最近では、複数の政治家が「国家安全保障」を掲げてバイデン政権にrisc-v規制を迫っています。
risc-vとは何ですか?
中国のチップ産業の発展にはどんな影響がありますか?
コンピュータを動かすには、一連の命令からなるプログラムが必要です。
命令は、コンピュータの基本動作といってもいいでしょう。
命令の優劣で、コンピュータの動作の速さはある程度決まります。
ちょっと比喩的ですが、命令は文字、プログラムは文、コンピュータは本です。
それぞれの文字が、それぞれの文になって、それぞれの本になって、それぞれの生態ができているわけです。
現在の命令セット構造は、複雑な命令セットと簡素な命令セットに分けられます。
主流はX86、ARM、risc-vの3つです。
risc-vは少し特殊です。
risc-vアーキテクチャ図です
なぜなら、X86、ARMは独占で、risc-vはオープンソースだからです。
X86命令セットは米インテル社が開発し、PCやサーバー市場の大部分を占めています。
ARM命令セットはイギリスのARM社が所有しており,主に家電製品を中心に,ノート・パソコンでも使われています。
この2つの命令セットはある企業に帰属しているので、別の企業が使うためにはライセンスが必要です。
たとえば、イギリスのARM社は、他社にデザインをライセンスすることで年間26億8000万ドルの売上を上げ、時価総額は550億ドルに達しています。
risc-v命令セットはカリフォルニア大学バークレー校の研究者が2010年に開発したもので、誰でもrisc-vチップとソフトウェアを設計、製造、販売できるオープンソースで無料です。
risc-vのオリジナル開発者の1人であるユスープ・リーが持っているrisc-vのプロトタイプチップです
X86やARMと比較すると、risc-vにはいくつかの利点があります。
一つは無料で最初の2つはライセンス料がかかりますが、risc-vは必要ありません。
2つ目は単純で、risc-vアーキテクチャの命令セットは比較的単純なので、開発の難易度が低くなり、CPUの実行効率と性能の向上にも役立ちます。
3つ目はオープンで、企業がニーズに合わせてカスタマイズや最適化ができるだけでなく、供給が打ち切られたり、規制される心配もありません。
供給停止を恐れないことこそ、現在の中国チップ企業が早急に必要としていることです。
近年、risc-vへの注目が高まっています。
グーグル自身がオープンソースの立役者です
昨年末のrisc-vサミット2022でグーグルは、risc-vがARMと肩を並べ、アンドロイドがサポートする1次プラットフォームになることを期待していると述べました。
クアルコムのsnapdragonはArmのチップを採用していますが、ライセンス問題でArmともめています。
今年8月、クアルコムはボッシュ、インピニオン、ノルディック、ウンジポの4社と手を組んで、risc-vチップの開発に取り組む新しい会社を設立しました。自動車向けのrisc-vチップに特化し、モバイル通信やiot分野にも進出しています。
X86の元祖であるインテルでさえ、risc-vに注目し、参入しています。
中国企業は米国企業に比べて力を入れています。
一方、中国は市場規模が大きく、サーバーやスパコン、AIトレーニングや推論などの分野で強力な計算力が求められており、risc-vには発展の余地があります。
中国科学院計算所、阿里平頭哥、芯来科技などの中国の机関と企業はrisc-vを配置し、ソフトとハードウェアの異なるレベルのソリューションを開発しています。
「阿里平頭哥玄鉄」シリーズのプロセッサIPは累計出荷数が25億個を超え、150社以上の顧客と500個以上のライセンス数を持ち、中国大陸で最大のrisc-vカーネルメーカーとなっています。
玄鉄910です
一方、risc-vは独占の制約がなく、サプライチェーンの安全性が確保しやすいという利点もあり、中国チップ産業に新たなチャンスをもたらしています。
ファーウェイの場合、2019年からARMは最新のアーキテクチャをライセンスしていません。
ファーウェイはいち早くrisc-v陣営に参入し、risc-vアーキテクチャのテレビチップを投入してテレビチップ市場の6割を占めました。
国内では、risc-vが代替案の候補として急成長しています。
2022年には、risc-vアーキテクチャを採用したチップが100億個出荷されていますが、その半分は中国製です。
risc-vエコです
現在、risc-vのシニアメンバーの半数は中国企業です。
risc-v国際財団のシニアメンバーです
risc-v国際財団によると、昨年の会員数は前年比26%以上増加し、会員数は70の国/地域で3180人を超え、市場には100億個以上のrisc-vコアがあり、2025年には800億個を突破する見込みです。
risc-vは急速に成長しており、中国企業がその中心になりつつあります。
アメリカの政治家の中には、中国チップ産業がアメリカの規制を回避するための「新戦線」を切り開いたと見る人もいます。
それこそが彼らの懸念であり、容認できないことなのです。
問題はアメリカがrisc-vを規制できるとしたらどうでしょうか?
難しいです。
risc-vの仕組みは、アメリカの企業が握っているわけでも、組織や国に属しているわけでもないので、規制の糸口が見つからないのです。
米政府が強権をもって、risc-vの開発に米企業を参加させることはできません。
これではマンネリです。
だから、アメリカの政治家の叫び声に対して、中国企業は平気です。
とはいえ、risc-vの働きを過大評価すべきではありません。
前述したように、risc-vアーキテクチャのチップ数は2025年に800億個を突破すると予測されています。
対してArmは、すでに2500億個を超えるチップを出荷しています。
risc-vとArmは、規模的には桁違いです。
ひとつの技術が広く使えるかどうかは、技術の性能にもよりますが、産業の生態系にも左右されます。
risc-vアーキテクチャはオープンソースで無料でどこのベンダーでも利用できますが、そのため各ベンダー間での連携が難しくなっています。
さらに重要なのは、risc-vはX86やArmに比べて後発であり、産業のバイオスフィアが小さすぎることです。
たとえばArmには1500万を超えるソフトウェア開発者がいて、世界の70%がArm製品を使っています。
X86、Armで構築されたバイオスフィアは、なかなか打ち破ることのできない壁のようにライバルを阻んでいます。
Armサーババイオスフィアです
このため、risc-vは有望ですが、中国企業が楽観するのは望ましくありません。
より大きな視点で見ると、risc-vはチップインダストリーのほんの一部にすぎません。
中国チップ産業が突破を突破するには、依然として長い時間をかけて功を奏し、一歩一歩前進する必要がある。
最近2つのニュースがありました
一つは、清華大学がメモリ一体型計算パラダイムに基づいて、世界初の全システムで統合された、高効率オンチップ学習(機械学習がハードウェアで直接行える)をサポートする記憶阻止器メモリ一体型チップを開発したことです。
第二に、米国政府は三星、SKハイニックスの中国工場に米国の半導体設備を他の許可なしで提供することを決定しました。
記憶阻止器メモリ一体学習チップとテストシステムです
自主研究開発は突破し、外部の規制は緩和され、中国企業は引き続き頑張っています。