半導体

Arm買収でRISC-Vに漁夫の利

Armの持ち主の変化は一部の市場参加者から疑問視され、それはArmのライバルであるRISC-Vへの注目を高めることとなり、投資が活発化すると信じられている。

吉田拓史

2020年9月18日 — 7 min read

Armの技術は、チップメーカーのクアルコムのようなNvidiaのライバル企業で使用されている。これらの企業は、今後、自社のチップのベースとなる新しい基準を探しに行く可能性が高い。NvidiaのCEOであるジェン・スン・ファンは、日曜日の夜の発表で、ARMのオープンライセンスポリシーを維持し、世界中のすべての企業に技術を販売し続けることを約束した。しかし、ほとんどの企業が他の選択肢を探し始めるだろう。

買収の完了を確認した後、Armの中立性を維持する方法は、NVIDIAが真剣に考える必要のあるテーマになった。ファンは、買収を発表した後、Armのオープンモデルを継続し、顧客の中立性を維持し、世界中のさまざまな業界の顧客にサービスを提供することを強調した。

Armの「誰にでもIPをライセンスする」オープンなビジネスモデルは、NVIDIAに対して、Armおよび競合他社（Qualcommなど）のビジネス開発状況を把握できる力を与えてしまう可能性がある。

IPの提供においてArmがすべての顧客（NVIDIA自体を含む）を公正かつ公正に扱うのか疑問が浮上している。歴史が繰り返されるものならば、NVIDIAは最初のうちはオープンを守るというレトリックを使う。しかし最終的にはそのIPの提供の有無を、自己利益に叶うかどうかで決めるようになるだろう。

実際、NVIDIAがArmを買収したというニュースが発表されたとき、一部の業界関係者は「半導体業界のスイス」の中立性は徐々に消えると信じていた。Appleやクアルコムなどの重要な顧客は、開発計画や製品計画がNVIDIAに知られないようにするために、Armアーキテクチャを採用する意欲を大幅に減らす可能性がある。同時に、近年の関連製品およびエコシステムのRISC-Vの漸進的な拡大と相まって、アーキテクチャのパフォーマンスは徐々に成熟し、NVIDIAによるArmの買収は、RISC-Vの全体的な市場シェアのさらなる拡大に貢献することになりそうだ。

カリフォルニア大学バークレー校のDave Patterson教授が率いるこの取り組みは、完全にオープンなチップ設計のエコシステムを構築することを目的としており、オペレーティングシステムソフトウェアの世界ではLinuxのようなものだ。

NvidiaがARMの支配権を握ろうとしている今、クアルコムやその他の企業は、敵に屈するのではなく、中立的な基準を持つために、RISC-Vの取り組みを支持するインセンティブに直面している。その結果、チップ業界が驚くほど開放され、インターネット時代にソフトウェアで起こったことのようなオープンソースの瞬間が訪れるかもしれない。

失われるArmの独立性

Armの価値は、そのエコシステムにある。Armには、そのIPを利用している膨大な範囲のパートナーがいて、その用途はますます多岐にわたっている。その独立性は、Arm社の継続的な成功に不可欠であり、Arm社自身が過去に強調してきた点でもある。ライバルに支配権が移った瞬間、この独立性は損なわれてしまう。Appleはソフトバンクから声をかけられたが、賢明にもそれを断ったのではないだろうか。

Armの独立性の価値は、Nvidiaに買収された場合、Armの価値が低下する可能性が高い。Armは、オープンソースアーキテクチャであるRISC-Vとの競争が激化している。もしパートナーがArmの完全性と独立性が損なわれていると考えれば、RISC-Vの成長を加速させ、その過程でArmの価値を低下させることになるだろう。

RISC-Vは急速な成長を遂げており、競争上の脅威となっている。これが、ソフトバンクがArmの売却を決意した理由だと考えられる。これは、Nvidiaにとっても中心的な検討事項であるはずだ。Armのライセンシーの長蛇の列もRISC-Vコミュニティの一員であり、着実に投資を増やしている。

規制当局の承認は、上記の理由から非常に難しいだろう。この取引は、Armのコミュニティに有害で不安定な影響を与え、プロセスを通過するのに数年ではないにしても時間がかかり、最終的に承認を得ることができない可能性は高い。中国と英国の承認は難関のように思える。これはすべての関係者にダメージを与えるだろう。

