此芯科技劉剛：未來十年Arm架構有望實現底層算力架構的統一

經濟觀察網 記者 李沁

2020年以前，如果有人高呼“Arm架構將有望實現底層算力架構的統一”，大機率會遭到業內人的質疑（“Arm”全稱為Advanced RISC Machine，32位精簡指令集處理器架構，廣泛地使用在許多嵌入式系統設計）。

2020年以後，蘋果公司基於Arm架構自研的M1晶片的問世，猶如一顆闖入平靜湖面的石子，在智慧計算機構人的心中蕩起漣漪。

Arm CPU的機會是不是來了？有人懷疑，有人確定……在各式猜想背後，五個在行業摸爬滾打多年的行業老兵選擇了堅定相信，幾番合計後，一家名為此芯科技的公司就此成立。

近日，此芯科技宣佈已成為Linaro（致力於Arm生態系統軟體開發的全球協作工程組織，主要目標在於解決Arm生態系統的質量問題，為架構和作業系統的需求提供上游支援，並解決限制市場部署的碎片化問題）Windows on Arm工作組的全球第四家、國內首家公司。此前，Arm， 微軟和高通這三家國際巨頭已加入該專案，旨在推動Arm生態在Windows系統的發展。

一家初創公司為何能夠和國際巨頭並肩作戰？Arm架構對行業的重要性及未來機會是怎樣的？

為解答這些疑問，經濟觀察網專訪了此芯科技軟體部門副總裁劉剛，他擁有近20年的半導體工作經驗，曾在AMD擔任軟體部門總監。對於跨作業系統的大規模系統軟體研發，有著豐富的開發和管理經驗。

劉剛認為，未來，Arm架構面臨歷史性的機遇來實現底層算力架構的統一。

一次蘋果M1攪動的創業夢想

2020年11月，蘋果公司釋出了基於Arm架構自研的M1晶片。搭載M1晶片的Mac電腦比x86筆記本的待機時間更長，能效比更高。10W的功耗限制下，M1晶片可提供傳統x86筆記本處理器2倍以上的CPU效能。

知曉這個訊息的時候，劉剛有些驚訝。在他看來 “這是Arm陣營的一次巨大進步”，對於做技術出身的他來說，簡直可以用“顛覆”二字來形容。

“在我們的認知中，Arm架構只能應用於手機、平板這樣的低功耗移動平臺。如果將其應用於PC端，省電的效能會非常突出，但是如果想要兼具高效能，則是一件在過去看起來不太可能實現的事情。所以，架構本身的巨大進步也在對我們釋放一個強烈的訊號，這是一個技術變革的時間視窗，也是一個創業的好時機。”劉剛說道。

所以當聽到孫文劍（此芯科技CEO）創業訊息的時候，二人幾乎是一拍即合。集齊了天時、地利、人和的因素，劉剛覺得可以做一些有意思的事情了。

2021年10月，公司就此成立，初創成員的認知高度一致，即未來Arm架構將統一整個計算平臺。Arm SoC晶片的研發有著較高的門檻，但是參與創業的團隊成員都在行業深耕多年，經驗豐富。他們很多來自半導體巨頭AMD公司，合作默契；CTO劉芳則曾在Apple 、Meta（Facebook）領導過多代自研SoC的開發。

公司的名字定為此芯科技，靈感源自劉剛。

王陽明道“此心光明，亦復何言”。劉剛認為，這句話背後的含義是做任何事情都應該遵從自己的本心，不被外在雜念所幹擾。如果我們做一件事情是因為它本身的意義，而非它所帶來的利益得失，我們就會更加專注，更容易找到自己的人生價值。現在的社會中人心浮躁， 如果有一個方法能夠獲得內心的平靜，專注做好事情本身，那會是一件非常美妙的事情。 同時，“心”和“芯”同音，這意味著此芯科技想要專注於晶片，努力實現最初的願景。

蘇東坡亦曾提到“此心安處是吾鄉。”劉剛表示，希望公司是一個員工可以安身立命的地方，身處其中的人自然內心能得到安定。

一切準備就緒後，團隊實力雄厚的此芯科技開始陸續收到各投資機構拋來的橄欖枝。

2021年，根據SIA資料，2021年全球半導體銷售額為5559億美元，同比增長26％。其中，中國半導體銷售額為1925億美元，同比增長27%。而SEMI資料顯示，2021年全球半導體裝置市場規模為1026億美元，同比增長44%。同期，中國大陸半導體裝置銷售額為296億美元，同比增長56%，行業增速遠超全球平均水平。

