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IBM免費開放POWER指令集,到底打什麼主意?.

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科技產業資訊室 - May 發表於 2019年9月4日

圖、IBM免費開放POWER指令集,到底打什麼主意?
 
IBM已經向Linux基金會釋出POWER Architecture指令集,也就是說,IBM 免費開放其CPU架構POWER給任何想要自己設計POWER處理器的使用者,非常類似RISC-V和其他開源處理器的免費授權許可證。
 
2019年8月21日Linux基金會宣布成立OpenPOWER項目,以推進混合雲環境和日益密集的工作負載所需的數據驅動架構的開發。也就是說,OpenPOWER將成為Linux基金會託管的項目。該項目包括IBM的開放式POWER指令集架構(ISA),以及為人工智慧(AI)等密集型工作負載支持數據驅動硬件所需的開放源設計的實現。
 
OpenPOWER是Power Architecture的開放管理者,擁有350名成員的支持,包括IBM、Google、Inspur Power Systems、Yadro、日立、緯創、Mellanox、NVIDIA和Red Hat。目前,開放硬體比較熱門是 RISC-V 與 OpenRISC專案,如今,IBM出招免費開放又是打什麼主意?.
 
過去Power高價授權模式並未吸引眼球
 
當時,IBM聯合Apple、摩托羅拉(當時是飛思卡爾,然後是恩智浦)共同設計並採用了POWER以替代岌岌可危的英特爾(Intel)之舊x86架構,正如現在RISC構想。
 
這三家公司都做出了貢獻:蘋果公司將在其即將推出的高端PowerMac系列中使用POWER,最終取代自其開始使用的680×0處理器;IBM提供了為其新的RS / 6000商用計算機創建的大部分架構;摩托羅拉建68K處理器產品線且已經嶄露頭角,還有新的88K系列產品看起來很不錯。還有,索尼的PlayStation3,任天堂的Wii,Wii U和GameCube,微軟的Xbox 360以及3DO M2都使用了POWER處理器。
 
但是,POWER在電腦應用卻不甚受青睞。除了蘋果PowerMacs和少數台式電腦外,POWER無處可去。於是,摩托羅拉將目光從台式PC處理器轉向嵌入式晶片。IBM也是生產了POWER 403、405晶片於相關低端設備使用。
 
漸漸地,POWER市場進入高端矽晶片及各種嵌入式系統低端晶片,但這與這三家公司原先設想不同,尤其對摩托羅拉而言,該POWER處理器規劃重新進入電腦遊戲。可惜,實並非如此。
 
早期,IBM就已經通過POWER授權模式而影響了x86、ARM,MIPS,SPARC等架構。但IBM的授權條款很繁瑣,而被認為是一個難以對付的合作夥伴,總共有近二十幾家公司簽署POWER授權證並支付費用,然而其中,僅有微軟,思科,索尼,意法半導體,和東芝進行生產可觀量的晶片。其餘,大部分是新創公司。

表、全球CPU處理器架構


POWER面臨RISC-V競爭
 
為何IBM願意免費開放POWER,而放棄每年數百萬或數千萬美元的授權收入。推測可能的原因,RISC-V最近引起眾多業者眼光且陸續推出解決方案有關,因而迫使POWER必須改變授權策略為共享開放,鼓勵業者來採用POWER架構。如果POWER用戶以硬體和軟體開發取得了一些進展,這將對所有Linux相關使用者都有機會共享好處。

現在,POWER進入Linux基金會,與RISC-V和其他100多個項目共同進行,將所有權歸於Linux Foundation。這樣看來,IBM基本上放棄了對POWER體系的版本控制權。
 
即使現在採取了開放共享的商業策略,然而,面對英特爾非常擅長利用其製造技術加速其處理器上市。相比之下,POWER處理器總是大約等於x86處理器,並且比ARM或MIPS的處理器還貴很多。未來這將是需克服的難題。
 
與RISC-V一樣,新的POWER免費授權證允許使用完整的指令集架構(ISA),包括實現它所需的任何專利權於自己的POWER處理器上,而不會有法律風險。但是,與RISC-V不同,沒有現成的IP cores提供使用。IBM已經展示了在Xilinx FPGA上運行的POWER,但只是示範並沒有所謂的Guideline指導方針。

IBM因應ARM宣布新的ARM Flexible Access合約模式

ARM(安謀)方面,早於2019年7月宣布全新的ARM Flexible Access合約模式,讓系統單晶片(SoC)設計團隊在取得IP授權前就能先展開計劃,僅針對生產時使用到的部份進行付費。透過ARM Flexible Access,企業將能驅使其設計團隊先進行更多的實驗、評估與創新的自由度。也就是說,新ARM Flexible Access使SoC設計團隊,​藉由設計無限存取與免預付授權費(up-front licensing)方式的結合,得以利用多項的ARM IP進行實驗、評估與承接完整計劃,且僅需支付生產時使用到的部份,讓既有的合作夥伴與新進入或新創公司可加入擴大晶片設計的機會,得以應對物聯網、機器學習、自駕車與5G帶來的全新成長機會。
 
POWER開放對於全球晶片設計者而言,提供另一項選擇機會


其實,2018年10月28日 IBM宣布以334億美元(含債務在內)收購美國軟體公司紅帽(Red Hat Inc),藉此讓自家的技術軟硬體及諮詢服務業務得以穩住雲端運算市場的競爭力。這是IBM有史以來最大宗的收購案,宣布收購Red Hat是一個改變遊戲規則的方式,它將改變雲端市場。但是,面對雲端市場另一競爭對手微軟,早於2018年底宣布加入OIN組織免費開放基於Linux專利給會員。還有,目前市場面臨Linux軟體銷售放緩及大型伺服器需求下滑之際,再加上RISC-V 漸獲得多數業者採用之壓力。

現在,IBM的免費開放POWER動作使得POWER與RISC-V處於同等地位,兩者都是完全可實現的CPU,具有真正的軟體支持,兩者都可以免費使用,兩者都在Linux基金會的支持下公平競爭。POWER開放對於全球晶片設計者而言,提供另一項選擇機會。

結語
POWER是軟硬體兼備的架構,很適合各家品牌廠商想為自家產品自行開發晶片的趨勢,還有相關規模較小企業或新創公司,如何選擇搭順風車;規模較大企業如何接招應變,尤其是早已採取專利開放的RISC-V及仍採取授權模式的Intel及ARM又該如何穩住陣營盟友。

開放專利或專利共享概念,也就是『弱化專利權』,強化『合作換市場』的新思維正在擴散。隨著5G、AI時代到來,面對下世代產品及市場變化難測的風險,或許開放是另一種分攤風險的選項,又可把餅做大共享市場。(1872字;圖1)
 
 
參考資料:
IBM Gives Away POWER; Goes Open Source. Electronic Engineering, 2019/8/27.
The Linux Foundation Announces New Open Hardware Technologies and Collaboration. Linux Foundation, 2019/8/21.
 

 
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