即時代替ではないがモメンタムはすでに得ている

しかし、RISC-Vの成功の大半は、Armの低消費電力マイコンと競合する部分におけるもので、スマートフォンやPC、サーバに用いられる、より大電力のアプリケーションでは何ら影響を及ぼしていない。徐々に脅威になる可能性もあるが、まだまだ先の話だ。

EE Timesによると、ファンは説明会で、「われわれはArmとRISC-Vの熱心なユーザーである。2つのアーキテクチャは非常に異なる。Armは豊富なエコシステムを備えたコンピューティングプラットフォームで、そこがRISC-Vとは違う。われわれは、RISC-Vをコントローラーのように製品の内部で用いている。『満足しているユーザーもいて、われわれもそれを継続していく」と語ったという。

しかし、RISC-Vへの投資の熱はNVIDIAのArm買収の前からモメンタムを捉えていた。

RISC-Vプラットフォームは、標準的なオープンソースのプラットフォームを提供し、ユーザーは専門的なアプリケーションを構築し、ISAを拡張することができる。これはRISC-Vアーキテクチャに適合しており、汎用コンピューティングは標準のオープンソース RISC-V コア上で行われ、アクセラレータはカスタムアプリケーションの処理を行う。これは時間の経過とともに成長していくだろう。また、データセンターやサーバービジネス向けにRISC-Vアプリケーションを構築している企業もあるが、それらはまだ主要なトレンドにはなっていない。

RISC-Vは完全にオープンで、RTL（レジスタ転送レベル、論理回路をハードウェア記述言語で記述する際の手法）のソースコードをチェックしたりテストしたりすることができるので、ミッションクリティカルなシステムにRISC-Vが進出してくる可能性もある。そのため、透明性の点で設計や実装が容易になり、信頼性が高まる。現在、インテグレータは盲目的な信頼に頼っている。オープンソースと完全なRTLソースコードがあれば、もうその必要はない。

東南アジアや中国などの地域では、いくつかの理由からRISC-Vの採用が急増している。デザインを押さえて自分たちでやりたいという人もいる。他社からIPを取得する際には、常にバックドアのリスクがある。RISC-Vは多くの自由と独立性を与えてくれる。他社では、変更をしてはいけないという契約に縛られてしまう。

RISC-Vでは、既に非常に優れたリファレンスデザインが用意されているので、自由に変更を加えて、自分のデザインのためのカスタム拡張として公開することができる。これは、今のところ他のISAアーキテクチャでは不可能な、新しい機能を追加する柔軟性を与えてくれる。これは間違いなく大きな波であり、中国のハードウェアベンダーのイノベーションの嗜好を捉えている。そして、中国だけではなく、世界中で採用が進んでいる。

中国は最も活発なRISC-Vの採用者だ。大学や企業での導入が進んでいる。ほとんどの企業が何らかのRISC-V戦略を持ち、すでにRISC-Vを採用しているか、近いうちに採用する予定だ。中国では、独立したサプライチェーンが重視されており、設計コストが低くなる可能性があるため、RISC-Vは興味深い選択肢だ。

次に地理的な観点から見た場合、北米もまた活発だ。AIの領域でRISC-Vを使っているスタートアップを見ることができるが、これは何らかのカスタマイズが必要なためだ。RISC-Vはその点で非常に有利な立場にある。欧州もまた、特に大学では好調です。最後に、中国やアメリカほどではないが、イスラエルや日本のような場所での活動もある。

RISC-Vベースのシリコンを設計するSiFiveのチップ。クアルコムも大株主のうちの1社。Source; SiFive

米中貿易戦争の激化は、中国でのRISC-Vへの関心を高めるきっかけになっているのは間違いない。Huaweiは1年前、COVID-19が発生する前に、Armのコアが利用できなくなった場合のバックアップとしてRISC-Vを検討していると発表していた。HuaweiはすでにRISC-Vのプレミアムメンバーであり、米中貿易戦争のせいで北米で行われた会議に技術者がテレカンで参加したことがある。アリババはRISC-Vコアをリリースしたが、彼らはそれが現在の市場で最速だと主張している。これは64ビットで、12nmで2.5GHzだ。中国ではすでにいくつかのRISC-Vグループがある。

