發(fā)展迅猛的RISC-V

1978 年，英特爾率先推出復雜指令集架構X86。不僅產(chǎn)品性能極強，在經(jīng)過一系列商業(yè)化運作后，比如Wintel聯(lián)盟的成立，X86幾乎壟斷了PC芯片市場，開創(chuàng)了屬于X86架構的時代。1985年，Arm的前身Acorn公司成功研發(fā)了第一款面向低功耗、低成本場景的處理器芯片ARM1，到1990年Arm開始采用芯片IP授權的方式經(jīng)營業(yè)務，適逢此后抓住移動電話的機遇，尤其在獲得蘋果iPhone、谷歌安卓的采用后，后來全球95%的手機芯片都基于ARM框架開發(fā)。

對比之下，X86指令集架構有40多年歷史，ARM架構有30多年歷史，而時下正在興起的RISC-V架構其實只有大約10年歷史。雖然RISC-V很年輕，但已經(jīng)有太多跡象表明，它的發(fā)展正在按下快進鍵。RISC-V是一個基于精簡指令集(RISC)原則的開源、免費指令集架構，它的一大特點在于開源：與大多數(shù)指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允許任何人設計、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。

另一方面，不同于主流的x86與ARM架構指令數(shù)目多、冗余嚴重，文檔數(shù)量龐大，導致在此兩種架構上開發(fā)新操作系統(tǒng)或應用門檻較高，RISC-V基礎指令集只有40余條，加上其他的模塊化擴展指令總共不到100條，開發(fā)門檻非常低，同時，RISC-V具有功耗更低、操作系統(tǒng)易移植、模塊化設計等優(yōu)點。

得益于這些優(yōu)點，RISC-V芯片發(fā)展得非常迅猛，目前累計出貨量已經(jīng)突破100 億顆。作為比較，出貨 100 億顆處理器所花的時間，英特爾的X86 架構花了幾十年，ARM 花了 17 年，而 RISC-V 只用了大約 10 年的時間。有數(shù)據(jù)預測，到 2025 年，采用 RISC-V 架構的處理器將突破 800 億顆。

RISC-V，與物聯(lián)網(wǎng)更配哦

前文說到，RISC-V的一大特點就是功耗低，這非常滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的需求。又因為其開源的特點，方便了不同開發(fā)者做出滿足物聯(lián)網(wǎng)碎片化應用需求的芯片。據(jù)了解，高通從其產(chǎn)品驍龍865開始，就把RISC-V根植到SoC作為底層微控制器，原因是其滿足獨特要求、可定制、面積小。目前高通RISC-V芯片已廣泛應用在底層管理硬件，包括手機、可穿戴設備、聯(lián)網(wǎng)汽車、虛擬現(xiàn)實頭戴等設備上。

阿里巴巴旗下的平頭哥半導體，已實現(xiàn)在RISC-V架構上運行安卓12。據(jù)了解，平頭哥的RISC-V相關芯片累計出貨超過10億顆，涉及無線接入、語音識別、AI視覺、智能家電、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)安全等領域。

中國移動旗下芯片公司芯昇科技發(fā)布了兩款RISC-V內(nèi)核物聯(lián)網(wǎng)通信芯片，一顆為40nm工藝的NB-IoT芯片，另一顆為22nm工藝的Cat.1 bis芯片。據(jù)了解，這是RISC-V內(nèi)核首次應用于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)領域。

而最近賽昉科技已在物聯(lián)網(wǎng)安全領域落地了芯片產(chǎn)品，應用于居民燃氣表中，是行業(yè)首款 RISC-V 物聯(lián)網(wǎng)安全芯片，可實現(xiàn)與相關物聯(lián)網(wǎng)平臺的雙向認證、密鑰及數(shù)據(jù)的安全存儲以及關鍵數(shù)據(jù)的加密傳輸?shù)纫员ＷC數(shù)據(jù)安全通信。

在 AIoT 領域，有機構預測到 2025 年將會有 28% 的市場會被 RISC-V 所占有?？紤]到RISC-V年輕的歷史，達到這一成就其實并不簡單。

RISC-V，還是國產(chǎn)替代的一條出路

事實上，在目前出貨的100億顆RISC-V架構的處理器里，有一半來自中國。RISC－V國際基金會的19個高級會員中，和中國相關的會員有12個。中國有很多的芯片廠商都在布局RISC-V，包括芯來科技、紫光展銳、兆易創(chuàng)新、樂鑫、中科藍訊、全志科技、匯頂科技等等。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括IP內(nèi)核與芯片設計等主要內(nèi)容在內(nèi)，中國目前有300家以上公司在關注RISC-V或以RISC-V指令集進行開發(fā)。

中國芯片公司如此關注RISC-V，一方面是因為其簡潔好用，另一方面，在外國對傳統(tǒng)架構的芯片有壟斷優(yōu)勢，且對我國的芯片封鎖日益嚴格的背景下，RISC-V開源的特性可以防止我國所需芯片又出現(xiàn)被管制的現(xiàn)象。之前很火的Chiplet是繞過晶圓制造技術，通過封裝環(huán)節(jié)來達到更強性能，而CPU中繞開現(xiàn)有體系另起爐灶的一條路徑就是RISC-V體系。

計算機專家，中國工程院院士，中國科學院計算技術研究所研究員倪光南表示：“未來RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領域形成X86、ARM、RISC-V三分天下的格局。對RISC-V，中國只要加大投入，依靠中國科技人員的創(chuàng)新，有可能在CPU核心技術上獲得很大的話語權?！?/p>

因此，RISC-V目前可能是國產(chǎn)替代的一條好出路甚至唯一出路。

寫在最后

之前，RISC-V被詬病的是生態(tài)體系不夠完善。最近幾年，RISC-V基金會快速壯大，RISC-V的配套軟件工具等生態(tài)體系不斷完善，英偉達、高通、三星、谷歌、華為、阿里、Red Hat 與特斯拉等 100 多家科技公司也加入其陣營，行業(yè)也不斷在圍繞它構建生態(tài)系統(tǒng)。以后的RISC-V會越來越好用，也會從一開始的物聯(lián)網(wǎng)領悟拓展到其它領域。

平頭哥半導體副總裁孟建熠表示：RISC-V最有機會發(fā)力的領域是AI和機器學習，RISC-V架構將在一兩年內(nèi)應用到車規(guī)級芯片上；在數(shù)據(jù)中心方面，RISC-V架構將從AI專用芯片切入，逐步擴展至通用芯片。再加上國產(chǎn)替代的推動，相信RISC-V會發(fā)展得越來越好，未來更多能滿足不同需求的國產(chǎn)RISC-V處理器會被開發(fā)出來。

編輯：黃飛

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