RISC-V生态未来的三种选择

智能计算芯世界 2021-08-02 00:00



因为x86 架构与 Arm 架构商业使用都要付费,因此,RISC-V开源具有很大优势。


今天就来说说 RISC-V 生态的内容。


关于RISC-V

RISC:Reduced Instruction Set Computer,即精简指令集计算机。


RISC-V是基于RISC原理建立的免费开放指令集架构(ISA),V是罗马字母,代表第五代RISC(精简指令集计算机),可读作RISC-FIVE。



2010年,加州大学伯克利分校的一个研究团队准备启动一个新项目,为新项目选架构的时候研究团队看到了Arm、MIPS、SPARC和x86等。


但这些指令集不仅复杂,还有很多知识产权、高昂授权费等问题。


所以伯克利研究团队临时组建一个小组,并开展了一个3个月的暑期小项目设计新的指令集,目标是新的指令集能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器。


具体地说,RISC-V指令集架构简单、完全开源并且免费,将基准指令和扩展指令分开,可以通过扩展指令做定制化的模块和扩展。


RISC-V生态情况?

在物联网领域,RISC-V 凭借其开放开源而且零授权费用的优势,迅速在低功耗,低延时的嵌入式 IoT 方面崭露头角,尤其值得一提的是从去年开始中国厂商拥抱 RISC-V 的动作频频。


比如GD兆易创新推出了采用 RISC-V的 GD32V系列处理器,国内实时操作系统的领导者RT-Thread 也开始在其官方 IDE 中加入了对于 RISC-V 芯片的支持。



在 RISC-V 就快和 ARM、x86 形成三足鼎立局面的阶段里,我们看见 RISC-V 生态发展的三种可能:


与 X86“联盟”对抗 ARM,在巨头推动下建设加速

本月中旬,彭博社报道称有知情人士透露英特尔提出以 20 亿美元的收购 RISC-V 领域的明星公司 SiFive,虽然英特尔和 SiFive 均拒绝置评该收购交易,但这一传言依然在业内引发广泛讨论,不少人担心该笔交易可能会像英伟达收购 Arm 影响 Arm 的中立性那样,让原本开源的 RISC-V 新增专利壁垒。


英特尔希望通过收购 SiFive 联合 RISC-V 和 X86,与 ARM 建立起的生态抗衡,同样也意味着 RISC-V 的核心专利可能会被英特尔一同收购,给予使用 RISC-V 的中国企业一定的打击。


“但总体上是利好的。”中国科学院软件研究所副总工程师武延军和中国科学院计算书研究所副所长包云岗都这样认为。


利好原因有三:
  • 一是巨头想入局,证明了产业界对 RISC-V 的认可;
  • 二是从英特尔大力投入推动 Linux 内核及社区发展的案例来看,过去二十年英特尔一直是 Linux 最大的贡献者,未来也可能成为 RISC-V 的最大贡献者,加速 RISC-V 的成熟度;
  • 三是无论是在移动领域还是控制领域,RISC-V 在中国的市场远高于其他国家,如果 RISC-V 想要打开市场,中国将会是首选。


与通用操作系统结盟是必然,但会比“Wintel”多一个“s”

英特尔收购 SiFive 尚未定论,但对于 RISC-V 的生态发展而言,无论是尚未有巨头涉足的“三足鼎立”,还是与 x86 共同抗衡 ARM,RISC-V 想要建成熟的生态,就需要像 X86 架构一样形成自己的“Wintel”联盟,或是像 ARM 架构一样形成自己的“Quandroid”联盟。


虽然目前 RISC-V 尚未与某种操作系统形成联盟,但是我们已经能够看到一些可能性。


RISC-V 时代很可能会出现一种 Wintels:


Wintels 是指一套通用的操作系统搭配基于 RISC-V 指令集的不同处理器,这套系统软件最好是开源的,例如基于 Linux 的操作系统,可以适配不同的 RISC-V 处理器。


RISC-V 生态建设不止在于 RISC-V

值得注意的是,RISC-V 生态建设其实也是中国半导体上下游产业链生态建设的好机会。


事实上,鉴于 RISC-V 的开源优势,近些年国内确实有不少企业和机构在积极拥抱 RISC-V,且取得不错的成绩:


  • 致力于 RISC-V 架构处理器内核 IP 研发及商业化的芯来科技,客户已经覆盖国内外超 200 家芯片公司和系统公司;
  • 今年 1 月,赛昉科技推出全球首款 RISC-V AI 单板计算机,阿里平头哥成功将安卓 10 系统在其玄铁 910 RISC-V 处理器上顺畅运行;
  • 全球第一家用 RISC-V 指令集设计 DSP 的公司中科昊芯也在中国,并在今年 3 月底实现量产……

以芯片设计工具 EDA 为例,一直以来全球 EDA 市场几乎被美国 EDA 三巨头(Synopsys、Cadence、Mentor)分食,在制程先进的芯片设计领域,基本都逃不开使用 EDA 三巨头的设计工具。而在 RISC-V 目前所面向的物联网场景,由于对芯片制程要求还不太高,未必需要用到 5nm、7nm 等尖端工艺,28nm、40nm 足以满足需求,这正好为近几年国内新成立的一批国内 EDA 公司带来市场机会。


因此 RISC-V将在物联网领域形成与 ARM 分庭抗礼的新力量,根据 Semico Research 的预测,到 2025 年,市场有 624 亿个 RISC-V CPU 核心售出。


面向未来,对于当下的国内 IT 企业尤其是行业领军大厂来说,以芯片为首的硬件自研是道必须要迈过去的坎,更是想打造出极致产品的必经之路。愿在业界的共同努力下,RISC-V 能够协助中国芯一飞冲天。


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