ARM断供影响，华为的芯片之路到底有多难？
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转自：黑马公社（heimagongshe）
作者：黑马大兄弟
屋漏偏逢连夜雨，
痞子耍横不留情。
近日，美国对华为的科技禁运又达到了新高度，
据BBC报道，英国芯片设计商ARM已暂停华为及其子公司全部合同、技术支持和业务往来。
目前Android所支持的指令集架构只有两个，
一个是英特尔的X86，另一个就是ARM的架构。
英特尔的X86架构呢，
兼容性差不说，
功耗还很强大。
上一个被坑的手机是联想K900，
那个像刀一样的手机，
因此英特尔的X86架构是不被看好的，
而且一样是美方企业。
ARM呢，就不用说了，
市面上99%的手机处理器都需要ARM的授权。
中断了与华为的合作，
对于华为海思麒麟芯片来说影响非常大。
在一段时间内，影响不大。
都知道生产芯片就肯定需要ARM的授权，
在ARM指令集架构的授权模式中是按照
指令集架构的版本授权，
这种授权是永久的。
也就是说如果你拿到了ARM指令集架构某个版本的授权
你就能够永久使用这个版本的授权。
目前ARM最新的指令集架构是ARMv8架构，
华为最强手机芯片麒麟980就是基于这个架构研发的，
接下来还是可以继续研发和生产基于ARM v8架构的麒麟芯片。
但是，情况还是不容乐观，
一旦ARM正式发布ARMv9架构，
纵使华为拥有ARMv8永久授权，
到时在性能上也会处于不利地位，
对于麒麟芯片来讲，
在技术上的升级会被拖延。
不过，
这不是华为海思不行，
换做是三星、联发科、高通、苹果也会一样陷入被动。
这里，黑马为海思站台。
在很多人看来，
研发芯片就只是花个钱，
买个公版架构再拿去代工厂生产出来就行。
芯片的研发真的就这么简单吗？
黑马可以很肯定告诉你，
真这么简单的话，
科技早就不值钱了。
首先是核心部分CPU和GPU，
绝大多数芯片设计商都是从ARM购买的授权，
这其中包括指令集授权和内核授权。
这个指令集相当于是桥梁的存在，
是CPU与上层编译器、操作系统和应用程序的接口。
只要是芯片设计都必须获得指令集授权，
高通是，苹果也是如此。
如果想跳过ARM重新开发一套指令集，
做出来的CPU就是废物，
会没有软件的支持，甚至没有操作系统的支持。
这就是为什么大家都用ARM架构的原因。
而内核授权每家都是不一样的。
内核授权分为软核、固核和硬核。
软核呢就只是告诉你个设计的轮廓，
具体怎么设计，
电路怎么摆放等等这些细节都是没有的。
可以这么说，只告诉你一个答案，
剩下的解答过程就需要自己去摸索。
固核会把解题思路都跟你说，
你顺着这个思路来解题就好，
但具体的计算、具体的公式还是需要自己想的。
硬核呢不仅把解题思路跟你说了，
连哪一步该套哪个公式都直接告诉你，
所以买硬核授权的，
会告诉你电路在芯片上具体长什么样子，
把它摆上去就好了。
可以这么说，
设计完成度从低到高为软核、固核到硬核。
从另一角度来说，
硬核留给芯片设计商的发挥空间最小，
软核留给芯片设计商的发挥空间最大。
高通三星在CPU上属于同一级别。
CPU上，高通有自己的品牌名“Kryo”，
三星高端芯片名为“猫鼬”，
在宣传上都是基于Cortex-A76深度定制，
这表明高通是向ARM买的固核，
也就是解题思路，
ARM再按照高通和三星的要求做深度定制。
当然，这是要付更多的钱给ARM的，
毕竟别人又花了大力气深度定制。
华为的麒麟980呢，宣传是这么说的，
Based Cortex-A76，
也说明是像三星高通那样做了定制，
不过定制的程度要小，
定制程度大的话没理由不给自己起个名字。
至于联发科应该是直接买的硬核，
而苹果呢，只是获得了指令集授权，
剩下的CPU、GPU都实现了自研。
所以单从CPU和GPU的难度上来说，
苹果的芯片设计水平最高，
依次到高通、三星、华为、联发科。
获得授权后，并没有完事，
这芯片设计，布局布线，
需要什么ip核（简单的说是功能模块）
等等还得自己来。
这种后端设计的技术含量和花费的时间
一点也不比前端设计的ARM容易。
一个手机的SOC需要上百个ip核，
CPU、GPU只是其中两个，
其他还有基带、isp、DSP、音频、
视频解码、USB、功耗控制ip核，
甚至还有NPU等等，
将这上百个ip核高效合理的集成到一起，
这是需要大量工作的。
就拿麒麟980来说，
一个7纳米的芯片塞进了69亿个晶体管，
这其中怎样让其中的布线合理，
互不干扰十分困难。
一般的一个芯片布线，
从上到下都可能是十几层，
每一层都是蜘蛛网那样的布线，
这其中的复杂程度可想而知。
在芯片设计的开始直到结束，
没人知道芯片设计是否合理，
也不可能为了验证芯片设计是否合理就去流片，
烧的是钱。
（流片：流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片）
怎么办呢？
那就是仿真，
用计算机去模拟电路的运行状况，
验证芯片设计是否合理，
包括前端仿真、后端仿真、模拟仿真等等，
仿真需要计算仿真软件，
这又得花费一大笔钱，
这笔钱每年起码是千万级别。
最后设计好了，
还要流片，
流一次片就至少花费3000万美元，
如果无法完成流片测试，
设计就要重新推倒重来，
这其中的投入研发太多了。
所以要搞芯片，
前前后后的资金投入是几百亿美金级别的。
芯片的设计研发难度很大很大，
不是有钱就可以造。
现在，正逢华为的多事之秋，
这里，黑马也想为华为说点话。
虽然华为现在与ARM的合作暂时中断，
对于华为芯片的研发会造成很大影响。
但就像华为的回应里说的那样：
“我们相信这种令人遗憾的情况可以得到解决，我们的优先事项仍然是继续为全球客户提供世界一流的技术和产品。”
黑马也相信华为能够破解这种困境。
纵使华为今后芯片的研发之路会变得更加困难无比，
但无论怎样，这家企业都值得尊敬。
华为做了大多数企业不敢做的事，
走了大多数企业不愿意走的路，
即使这条路很艰辛。
我想，喜欢华为的一个原因是，
华为活成了我们想活成的那样：自强不息。
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