的開發者,都必須要繳納買路錢。
9月剛剛上市的ARM財報中就披露,公司營收的大頭實際上就是指令集授權費,也就是全世界開發移動芯片的人所繳納的買路錢。
RISC-V則完全不同,作為開源指令集架構,因為它的技術規范是完全公開的,同時也沒有任何需要授權的地方,理論上RISC-V所有人都可以使用RISC-V零成本設計芯片,換而言之,相比于x86和ARM高昂的許可費,RISC-V直接把成本打到零。
這正是開源的功勞,但RISC-V不是第一個開源指令集架構,它引人矚目,還有別的緣由。
2010年RISC-V誕生在美國加州伯克利大學的實驗室,當時x86架構已經壟斷了桌面與服務器芯片市場十數年了,作為后起之秀,RISC-V從構建時起,就規避了x86架構的劣勢。
傳統的架構由于不開源,因此二次設計和針對某些功能進行定制化的能力相對薄弱,RISC-V完全開源的特性不僅所有人都能看到它的指令和擴展到底是什么,同時還可以用模塊化的方式構建它,更多的編碼空間讓芯片設計可以在最小的級別上進行各種自由調整。
這種高度定制化的特性讓RISC-V適合許多獨特而分散的應用場景,一個典型的例子是物聯網。
物聯網中需要的芯片往往有低能耗、低成本的需求,同時物聯網領域芯片所需要完成的計算任務幾乎都十分精準垂直,上述要求簡直像是為RISC-V定制的。
實際上,由于RISC-V靈活、可擴展和開放的架構,很多巨頭盡管沒有推出全面使用RISC-V架構的芯片,但它們在現有芯片設計中同樣引入RISC-V。
比如9月剛剛進入RISC-V基金會董事會中的高通,驍龍平臺早在865時就引入RISC-V架構的微控制器內核,同時還投資了多家基于RISC-V的創業公司,而英特爾和英偉達也布局了針對RISC-V架構產品開發。
邁向AI與高性能計算
就在今年六月,13家軟、硬件巨頭組成了一個名為RISE的RISC-V軟件生態計劃,其中包括了英偉達、高通、谷歌和三星。
大家不約而同入局RISC-V,除了前面說過的它靈活開放和模塊化的特點外,還源于RISC-V架構高性能計算的潛力。
高性能計算是決定一個芯片指令集框架能否成功的關鍵指標之一。如果RISC-V僅僅只能用在低功耗、高能效和低成本領域,那么哪怕它有再多的好處和優勢,終究不能撼動現有芯片產業的格局。
幸運的是,RISC-V已經顯露出在高性能計算領域的潛力,芯片初創公司Ventana在去年底推出了采用RISC-V架構的服務器芯片,名為Veyron V1的芯片采用5nm先進制程,主頻達到3.6GHz,Ventana宣稱它的性能已經可以與采用最新的ARM和x86架構CPU相比。
視頻截圖。圖片來源:RISC-V基金會
最新一波人工智能浪潮中,RISC-V架構也有可以大展拳腳的地方。RISC-V中專門的矢量指令部分,可以作為一個擴展模塊用來加速人工智能應用中常見的矢量運算。
事實上在這方面中國公司走在了前面,阿里巴巴背景的平頭哥半導體推出的玄鐵系列CPU中已經內置了AI功能,支持像TensorFlow和PyTorch這樣的AI框架。
就在八月底舉行的RISC-V中國峰會上,平頭哥發布了自研的基于RISC-V的AI平臺,其中不僅包括處理器IP,還包括了編譯器和供應鏈。這種對高性能計算領域的突破進展是RISC-V真正有資格和x86與ARM掰手腕的地方,當然,它也是讓美國人緊張的地方。
我們可以再舉一個例子。英偉達推出的服務器芯片,名為Grace的CPU中有72個Arm Neoverse V2 內核,換而言之,目前英偉達能夠提供的最先進的服務器芯片中使用的是ARM架構,但ARM的Neoverse V系架構縱然性能強進,但被明確要求禁止授權給中國芯片企業。換而言之,有錢也沒地方買。
因此在x86不開放授權,ARM不給授權的情況下,不少人認為,想要發展芯片產業,RISC-V是中國僅有的選擇。
也難怪RISC-V在中國如此火熱,去年一組瘋傳的數據顯示,全球出產的100億顆RISC-V芯片中,中國占據了其中的一半。
換而言之,中國在一個很有潛力的芯片指令集架構市場中占據著一個很有力的位置,這讓美國人感到焦慮,也正是議員們呼喊出限制RISC-V的根本原因。
長臂管轄究竟可以有多長?
