小米自研芯片爭(zhēng)議：Arm CSS 模式下的技術(shù)博弈與行業(yè)思考

小米自研芯片爭(zhēng)議：Arm CSS 模式下的技術(shù)博弈與行業(yè)思考

過去幾天，圍繞著小米最新的“玄戒O1”芯片有了非常多的討論。除了贊揚(yáng)小米實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)3nm芯片設(shè)計(jì)的新突破后，還有一波人圍繞著小米這顆芯片是否是自研展開了激烈討論。

進(jìn)入到近日，因?yàn)锳rm CSS的原因，讓整個(gè)芯片圈（媒體圈）像過年一樣熱鬧。下面，筆者分享一下對(duì)這顆這顆風(fēng)口浪尖芯片討論的一些了解。

在介紹Arm CSS之前，我們先了解一下Arm的業(yè)務(wù)模式和提供的產(chǎn)品。

作為全球最大的IP公司，Arm在過去的大部分時(shí)間里都是通過把自己的產(chǎn)品“授權(quán)”給用戶，收取授權(quán)費(fèi)（license ）和版稅（royalty）作為主要盈利模式的。其中，授權(quán)費(fèi)可以簡(jiǎn)單看作Arm將其設(shè)計(jì)授權(quán)給你所收取的第一筆費(fèi)用，至于授權(quán)的產(chǎn)品可以分為“Architecture license”（如蘋果和高通就是這樣授權(quán)，他們可以在Arm的框架下自定義其產(chǎn)品）和“IP license”（就是把公司設(shè)計(jì)好的Cortex系列處理器授權(quán)給用戶）。至于版稅，則簡(jiǎn)單理解為在你授權(quán)了Arm的產(chǎn)品并設(shè)計(jì)量產(chǎn)芯片后，每賣出一顆芯片，需要支付給Arm的費(fèi)用。

在過去，這也是Arm主要的營(yíng)收來源。

雖然，Arm在過去十幾年里發(fā)展迅猛，Arm芯片也變得無處不在。但是，和使用Arm芯片的公司比，Arm的營(yíng)收和利潤(rùn)相形見絀。于是，該公司開始想法子通過為客戶提供更多的服務(wù)掙錢。恰逢，在這幾年間，無論是汽車、手機(jī)還是云廠商，都興起了自研芯片浪潮。不過，可以肯定的是，這些廠商大多可能對(duì)芯片的積累沒有聯(lián)發(fā)科、高通等老牌芯片公司高。

這時(shí)候，Arm針對(duì)移動(dòng)市場(chǎng)推出了一個(gè)名為Total Compute Solutions（簡(jiǎn)稱TCS）的解決方案。據(jù)介紹，Total Compute 通過采用以解決方案為中心的整體 SoC 設(shè)計(jì)方法來解決這些挑戰(zhàn)，超越單個(gè) IP 元素，從整體設(shè)計(jì)和優(yōu)化系統(tǒng)，從而為移動(dòng)設(shè)備帶來更豐富、更沉浸式的體驗(yàn)。

但在TCS2023以后，Arm似乎用“終端CSS”（Compute System for client）代替了前者。

按照Arm所說，終端 CSS滿足了日益增長(zhǎng)的高效計(jì)算需求。它融合了 Armv9 的優(yōu)勢(shì)，并基于 3nm 工藝節(jié)點(diǎn)，提供經(jīng)過驗(yàn)證且可量產(chǎn)的全新 Arm CPU 和 GPU 解決方案，助力芯片合作伙伴加快產(chǎn)品上市速度，同時(shí)利用其可擴(kuò)展性構(gòu)建差異化、市場(chǎng)定制的解決方案。

“終端 CSS引入了針對(duì) 3nm 工藝優(yōu)化、可立即投入生產(chǎn)的強(qiáng)化 CPU 和 GPU 核心實(shí)現(xiàn)。這些核心已在多家代工廠供貨，可提供最大的靈活性。CSS for Client 還利用 CSS RTL 改進(jìn)，在 3nm 芯片上提供一流的 PPA?！盇rm強(qiáng)調(diào)。

由此可見，終端CSS的引入，讓Arm在此前的授權(quán)模式以外，提供了一種新的模式選擇。

在過去，處理器IP授權(quán)模式的被許可人被授予使用 Arm 處理器設(shè)計(jì)（即處理器的 RTL 級(jí)設(shè)計(jì)，所謂軟核）的權(quán)利。

從Ansys的一篇科普文中可以看到，所謂寄存器傳輸級(jí)（RTL）設(shè)計(jì)，是數(shù)字電路設(shè)計(jì)流程中的一個(gè)重要步驟。在指定電路的物理布局之前，它在抽象級(jí)定義和優(yōu)化數(shù)字設(shè)計(jì)的邏輯功能。作為集成電路設(shè)計(jì)周期的關(guān)鍵部分，它使工程師能夠在寄存器、運(yùn)算符和數(shù)據(jù)流階段優(yōu)化其設(shè)計(jì)，然后再開始考慮物理組件的實(shí)現(xiàn)及其連接方式。

在現(xiàn)代芯片的設(shè)計(jì)流程中，涉及獲取器件所需操作的規(guī)范，并將其轉(zhuǎn)化為封裝半導(dǎo)體芯片。RTL設(shè)計(jì)提供的抽象級(jí)別使工程師能夠?qū)Ｗ⒂谙到y(tǒng)的更高級(jí)別功能，而無需考慮如何實(shí)際實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。而在完全驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，RTL綜合可用于將RTL設(shè)計(jì)的HDL代碼表示轉(zhuǎn)換為門級(jí)網(wǎng)表。這是在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具中，將最終原理圖轉(zhuǎn)換為物理布局的工具的前端。