物联网被业内认为是继计算机、互联网之后世界产业技术第三次革命,其市场规模达到万亿级,前景可谓无限光明。根据 IDC 测算,到2021年将会有 250 亿台设备联网,而物联网芯片作为万物互联的关键,目前架构多样化,市场也尚未成型。

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IoT芯片架构竞争激烈,谁能脱颖而出?

巨头纷纷抢占物联网芯片市场

物联网光明的市场前景和尚未定型的IoT芯片架构市场,自然引得国内外巨头纷纷发力,抢占制高点。

国外方面,英特尔早在2014年便发布名为爱迪生(Edison)芯片,紧接着2015年推出居里(Curie)芯片;高通自然也不甘停滞于移动领域,于2016年首发骁龙600E和410E物联网芯片;三星也于2015年便发布Artik1、5、10三款物联网芯片,此外,谷歌、AMD、英伟达等巨头也纷纷研发物联网芯片。

国内市场,联发科在2015年便推出物联网芯片MT2503,并于今年与微软达成协议,合作推出首款AzureSphere芯片MT3620;华为海思于2016年9月推出首款正式商用物联网芯片,其Boudica 120、150芯片也于2017年下半年大规模出货;此外,中芯国际、华虹宏力、台积电、展讯、华润微、联芯科技等厂商也纷纷布局物联网芯片市场。

ARM架构具有先天优势

万物互联的前提是智能终端设备与传感器的连接,其应用场景和特性使得物联网芯片偏向低功耗和高整合度,低功耗使得开发人员能够为功耗受限设备增添功能,同时保持芯片尺寸,扩大应用可能性。添加高集成度的元件可实现芯片的即插即用,简化应用开发,方便设备更新换代,便于产品快速推向市场。

说到功耗,则必须聊到芯片架构了,目前市面上芯片架构主要以x86和ARM为主。相比基于复杂指令集的x86架构,ARM架构由于采用精简指令集,其芯片更为精简、功耗更低,而物联网的特性和应用场景又要求其使用的芯片必须考虑功耗和集成度,这使得基于ARM架构的物联网芯片在万物互联的时代占据着先天优势。

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ARM架构

事实也正是如此,如上文提到的高通600E和410E物联网芯片、华为Boudica 120和150物联网芯片以及三星Artik1、5、10三款物联网芯片,均基于ARM架构,联发科采用ARM v7架构的MT2503物联网芯片已广泛用于共享单车领域。

x86或许要凉

而面前市面上基于x86架构的物联网芯片恐怕只有英特尔一家,其2014年和2015年推出的Edison、Curie均基于x86架构。或许是意识到x86架构在物联网时代的无奈,英特尔后继针对物联网开发的芯片虽仍然基于x86架构,但在内部精简系统指令并对耗能问题进行控制,这样的做法也变相承认了x86架构在物联网时代走不通。

RISC-V成搅局者

除ARM外,基于精简指令集另一架构便是RISC-V。这个从2011年开发的新兴架构,规避了计算机体系几十年发展的弯路,架构文档只有二百多页,基本指令数目仅40多条,同时一套指令集支持所有架构。此外,RISC-V的另一大优势便是开源,这也意味着厂商无需花钱去购买ip,模块化也使得用户可根据需求自由定制,配置不同的指令子集。

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IoT芯片架构竞争激烈,谁能脱颖而出?

物联网时代刚开始,凭借开源和精简优势, RISC-V能否占领物联网时代呢?

FPGA和Asic劲头十足

物联网的特点之一便是场景应用的多样性,这要求物联网芯片功能不必复杂,但需满足不同场景的开发需求。FPGA的出现为物联网芯片提供了新的可能性,其可编程设计优势能帮助开发者缩短研发时间,从硬件结构的改变来适应算法的要求,以满足物联网多样性的定制化需求。

除FPGA外,ASIC成为物联网芯片的另一种可能性。ASIC可以依照产品需求的不同而定制化成不同的集成电路,并且相比FPGA,ASIC性能更高、功耗更低,但其灵活性并没FPGA好。如今年7月底,谷歌便发布了ASIC芯片Edge TPU,旨在补充谷歌云的TPU芯片,进一步完善物联网市场。

万物互联时代,万亿级别市场,使得物联网芯片更成为国内外巨头眼中的香饽饽,英特尔x86架构统治PC芯片20年,ARM架构制霸移动通讯芯片,已经到来的物联网时代,IoT芯片又将由谁来主宰?是ARM、x86,还是FPGA、ASIC,亦或是再杀出黑马?我们拭目以待。

 


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