美國對中國無理的科技打壓政策目標十分精準,那就是阻止中國獲得先進芯片能力,這個能力涵蓋了設計和制造兩個方面。
一般來說,把相關的內容,不管是產品、技術或者軟件直接列入商務部《出口管理條例》的清單中這個問題就解決了,比如ARM的IP或者是英偉達的H100,企業的產品只要上了這個黑名單,除非他們不想再和美國人做生意,否則就得執行美國人的管理條例。
但要命的是RISC-V是一種開源的指令集架構,作為一種全球標準,RISC-V從法律意義上說并不真正“屬于”誰,也不需要任何人的同意或者授權,開源的可以公開獲得的東西(publicly available)實際上也無法用“出口”這個概念來定義。
因此單從法律文本上來說,RISC-V一方面甚至不適用《出口管理條例》,另一方面阻止人們獲得RISC-V的難度就好比從全球互聯網中抹去邁克爾-杰克遜的一首歌的所有存檔一樣,沒有人有足夠的資源和能力讓這首歌從互聯網上完全消失,美國政府也不行,這正是互聯網開放的好處。
另一個值得注意的要點是,盡管缺乏相關直接判例,但作為一種開放指令集架構,法律上可以把RISC-V看作是一種信息的集合體,如果把這種集合體理解為一種言論,那么它將適用于美國憲法第一修正案,修正案明確禁止美國國會侵犯言論自由。實際上,在上個世紀90年代,有關開源軟件源代碼是否屬于言論自由的范疇曾經歷過漫長的法律拉鋸,最終通過“Junger 訴美國國務院”和“Bernstein 訴美國司法部”兩個案子明確了軟件源代碼屬于言論自由,如果比照這些判例,美國國會直接干涉RISC-V實際上有著巨大的法律障礙。
目前負責管理RISC-V的基金會已經在2020年時從美國加州把總部遷移到了中立國瑞士,在過去,成為RISC-V基金會的會員還將受到美國加州地區法律的約束,現在隨著基金會注冊地的遷移,連這方面的法律約束也沒有了。
因此,從總體上看,無論是RISC-V本身還是基金會,都不在美國政府的干預范圍內。但這是不是意味著美國國會不能拿RISC-V怎么樣了呢?當然不是。
現在,讓我們拋開美國險惡的用心與惡心的嘴臉不談,單純從技術上探討一下美國國會有可能采用什么樣的行動來限制中國對RISC-V的使用。
延續上面的思路,盡管源代碼屬于言論自由,但一旦代碼構成了一個軟件,那么它仍屬于《出口管理條例》覆蓋的范疇,因為它已經從單純的信息演變成了一種產品。
RISC-V的情況類似,指令集本身雖然是公開開放的,但基于指令集創造的各種IP設計這種RISC-V商業生態重要組成部分的商品則顯然屬于美國人可以政策干預的范疇。
議員們其實也了解這種情況,在相關的表態中,幾位重磅議員給出的意見里其實包括了至少兩種政策工具。
眾議院中國委員會主席Mike Gallagher的意見是,美國個人和公司在同中國RISC-V有關的貿易業務都需要出口許可證,也就是個案批準制。眾議院外交委員會主席Michael McCaul則更直白一點,他似乎意識到了出口管制政策中力有不逮的地方,直接表示如果商務部搞不定這件事的話,他會直接尋求立法——正如同去年10月的芯片法案那樣。
上述這些表態意味著,國會對于RISC-V的態度雖然還沒有走到類似對華為制裁那樣完全封禁的地步,但實際上已經把RISC-V有關領域列入重點觀察名單了,而僅僅是這種表態本身就足以讓業界震撼。
于是我們看到了鱗次櫛比的表態。
很多人都報道了RISC-V的領軍企業,位于美國加州的SiFive的表態,副總裁Jack Kang說對RISC-V的限制將導致一場“巨大的悲劇”,但許多人沒說的是,這家頭部企業的創始人之一實際上就是RISC-V的發明人Krste Asanovi?,他另外兩位聯創Yunsup Lee 和 Andrew Waterman都是加州大學伯克利分校的研究人員,RISC-V正是他們在實驗室里搗鼓出來的。
另一位迅速表態的則是RISC-V基金會現任CEO Calista Redmond,她發布了一封公開信,這封信里她鉅細靡遺地給議員們解釋了為什么限制RISC-V是不必要的,因為RISC-V不受任何單一企業和國家控制。
公開信部分截圖。圖片來源:RISC-V基金會官方網站
