英特尔计划对x86开放Arm、RISC-V等多架构协同许可

想设计一款专属于自己的至强芯片？现在正是好机会

为了让客户得以轻松开发更多芯片，英特尔正计划将x86、Arm及RISC-V等多种架构核心纳入单一处理器并实现协同工作。

为此，英特尔决定将旗下最重要的资产x86架构授权给希望定制芯片的客户。根据具体应用场景，客户可以在由英特尔负责代工的定制化芯片中融入x86、Arm及RISC-V等多种CPU核心，外加各类硬件加速单元。

英特尔旗下Foundry Services代工服务部门客户解决方案工程副总裁Bob Brennan在采访中表示，“我们制定的这项多ISA战略，代表着英特尔历史上第一次向需要开发自有芯片的客户开放x86软核与硬核许可。”

所谓软核，是指能够以可编程逻辑（例如FPGA）或者客户自主设计的特定应用芯片中实现的CPU核心；而硬核，则是指已经布局在定制化芯片内的黑盒设计核心。简而言之，软核主要适用于原型设计和特定应用场景，硬 核则主要用于制造生产级芯片元件。

英特尔历史上第一次向需要开发自有芯片的客户开放x86软核与硬核许可

向客户的自建计算芯片开放x86核心授权只是庞大战略的一部分，而这项战略的整体目标则是保证英特尔斥巨资兴建的晶圆代工生产线能够保持高速运转。英特尔最近还承诺到2025年投资200亿美元在俄亥俄州哥伦布附近开设新工厂，同时进一步扩大美国和爱尔兰代工厂的产能。

但目前还不清楚具体要如何获得英特尔x86核心的授权许可，以及芯片巨头将如何向客户提供哪些级别的定制化服务。从行业惯例来看，Arm之前是将CPU、GPU以及加速核心的设计图授权给芯片设计师，同时向苹果等大体量客户颁发架构许可，允许他们设计自己的原研Arm兼容核心。事实上，苹果在最新一代Mac设备上使用的M1 Arm兼容芯片、以及此前iPhone与iPad片上系统方案都属于后一种情况。

英特尔目前正采取乐高式的组合方法进行芯片制造。在这套流程中，客户可以根据应用需求将Arm及RISC-V核心同授权许可的x86核心混合起来，经过匹配调教后构建起定制化处理器。这些基于不同架构的核心将相互连通并协同运作，共同执行系统软件和程序。各个核心似乎会被分组布置在各个小芯片上——所谓小芯片，是指布置在处理器封装之内的小型电路连通裸片。举例来说，各x86核心可能归属于同一小芯片，Arm归属于另一个，RISC-V再归属于第三个，以此类推。

以小芯片机架为载体，预计客户将根据自己的需求灵活选择Arm、RISC-V或者二者兼有

Brennan还列举实例来说明：客户可以构建起包含许可至强核心的芯片，并将其与基于RISC-V规范或Arm IP的AI加速器匹配起来。英特尔还开发出所谓“小芯片机架”，能够把x86、Arm及RISC-V核心的裸片布置在一处并共同封装为一个整体芯片。

Brennan解释道，“以小芯片机架为载体，预计客户将根据自己的需求灵活选择Arm、RISC-V或者二者兼有。我们的整体战略还没有全面敲定，但其中的基本思路已经明确，就是围绕现有产品建立起IP生态系统。”

换句话说，英特尔对x86核心的授权方式可能与Arm及其他厂商的CPU核心设计方法有所区别。不同于Arm直接向客户提供设计蓝图，再由客户根据需求进行设计调整、最后将成果交付至代工服务商的整个流程，英特尔似乎只允许芯片架构师挑选自己需要的核心与加速引擎——可以是x86，也可以是其他架构——由此建立起高度定制化的x86兼容组件。最重要的是，代工服务与具体工艺都掌握在英特尔自己手中。

通过这种方式，预计后续将有一大批定制化至强处理器兴起——它们不仅同样强大，而且拥有官方至强产品家族所不具备的功能。

英特尔的算盘确实很精：他们希望用x86授权的方式让自家IP与Arm/RISC-V相互依存，共同迸发出强大的芯片设计创新能量；与此同时，新的生态也能增强英特尔晶圆与封装技术的市场地位，同时保持其巨资建设的代工生产线始终处于高强度运行状态。

