Open Source: (K)ein Ende der Patente
Patente sollen eigentlich dazu dienen, Erfindungen zu schützen und so deren Erforschung und Umsetzung zu unterstützen. Von der besseren Vermarktbarkeit profitieren dann Hersteller wie Kunden – so zumindest die mehr als 100 Jahre alte Idee.
In der modernen IT-Welt werden Patente aber häufig als Hindernis in der Entwicklung angesehen. Nachdem zahlreiche wichtige Softwareprojekte in den vergangenen Jahren einen sinnvollen Umgang mit dem Problem fanden und selbst Microsoft seine Patente etwa für Exfat freigibt , erreicht die Abkehr vom restriktiven Umgang mit Patenten auch die Hardware-Industrie – wie das Jahr 2020 eindrucksvoll zeigte.
Erstmals erschienen in diesem Jahr AV1-Decoder in unterschiedlichen Hardwarebestandteilen, die alle in handelsüblicher Massenware verfügbar sind. Zwar gab es schon eine Vielzahl von Open-Hardware-Projekten, die freie Lizenzen nutzen und etwa eigene und kompatible Implementierungen in Hardware ermöglichen. Von einem millionenfachen Einsatz sind solche Komponenten aber weit entfernt.
AV1 als produktive Alternative
Die AV1-Nutzung erreichte das jedoch. Und das geschah zudem in einem Feld, das in den vergangenen Jahrzehnten als notorisch schwierig navigierbar galt, da die Patentsituation bestimmter Techniken zu unübersichtlich war: bei den Videocodecs.
So mussten mit dem altehrwürdigen H.264 alias AVC zwar auch Lizenzzahlungen für die patentierten Techniken gezahlt werden. Diese Zahlungen waren aber gedeckelt und für alle Teilnehmer überschaubar. Das führte sogar dazu, dass Mozilla einen H.264-Decoder in Firefox integrieren und vertreiben konnte.
Von Patentstreitigkeiten hielt das jedoch niemanden ab, was sich selbst in diesem Jahr zeigte. So erwirkte Nokia in einem Patentstreit um den H.264-Codec im Oktober vor Gericht einen vorübergehenden Verkaufsstopp von Lenovo-Computern .
Für den Nachfolge-Codec H.265 alias HEVC ist die Lage ungleich komplizierter als mit H.264. So konkurrieren mehrere Konsortien sowie einzelne Unternehmen um die Patentzahlungen der Nutzer der Technik. Viele Unternehmen verzichteten deshalb auf den Einsatz des Codecs, etwa Google. Andere setzen HEVC nur dort ein, wo es unbedingt notwendig ist, etwa Netflix für einige UHD-Inhalte, die alternativ aber auch auf VP9 setzen.
Mit AV1 trat das dahinterstehende Konsortium Alliance for Open Media an, einen Codec zu erstellen, der sich ohne die üblichen Patentschwierigkeiten und -zahlungen oder auch Verkaufsstopps einsetzen lassen soll. Und wie sich 2020 zeigte, wurde das offensichtlich erfolgreich umgesetzt.
AV1 jetzt auch in Hardware
Nicht nur wird AV1 inzwischen in den gängigen Browsern per Software-Decoder unterstützt. Auch große Videostreamingdienste wie Netflix oder Googles Youtube und Stadia setzen vermehrt auf AV1. Googles Videochatanwendung Duo setzt ebenfalls auf den freien Codec. Der krönende Abschluss sind jedoch die Decoder in verfügbarer Consumer-Hardware, die in diesem Jahr erschienen. Dazu zählen alle aktuellen GPU-Generationen von AMD , Intel und Nvidia . Auch Apples M1 soll AV1 decodieren können.
Erste SoC für Fernseher , Set-Top-Boxen und Smartphones enthalten darüber hinaus bereits Hardware-Decoder für AV1. Es ist außerdem davon auszugehen, dass nahezu sämtliche Hardware der kommenden Jahre über entsprechende Decoder verfügen wird, schon allein weil die für die großen Streamingportale benötigt wird. Immerhin sind die Hardware-Decoder eine wichtige Voraussetzung für eine effiziente Wiedergabe von AV1-Inhalten.
Viel wichtiger ist aber, dass sich eben viele Hardware-Hersteller zu dem bisher einzigartigen Schritt der Umsetzung entschieden haben, weil die Mehrheit der maßgebenden Markteilnehmer mit dem bisherigen Status quo vollkommen unzufrieden ist und die ständigen Auseinandersetzungen als Behinderung des eigenen Geschäfts gesehen werden.
Wie der Fall von Nokia und Lenovo zeigt , laufen aber eher Patente aus, als dass die Patentstreitigkeiten durch einige Marktteilnehmer beendet werden. Dass dies aber auch erfolgreich anders funktioniert, zeigt nicht der beeindruckende Erfolg von AV1, sondern auch jener von RISC-V.
