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「新浪科技综合」芯片架构RISC-V崛起 生态建设尚在初期新浪科技综合2020-08-14 12:53:020阅

来源：21世纪经济报道
_原题为：芯片架构RISC-V崛起 生态建设尚在初期
RISC-V作为新兴架构 ， 以其精简的体量 ， 或许在未来的IoT领域中能取得绝对优势 。
近期ARM的争斗、收购事件持续在业界引发热议 ， 芯片设计领域的企业再次进入到公众视野 。 而与此同时 ， 发展迅猛的ARM还面临着新晋者RISC-V架构的挑战 。
或者说 ， 芯片设计、芯片架构的高壁垒行业中 ， RISC-V这股新势力正在快速崛起 。 尤其是近年来面对着异构计算的趋势 ， 甚至有业内专家预测 ， 未来X86、ARM、RISC-V有机会三分天下 。
【「新浪科技综合」芯片架构RISC-V崛起 生态建设尚在初期新浪科技综合2020-08-14 12:53:020阅】此处所说的芯片架构便是指令集架构 ， 处理器能识别的指令的集合就叫做指令集（ISA ， Instruction Set Architecture） 。 通俗一点说 ， 指令集就像是一整套语言系统 ， CPU能够读懂并按照要求运行程序、硬件 。 而这套高效的语言规范 ， 需要在设计CPU的时候都制定好 。
发展至今 ， CPU主要有两大指令集 ， 复杂指令集（CISC）架构x86 ， 精简指令集（RISC）架构阵营有ARM、MIPS和RISC-V 。 而RISC-V正是基于“精简指令集”原则的第五代指令集架构 ， 并且对外开源 ， 由于开源、中立、精简的属性 ， 且不太受美国政策的影响 ， 因此被不少国家视为弯道超车的机会 。
睿思芯科副总裁王卫告诉21世纪经济报道采访人员 ， David Patterson教授（他提出了精简指令集）的目标是把RISC-V做成硬件行业中的Linux ， “现在大家接受程度也越来越高 ， 但是一个RISC-V 逐渐发展的过程 。 今年在舆论的发声上非常热闹 ， 也是和地缘政治有关系 ， 但从技术本身发展过程来讲 ， 还是需要时间积累 。 ”
新生力量
当年的英特尔坚持研发复杂指令集 ， 赢得了胜利 ， 现在也依然强大 。 但是不得不面对的现实是 ， 精简指令集拿下了移动端市场 ， 几乎90%以上的移动处理器使用ARM架构 ， 并且精简指令集在物联网领域大有风生水起之势 ， 包括后起之秀RISC-V 。
根据公开资料显示 ， 1979 年加州大学伯克利分校David Patterson 教授提出的精简指令集 ， 其本质是主张硬件专注于加速常用的程序指令 ， 优点是架构设计简单 ， 且功耗面积低 ， 非常适合手机和平板电脑等终端 ， 但是一直无法和x86或者ARM进行抗衡 。
直到2010 年 ， 加州大学伯克利分校的一个研究团队想要为新项目选择一个指令集 ， 发现x86架构非常封闭 ， 而ARM指令集授权费又十分昂贵 ， 于是转向RISC-IV ， 并和Patterson 教授一起改良 ， 推出RISC-V ， 走完全开源的模式 。
TrendForce集邦咨询分析师姚嘉洋告诉21世纪经济报道采访人员：“RISC-V的优势在于在指令集发展上以开源方式为主 ， 在RISC-V基本的指令集不变的情况下 ， 任何人（或厂商）皆可以在基本的指令集上 ， 进一步建构属于符合市场所需的指令集 。 由于开源的关系 ， 社群彼此之间可以交流互通有无 ， 对于RISC-V社群形成更多贡献 ， 进而有助于技术上的长足发展 。 ”
西南证券的研究报告指出 ， RISC-V虽然与ARM同属于精简指令集架构 ， 但因RISC-V是近年来才推出 ， 没有背负向后兼容的历史包袱 ， 架构短小精悍 。 相比于X86和ARM动辄几百数千页 ， RISC-V的规范文档仅有145页 ， 且“特权架构文档”的篇幅也仅为91页 。
此外 ， RISC-V的中立性质 ， 也为其获得更多拥护者 。 2015年 ， RISC-V基金会成立 ， 目前基金会成员包括高通、英伟达、三星和谷歌、阿里、华为、华米等300多家全球企业 。 今年 ， 由于对潜在贸易限制的担忧 ， 总部位于美国的RISC-V基金会正式迁移至瑞士 。 王卫表示：“RISC-V基金会的成立 ， 使其不会受制于某一两家公司 ， 是一个相对中立的平台 ， 包括基金会成员、物理位置都是在一个相对中立的环境下 。 ”
生态初期
因此 ， 国内外都有不少企业投入到RISC-V的生态当中 。
国内来看 ， 阿里巴巴旗下的中天微已经推出支持 RISC-V第三代指令系统架构处理器 CK902 ， 平头哥推出了运用12纳米工艺 ， 搭载16个核心的RISC-V处理器玄铁910；华米科技2017年启动RISC-V芯片研发计划 ， 2018年发布了基于RISC-V开源指令集打造的可穿戴处理器黄山1号；睿思芯科的Pygmy是面向AIOT的RISC-V多核异构AI SOC ， 可应用于智能语音、智能玩具、机器人、工业视觉、可穿戴等应用场景 。
王卫向采访人员表示 ， 睿思芯科的芯片将在今年年底量产 ， “在我们的做法中 ， 当需要AI加速的时候 ， 有专门的做矩阵运算的CPU扩展指令集 ， 直接就可以加速并行运算 。 这和外挂ASIC芯片的区别在于可编程性 ， 作为CPU的一条命令 ， 可以直接通过编译器 ， 不需要了解硬件结构 。 当然 ， 特定场景下结合特定算法 ， 会有最优解 ， 我们的产品面向终端、边缘 。 ”
但是目前RISC-V还在发展初期 ， 这股新兴力量的商业化仍在探索阶段 ， 在王卫看来：“主要的挑战在于 ， CPU领域不是靠自己单打独斗 ， 还需要更多生态环境的配合 ， 包括编译器、工具链等 ， 需要更多的伙伴参与生态的建设 ， RISC-V早期产生和发展都是在国外 ， 发展节奏里 ， 国际协作是非常关键的 。 作为新的指令集 ， RISC-V现在在早期阶段 ， 生态环境不够完整 。 在发展初期 ， 主要是一些软件生态环境的成熟性和丰富性 ， 需要一定时间发展 ， 但是在特定的边缘应用领域对这个依赖度没有那么高 ， 发展的会更好一些 。 ”


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