Brennan表示，“从广义上讲，这项战略意在推动我们的晶圆与封装业务，英特尔Foundry Services部门也在努力发展成全球最优秀的代工厂商。可以看到，英特尔正致力于跨越多个不同ISA领域坚定推进代工业务。”

但Brennan并没有提到这些小芯片机架设计能否在台积电等竞争对手的生产线上生产制造。英特尔自家的工厂拥有不少独门封装技术，例如Foveros，能够将不同计算块和EMIB（嵌入式多芯片互连桥）堆叠起来、借以在单一封装内的多个芯片之间实现高速通信。

前路漫漫

英特尔CEO Pat Gelsinger希望能用晶圆代工业务再杀出一片新市场，而开放x86许可很可能成为这波转型中的关键一步。之前，英特尔的自有晶圆厂只负责生产x86处理器，但近年来用巨额资金砸出的新工厂必须找到下游需求。更重要的是，英特尔对这部分业务的野心似乎很大，打算直接吞下开放x86核心后产生的全部新增份额。相比之下，台积电和三星的芯片元件代工明显更单纯、直接就是拿钱办事。有消息称，由Arm许可设计支持的高通片上系统将率先使用英特尔代工厂。

除此之外，这波变化也受到另一股潮流的推动，即英特尔在PC及服务器领域几十年来建立起的x86架构优势正受到Arm及RISC-V的严重冲击。坚守x86的商业机密反倒让英特尔陷入不利境地：苹果决定在个人电脑产品上试水Arm处理器，亚马逊、谷歌和微软也纷纷尝试在家庭和服务器系统中采用Arm架构芯片。

就在上周，英特尔刚刚设立一项10亿美元基金，用于推动先进节点和芯片制程技术的设计与开发。基金提出的一项目标，正是攻克在单一处理器内同时使用x86、Arm及RISC-V核心的难题。

英特尔还扩大了与Arm之间的知识产权同盟关系，以便Arm能在芯片设计图中针对英特尔的制程技术进行优化。英特尔还成为RISC-V International的高级会员，参与到该组织对这套开源、免版税指令集架构的开发与指导中来。

首批多ISA芯片预计将在Intel 16（原名22FFL）中生产，工艺水平大致相当于其他16纳米代工产品。当然，计划在明年全面启动的Intel 3制程节点技术以及定于2025年投入生产的Intel 18A工艺也将被陆续引入。

Intel 3是目前Intel 4的增强版，率先采用EUV极紫外光刻技术，能够生产7纳米芯片。在18A中，英特尔将采用名为RibbonFET的新型晶体管技术外加PowerVia新型背板供电方案。

此次提出的小芯片机架概念则遵循开放标准的高级微控制器总线架构（AMBA），有助于芯片内不同核心间的往来通信。目前，AMBA在Arm生态系统中同样大受欢迎。

Brennan补充道，“我们已经实现了在处理器内单独支持Arm或RISC-V核心，也让这些核心通过CXL无缝、便捷地接入至强核心。这些总线全部遵循开放标准。”

所谓CXL，全称为Compute Express Link互连方案，允许不同处理器间实现互连互通。

可以肯定的是，开放x86许可并非没有先例。英特尔之前就曾与AMD交叉授权x86许可，而后者则由此开发出用于游戏主机的定制化芯片。AMD在2016还曾经将x86技术进一步授权给自己与中国上市及私营企业财团共同建立的合资公司。但2019年美国商务部将这家中国合作伙伴列入实体清单，禁止双方开展技术交流。

面对芯片短缺与贸易战压力，RISC-V成为另外一种可行的芯片架构。中国与欧洲正积极开发主权RISC-V芯片，目标是提供比x86和Arm更便宜的替代产品。而在竞争监管机构的强烈反对之下，英伟达最近也放弃了400亿美元的Arm收购交易。

Brennan提到，英特尔也将参与到RISC-V开源软件生态系统的建设当中。

Brennan总结道，“我们并不是想通过RISC-V赚钱，我们只想让世界变得更好、为芯片创造贡献力量。也正因为如此，英特尔才有机会成为一位专心致志、开放包容的合作伙伴。”