發(fā)芽于物聯(lián)網的RISC-V，還可能是國產芯片的救命稻草

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。不僅產品性能極強，在經過一系列商業(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架構指令數目多、冗余嚴重，文檔數量龐大，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。有數據預測，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)網產品的需求。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)網碎片化應用需求的芯片。據了解，高通從其產品驍龍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內核物聯(lián)網通信芯片，一顆為40nm工藝的NB-IoT芯片，另一顆為22nm工藝的Cat.1 bis芯片。據了解，這是RISC-V內核首次應用于蜂窩物聯(lián)網領域。

而最近賽昉科技已在物聯(lián)網安全領域落地了芯片產品，應用于居民燃氣表中，是行業(yè)首款 RISC-V 物聯(lián)網安全芯片，可實現(xiàn)與相關物聯(lián)網平臺的雙向認證、密鑰及數據的安全存儲以及關鍵數據的加密傳輸等以保證數據安全通信。

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。據統(tǒng)計數據，包括IP內核與芯片設計等主要內容在內，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。”

因此，RISC-V目前可能是國產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架構將在一兩年內應用到車規(guī)級芯片上；在數據中心方面，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RISC-V處理器會被開發(fā)出來。