RISC-V bricht ARM-Dominanz auf
Auch RISC-V ist angetreten, dank freier Verfügbarkeit von Entwicklungen und Patenten die bisherige Hardware-Industrie durchzuwirbeln. So lassen sich die derzeit genutzten CPU-Befehlssätze praktisch auf x86 und ARM beschränken. Zwar gibt es noch eine Vielzahl weiterer CPU-Architekturen im Markt, wie IBMs Power oder auch MIPS für viele Embedded-Geräte.
Die Zahl der Anwender der beiden zuletzt genannten CPU-Architekturen ist jedoch überschaubar, so dass derzeit eigentlich nur drei Firmen darüber bestimmen, wie CPUs im Grunde funktionieren: Intel und AMD für x86 über ein gegenseitiges Abkommen und eben ARM für die gleichnamige Architektur.
Die Hardware-Industrie ist in diesem unbeweglichen Duopol seit deutlich mehr als zehn Jahren gefangen und von diesem massiv eingeschränkt. So lassen sich x86-Chips, von einem chinesischen Hersteller abgesehen , nicht lizenzieren.
Und ARM verkauft zwar Lizenzen, die einzigen, die das aber tatsächlich noch nutzen, sind Apple im Consumer-Bereich und Serverhersteller wie Fujitsu und Marvell . Darüber hinaus haben Nvidia, Qualcomm und Samsung in den vergangenen Jahren auf eigene Designs verzichtet und kaufen wie alle anderen Designs von einem einzigen Hersteller: ARM. Der Aufwand und auch die Kosten, hier konkurrenzfähige Produkte mit ARM-Befehlssatz zu erstellen, ist offenbar viel zu hoch.
Dank des Befehlssatzes RISC-V, der frei und ohne Lizenzzahlungen implementiert werden kann, scheuen viele Unternehmen diese Mühen aber nun nicht mehr und leiten eine Abkehr von ARM-Designs ein. Das gilt derzeit noch hauptsächlich für Embedded Controller, wie diese zum Beispiel auch Qualcomm in seinen Snapdragon-SoC neben der eigentlich ARM-CPU verbaut. Auch Nvidia geht hier einen ähnlichen Weg und setzt auf RISC-V-Controller . Ebenso bekommt der extrem weit verbreite Controller ESP8266 einen kompatiblen Nachfolger auf RISC-V-Basis .
Mit Seagate und Western Digital haben zum Ende des Jahres 2020 außerdem zwei Unternehmen angekündigt, in ihren Produkten auch offiziell auf eigene RISC-V-Designs zu setzen. Dabei handelt es sich wohlgemerkt um Hardware, die millionenfach verkauft wird und um einen Bereich, der bisher quasi ausschließlich durch ARM dominiert wird.
Dass sich diese Konkurrenz von RISC-V zu ARM in den kommenden Jahren verstärken wird, deutet sich bereits an und zeigt sich etwa an dem bereits angekündigten Mini-ITX-Board Hifive Unmatched von Sifive mit einer RISC-V-CPU, PCIe und 16 GByte RAM: also ein vollwertiger Rechner. Mittelfristig werden wohl Multimedia-SoC etwa für Fernseher oder Set-Top-Boxen mit einer entsprechend leistungsfähigen RISC-V-CPU im Massenmarkt folgen.
Weitere Patentstreite absehbar
Doch auch wenn AV1 und RISC-V die über Jahre oder Jahrzehnte akzeptierte Dominanz restriktiver Lizenz- und Patentvorgaben erfolgreich gebrochen haben, heißt das noch lange nicht, dass die gesamte IT-Industrie diesem Beispiel folgen wird. Zumindest deutet derzeit noch nicht allzu viel darauf hin.
So werden wohl vor allem noch Funktechniken wie WLAN, Bluetooth oder der Mobilfunk weiter ein großes Betätigungsfeld von Patentanwälten bleiben. Welche teils unerwarteten Züge das annehmen kann, zeigte sich etwa in einer Auseinandersetzung zwischen Netzwerkausrüster Nokia und Autohersteller Daimler . Dass Streite zwischen Hardware-Herstellern im Zweifel dazu führen, dass die Geräte kurzfristig nicht erhältlich sind, haben wir bereits erwähnt. Aber dass dies nun auch Autos betrifft, dürfte für viele eine überraschende Neuerung des Jahres 2020 sein.
Die genannten Funktechniken können schlicht nicht standardkonform ohne Patentlizenzen verschiedener Unternehmen implementiert werden. Initiativen dafür, dass sich das künftig ändern könnte, gibt es in der Industrie derzeit jedoch nicht. Auch nicht in anderen Bereichen. Abseits von RISC-V und AV1 ist der Druck, etwas am Status quo zu ändern, offenbar noch nicht hoch genug.