同時，受多重因素影響，中國的缺芯問題喧囂塵上。在這樣的環境下，不少投資人開始計劃在半導體產業圈中進行一些前瞻性的投資。

劉剛驚喜地發現，不少投資人已經注意到Arm CPU賽道。在和一些頭部機構投資人接洽時，並不需要在技術說明中花費太多時間，因為此前投資機構內部已針對賽道進行過大量研究和探索。

某次，創始團隊準備和某家國內赫赫有名的投資機構進行溝通，在和其負責人交談前，劉剛和團隊已經做好講解Arm CPU的趨勢、方向、邏輯的準備。然而，對方立即表示不需要再講解，相關背景已經清晰明瞭。相較之下，他們更希望瞭解此芯科技預備怎樣做、如何達到期望的水平。

還有一次，劉剛和團隊只和一家投資機構的工作人員約見了一面，第二天該機構的主要負責人便從北京飛往上海。彼此之間相談甚歡，此次談話的內容亦是沒有做太多技術方面的解釋，更多以該負責人分享創業經驗為主。

“這兩件事給我的印象還是很深刻的，沒想到投資人幾乎是和我們同步瞭解賽道的。”劉剛回憶道。

為什麼是Arm CPU？

截至2022年7月，此芯科技接連完成天使輪、天使+輪，天使++輪以及Pre-A輪四輪累計1億美元的融資。投資機構包括聯想創投、啟明創投、蔚來資本、雲九資本、順為資本、BAI資本、基石資本、中科創星、嘉實投資、元禾璞華和雲岫資本等。

聯想創投董事總經理羅旭表示，20世紀50年代，人工智慧飛速發展。然而由於人工智慧需要更多的測試，加之相關成本較高，因此為了降低成本，聯想創投便開始聚焦和人工智慧相關的半導體專案。2017年開始，聯想創投便開始投資半導體。後續，受中美貿易關係的影響，半導體行業逐漸成為市場關注的焦點。

在此情況下，投資機構仍絡繹不絕。羅旭認為這和政府關係及半導體生產階段的遷移相關。從其生產階段的遷移來看，半導體生產先從北美遷移至日韓，目前正從日韓遷移到中國臺灣。

“目前我們希望它能從中國臺灣遷至大陸。諸多因素影響下，參與半導體投資的人越來越多。”羅旭表示。

半導體行業的產業鏈包括晶片設計、晶片製造和晶片封裝測試。而從2021年的市場來看，在晶片設計的細分領域中，智慧計算佔比較大。智慧計算又包含了四個方向，分別是移動、桌面、XR和AIoT。

因此，市場上的大部分投資機構重點仍集中在智慧計算中。在智慧計算的架構中，x86、Arm、RISC-V等為主流架構，其中x86和Arm又是市場份額中最大的兩個架構。不過Arm架構主要應用於移動端，而x86則是桌面端。

羅旭提到，據IDC和Ark Investment的綜合資料顯示，由於Arm的低成本和高擴充套件性，未來桌面及伺服器端Arm將替代x86。其中，從全球PC的年產量來看，2025年Arm將進入量產，年產量將達到4300萬臺；2028年，Arm的年產量將超越x86；到2030年，Arm的出貨量將是x86的3倍。從伺服器市場規模來看，2022年Arm伺服器將進入量產，總規模將達到420億美元；到2030年Arm總規模將達到1100億美元，逐漸蠶食x86市場。

“中國當前正面臨絕佳的重建 Arm CPU行業生態投資機會，聯想創投始終致力於透過內部投資和外部孵化解決創新問題，佈局IT科技未來。而此芯科技團隊在 Arm SoC 架構、CPU 核心設計、軟體架構、客戶定製服務等各方面的頂尖技術能力是雙方合作的核心要素。依託聯想集團的全球化資源及全產業鏈賦能優勢，聯想創投將不斷強化被投企業的綜合競爭力，助其快速成長。”羅旭說道。

