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產業研究部(Jack)-優分析.2024.07.19

AI市場中X86、ARM與RISC-V的優劣勢比較

圖片來源:達志影像TPG、公司官網

ARMX86架構如同指導規範手冊,例如建造房屋,對於房屋結構、消防通道、排水設計、窗框大小都要按照設計規範設計,而這個規範對於CPU來說就是指令集架構,就是機器的統一規範語言。

目前市面上的CPU架構(ARMX86),主要是將設計藍圖交給IC設計,製成晶片後,再按晶片銷售數量收取一定比例授權金。

所以也稱為IP矽智財=積體電路的智慧財產權。所給予IC設計公司的是積體電路光罩的設計圖,主要設計分成三個階段,第一階段稱為Soft IP(軟體程式碼),第二階段Film IP(邏輯連線),第三階段Hard IP(電晶體導線連接)

X86屬於複雜指令集(CISC)ARM架構屬於精簡指令集(RISC),主要根據自身產品定位,設計相對架構,目前IntelAMD都使用x86架構,手機平板都使用ARM架構。

X86追求高運算快速,大多用在PC與伺服器上,而ARM追求效率省電模式,剛好適合用在電池量固定的手機市場,使得手機重量、體積縮小,續航力能夠提升,也因此讓ARM站穩腳步。

而目前全球95%的智慧型手機都是使用ARM架構,70%人口都在使用ARM架構的晶片,20%收入來自中國。

ARM除了手機市場外,也與NVIDIA合作,基於 Arm Grace Hopper Superchip 構建全球首個 5G AI 資料中心,其中 Grace Hopper 72 Arm Neoverse V2核心提供支持,在 AI 最苛刻的任務中提供了 10 倍的性能飛躍,同時顯著提高了每瓦性能。

根據資料統計,如果一年中每次谷歌搜尋都使用AI人工智慧,則需要相當於愛爾蘭面積的國家所需的電力。從長遠來看,這是不可持續的,尤其是在地球資源有限的情況下,此時ARM的節能理念成為關鍵。

而作為繼 Arm 的後起之秀,RISC-V 是一種開源的指令集架構(ISA),以其高度的可擴展性和靈活性脫穎而出,提供了一個無需授權費用、可自由定制的技術平台。這一開放架構的特性使得 RISC-V 不僅受到學術界的關注,也逐漸獲得商業領域的廣泛支持。

而未來RISC-V 有可能切入 Arm 傳統強項的低功耗、高效能市場,尤其是在嵌入式系統、物聯網和可穿戴設備等領域。

但另一方面,Arm 仍然擁有成熟的技術生態系統和廣泛的市場應用案例,這些都是 RISC-V 未來還需要努力的地方。

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