這倒是實話,RISC-V目前的技術標準實際上是RISC-V基金會下設的不同技術小組通過完全公開透明的方式討論出來的,這些基礎技術標準的統一有助于讓從事RISC-V的企業不再重復造輪子。在公開信里,Calista Redmond把RISC-V類比成了以太網、https協議、JPEG圖片格式和USB標準,潛在的含義是美國不僅沒有必要限制RISC-V的發展,甚至如果禁止美國涉足RISC-V的話,將導致“全球競爭者……處于領先地位”。
話說的已經很白了,但是否能夠讓已經歇斯底里的議員們收手,不知道。
碎片化與繁榮生態悖論
Calista Redmond的這封公開信還點破了一個一直以來圍繞RISC-V的爭議:碎片化。開源指令集一方面意味著每個人都可以自由利用它提供的規范,但另一方面也意味著RISC-V芯片應用的極度碎片化:每個人都按照自己的理解和場景需求來構建芯片,最終這些芯片之間將缺乏必要的基礎互聯互通能力,這種能力的缺乏無法構筑一個成熟的RISC-V生態。
有人說,RISC-V芯片的出貨量已經有100億顆之巨,怎么能說它沒有生態?然而實際情況是,現有的RISC-V案例要么是作為傳統架構的一種補充存在(比如我們前面提到的高通案例),要么則是應用在物聯網領域:眾所周知,物聯網本就是一個對互聯互通能力,特別是芯片底層生態構建需求很弱的場景。
如果緊密整合的生態無法構建起來,那么商業化無從談起:大家等于是每個人都在重復造只能在自家道路上跑起來的輪子,至于同ARM和x86架構競爭那就更別想了。
為此,RISC-V基金會給出的解決方法是建立一個標準聯盟,就像Calista Redmond在公開信中談到的那樣。目前RISC-V基金會有近4000家會員單位,囊括了全球幾乎主要的軟硬件科技廠商,北美、亞洲和歐洲幾乎在其中分享著同等的話語權,大家共同推動RISC-V各種標準的落地,包括進一步豐富工具鏈、提供更多樣的設計工具和公用IP,兼容更多操作系統以及編譯器、模擬器等軟件層面的支持。
圖片來源:RISC-V基金會官方網站
這實際上是世界上各種標準聯盟,比如USB和藍牙等的通行做法,也是構建豐富RISC-V生態所必需的。然而如果美國一旦在政策層面進行干預,比如迫使美國企業離開RISC-V基金會,或對其正常經濟活動進行各種審查,哪怕是國會山傳出任何不利于RISC-V的言論(就像這次一樣)在寒蟬效應的影響下,將會有大批企業出于規避風險目的而離開,至少是同這個標準聯盟保持距離,這將直接沖擊RISC-V建立生態的努力。
這里甚至有一個荒謬的反例:在美國前腳宣布制裁華為后,藍牙聯盟后腳就把華為踢了出去,哪怕事實上并沒有人要求它這么做。
本來,在巨頭夾擊下,RISC-V的突圍之路就已經分外艱難,標志之一就是目前還沒有任何巨頭選擇all in RISC-V架構,而在公有編譯工具鏈和高質量IP等領域,RISC-V還有龐大的工作要做,如果此時美國政策性的刻意阻撓來臨,那么對RISC-V的發展將極其不利。
這也正是RISC-V最大的利益相關方,RISC-V基金會和SiHive非常迅速回應議員言論的原因。
中國的機會
RISC-V被廣泛認為是打破傳統指令集架構壟斷壁壘,推動中國芯片設計做大做強,實現芯片領域彎道超車的法寶。8月底在中國舉行的RISC-V峰會熱度空前,今年以來相關公司的融資規模也頗為亮眼,在寒氣肆意的創投市場堪稱為數不多的亮點。
即使是按照最壞的設想來看,開源指令集架構本身依然對中國芯片產業有巨大的正面意義,中國的市場足夠大,而投入其中的資源也足夠多,假以時日,在開源底座上來自中國的公司依然有機會生長出參天大樹,只不過這個時間可能會因為人為原因而變得更加漫長,與世界其他地區的共享和互聯能力也將遭到削弱。
沒有人想要在一個完全封閉的環境中發展技術,中國受惠于世界的開放,RISC-V就是一個最典型的例子,美國設置的重重障礙只會拖慢我們的腳步,但不會阻擋中國人最終走出自己的路。
本站所有文章、數據、圖片均來自互聯網,一切版權均歸源網站或源作者所有。
如果侵犯了你的權益請來信告知我們刪除。郵箱:business@qudong.com