重建Arm CPU生態的機會

“Arm是未來十年真正有潛力統一算力底層的CPU架構。”劉剛說道。

在劉剛看來，過往市場底層CPU在PC或伺服器端以x86居多，移動端則被Arm架構壟斷，而自動駕駛、元宇宙等前沿應用的底層CPU同樣是以Arm為基礎。如果想要打通各端形成統一的生態，對於“老大哥”x86來說很難。從歷史經驗來看，x86多次想要進軍手機領域都以失敗告終。沉重的歷史包袱使得其必須要相容太多古老的應用程式，因而指令很難做到精簡，難以從高效能打入低功耗領域。簡言之，x86架構能耗比的限制使其難以與Arm架構在低功耗領域進行競爭，而上文提到的RISC-V，由於是一個新興架構，仍要複製Arm架構在過去二三十年的迭代並且克服生態碎片化的問題，才有可能成為通用處理器的理想選擇。

回到Arm，透過過去幾十年整個生態的積累逐步地從嵌入式開始，藉助蘋果，谷歌引領的智慧手機時代快速地統治了整個移動計算平臺。當下包括蘋果、微軟、亞馬遜等行業巨頭公司又在大力推進將Arm架構作為未來端側與雲側混合智慧計算的基礎CPU平臺，藉助雲端結合Arm架構迎來了統一計算底層CPU架構的絕佳機會。

那麼，行業是否有必要統一CPU架構？

劉剛認為，統一的CPU架構對程式設計師開發應用程式來說將是非常大的簡化。他們只需要為一個架構進行程式設計，不需要考慮適配不同架構的問題。而如果前述所有應用場景可以打通，將極大提高雲端協同開發部署的效率。

據悉，在今年5月的微軟開發者大會前，Arm釋出了一個針對Windows開發者的問卷調查。調查結果顯示半數的開發人員認為在未來數年內， Windows on Arm形態的個人電腦將佔領至少1/4的市場份額。如果開發人員的願景成真，這將是PC架構數十年來最大的變革。同時調查結果也顯示，目前限制他們遷移到Arm平臺最大的原因是工具鏈和開發平臺的缺乏。也是基於同樣的考慮， 微軟在開發者大會重磅釋出了一系列端到端的Arm原生工具鏈，以更好地支援Arm原生應用生態。同時還在大會上釋出了更多基於Arm的硬體開發平臺，方便Windows開發者在Arm平臺上創造更多雲端結合的革命性應用。

“重建Arm CPU行業生態是一個全球性的機會，對於國內廠商還是國外廠商都是如此，我們也不例外。透過微軟和其他生態夥伴在過去近十年的積累，現階段大部分主流Windows應用程式都可以透過模擬x86的方式在Arm上跑通，並非完全從零開始。現在要做的就是讓更多的主流應用程式能夠原生的在Arm上跑起來，做好極致的效能最佳化和更好地相容性適配，進一步完善這個生態。它離真正的好的使用者體驗雖然仍有一段距離，但對於此芯科技來說這意味著一個絕佳的切入時機。我們可以在生態變革的早期階段就直接和其他行業領導者共同推進相關產品和生態的標準化建設。相對於其他生態壁壘比較強的賽道，Arm CPU提供了一個非常開放的創業機會。”劉剛說道。

為了抓住這個機會，此芯科技選擇加入Linaro的Windows on Arm工作組。此前，Arm， 微軟和高通這三家國際巨頭已加入該專案，旨在推動Arm生態在Windows系統的發展。該工作組成立不久便在LLVM， Qt等基礎軟體框架的適配上取得重大突破。

劉剛表示，作為一個成立不久的初創公司，能成為全球第四家、國內首家加入Windows on Arm工作組的公司是一個非常重大的里程碑。同時，在創立之初就在國際頂尖的平臺上透明地與行業巨頭進行技術和標準建設的協作，意味著生態夥伴對於此芯能力與潛力的雙重認可。加入工作組後，此芯已經高頻度地參與到全球性的Arm生態建設中，並且驚喜地發現關於未來的願景與生態夥伴們的思路不謀而合。

“隨著Arm架構的不斷演進，在繼續強化能耗比優勢的基礎上，其在CPU效能上將會有更大的突破。同時，正如微軟開發者大會所反映出的動向，各種主流的Windows應用在Arm平臺上的體驗會日臻完善，未來我們會在市場看到越來越多的基於Arm架構的個人電腦產品，使用者的接受度也會越來越高。在雲端協同的助力下，Arm架構面臨歷史性的機遇來實現底層算力架構的統一。此芯科技非常興奮能加入到這個技術革新的程序之中。”劉剛說道。