中国の企業はハードウェアの開発には長けているが、次はIPを所有し、自分たちで設計することができるようになることを望んでいる。これは、RISC-Vの真の原動力になるだろう。これは、政治的な側面からも同様で、彼らはIPをより多く所有するための投資を行っている。拡張可能なISAを使用すれば、特殊なプロセッサやSoCアプリケーションを構築することができる。

また、オープンソースコミュニティや、オープンソースを中心とした開発を推進し、その上で設計サービスを提供している企業からの支援を受けることができるので、中国の企業が利用するには非常に魅力的なものになる。中国の企業は、できる限りの支援を受けながら、自分たちで何かを開発して、最終的には独立することができる。

もう一つの大きな市場機会は、AIとエッジコンピューティングだ。アリババやウエスタンデジタルのような大企業もAIとエッジに関して戦略を持っているか、すでに手段を手に入れているかのどちらかだ。アプリケーション・ドメインでは、本当に幅広い展開が見られる。RISC-V ISAは、小型のマイクロコントローラからLinuxを実行するデータセンターのプロセッサまで、あらゆるものに採用されている。まだ完全には実現していないが、すぐに実現するだろう。私たちの場合、AIは動きのあるターゲットであり、非常に速く適応できるため、AIでの利用が増えている。

AIとエッジの交差領域では、RISC-Vに多くの可能性がある。IoTノードでは、利用可能なメモリや電力は非常に限られている。しかし同時に、最も単純なAIアルゴリズムでさえ、メモリと電力を必要とする。ここでの解決策の一つが近似演算であり、消費電力とレイテンシを削減するために、データパスに特殊な近似演算ブロックが使用されている。このブロックは、コードの特定の部分を計算するために近似加算、減算、乗算のようなRISC-Vのカスタム命令を使用している。

RISC-Vに関しては、すでにAI空間で多くの牽引力が見られている。しかし、それはAIに限ったことではない。マイクロコントローラのような他の分野でも採用が進んでいる。他の顧客と協力していると、他のユースケースもたくさん出てきているが、それらのユースケースも非常に早く出てきている。より多くのアーキテクチャ機能が利用できるようになれば、これで作られた汎用コンピュータも見られるようになる。

RISC-Vは、この点ではそれほど大きな違いはない。どのような市場に対しても、どのようなタイプの実装も可能だ。これはISAの拡張が可能なので、必要に応じて適応することができる。RISC-V上で信頼性の高いルートオブトラスト製品を作成し、デバイスのセキュリティを確保するためにエッジで使用し、データを保護し、セキュアな推論などを行うのに役立つ。これにより、新しい要件がどんどん出てくるような新しい分野でも、簡単にイノベーションを起こすことができるので、運用の幅が広がる。

中国やAIだけではない。インドでは、インド工科大学で現地発のプロセッサ開発プロジェクトが進行している。RISC-Vは、インドで現在行われている開発のチャンスを広げてくれる。インドがRISC-Vをベースにした全く新しいSoCを開発してくるのを見るのは驚きではないだろう。

オープンソースの枠組みのもとで、RISC-Vが競争力を持つようになるためには、より多くの人がRISC-Vに取り組み、アイデアを出していく必要がある。多くの人が貢献してくれれば、RISC-Vは勢いを増し、スケールアップしていくことができる。

株価急騰

RISC-V関連の株式としてAndes Technologyの株価が急騰するような市場の動きが出ている。NIDIAがArmの正式買収を発表した後、Andes Technologyの株価も刺激を受け、2日の渡り急騰した。

Tech Newsによると、Andes Technologyは数年前からRISC-Vアーキテクチャ製品に取り組んでいる。Andes TechnologyのゼネラルマネージャーであるLin Zhimingは数日前に、V3アーキテクチャ製品の経験に基づくと、認可契約の締結から認識可能な使用料のクライアントの大量生産に至るまでには、平均して約4年かかると語っている。現在、アンデスコアのロイヤルティ収入はV3製品ラインから発生しているが、将来的にはV3とRISC-Vアーキテクチャ製品がパフォーマンスの2本の柱となり、RISC-Vの将来は有望であり、将来開発の余地が多くある。