一直以來(lái)，X86 和 ARM是大家最為熟悉的兩大CPU架構(gòu)，在經(jīng)典指令集方面，隨著近幾年全球?qū)?a target="_blank">RISC-V架構(gòu)的關(guān)注升溫，開(kāi)源的RISC-V也逐漸嶄露頭角。

近日，全球領(lǐng)先的RISC-V指令集架構(gòu)開(kāi)發(fā)控制器和SoC廠商SiFive宣布完成了D輪6540萬(wàn)美元的融資。本次融資中，高通是其中重要的投資方，另外，三星和英特爾也有相關(guān)資金的投入。

一些分析人士稱，RISC-V這一新興架構(gòu)的靈活性、開(kāi)放性讓高通極為有興趣。而高通作為全球智能手機(jī)芯片領(lǐng)域的巨頭，其上游的架構(gòu)則是采用ARM架構(gòu)，而此次高通投資RISC-V公司，意味著高通在手機(jī)芯片解決方案中，未來(lái)將不再完全依靠ARM架構(gòu)。

據(jù)悉，按照SiFive當(dāng)前的設(shè)計(jì)能力，開(kāi)發(fā)一套R(shí)ISC-V新IP只需1~3個(gè)月，而ARM芯片往往需要1年甚至更久。另外，ARM架構(gòu)高昂的授權(quán)費(fèi)用已經(jīng)成為極大的阻礙。相比RISC-V開(kāi)源、開(kāi)放、精簡(jiǎn)、靈活的特性，RISC-V對(duì)很多企業(yè)可以說(shuō)是極具誘惑力。

關(guān)于RISC-V指令集架構(gòu)

RISC-V （英文 發(fā) 音 為 "risk-five" ）是一個(gè)全新的指令集架構(gòu)， 該架構(gòu)最初由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的 EECS 部 門(mén) 的 計(jì)算機(jī)科學(xué)部門(mén)的Krste Asanovic 教授、 Andrew Waterman和 Yunsup Lee 等開(kāi)發(fā)人員于2010年發(fā)明。 其中 "RISC" 表示精簡(jiǎn)指令集，而其中 "V" 表示伯克利分校從 RISC I 開(kāi)始設(shè)計(jì)的第五代指令集。

2010 年，加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)分析了ARM 、MIPS 、SPARC 、X86 等多種指令集。當(dāng)時(shí)，英特爾對(duì)X86的授權(quán)卡的很死，ARM的指令集授權(quán)又非常貴，而且ARM 32的授權(quán)卡的也非常嚴(yán)，好像只有蘋(píng)果、高通等4家公司獲得了授權(quán)。

伯克利的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這些指令集不僅復(fù)雜度不斷提升，且還存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，而處理器架構(gòu)種類和處理能力并無(wú)直接關(guān)聯(lián)。針對(duì)以上問(wèn)題，該小組設(shè)計(jì)并推出了一套基于BSD協(xié)議許可的免費(fèi)開(kāi)放的指令集架構(gòu)RISC-V ，其原型芯片也于2013年1月成功流片。

RISC-V 指令集具有性能優(yōu)越，徹底免費(fèi)開(kāi)放兩大特征。RSIC-V 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是能夠滿足從微控制器到超級(jí)計(jì)算機(jī)等各種復(fù)雜程度的處理器需求，支持從 FPGA 、 ASIC 乃至未來(lái)器件等多種實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)能夠高效地實(shí)現(xiàn)各種微結(jié)構(gòu)，支持大量定制與加速功能，并與現(xiàn)有軟件及編程語(yǔ)言可良好適配。 目前，RISC-V 產(chǎn)業(yè)生態(tài)正進(jìn)入快速發(fā)展期。

RISC-V與ARM之間的競(jìng)爭(zhēng)

這次華為被封鎖事件中，ARM選擇了與華為終止合作。這也讓更多企業(yè)不得不考慮繼續(xù)選擇基于ARM架構(gòu)研發(fā)存在的風(fēng)險(xiǎn)性，加入RISC-V也是在未來(lái)給自己多一個(gè)選擇的機(jī)會(huì)。

高通此次突然的投資RISC-V陣營(yíng)中的龍頭企業(yè)SiFive，恐怕也預(yù)示著ARM一家獨(dú)大的局面正在被悄然打破。

隨著高通等知名企業(yè)相繼加入RISC-V架構(gòu)的陣營(yíng)，如今的RISC-V陣營(yíng)已經(jīng)變得頗具實(shí)力。經(jīng)過(guò)四年多的發(fā)展，RISC-V基金會(huì)的成員由最初的只有幾家成長(zhǎng)到235家。不過(guò)大家的加入更多的還是因?yàn)樯虡I(yè)原因。

RISC-V基金會(huì)部分成員截圖

有人覺(jué)得，ARM的成功得益于自身的開(kāi)放，但實(shí)際上它僅僅是在商業(yè)模式上開(kāi)放，在技術(shù)上的保守程度超乎大家的想象。ARM架構(gòu)授權(quán)支持芯片廠商修改芯片，但同時(shí)必須遵守ARM設(shè)置的許多條件。

到現(xiàn)在，獲得ARM32授權(quán)的公司一只手都能數(shù)的過(guò)來(lái)，ARM64授權(quán)雖然多一些，但授權(quán)費(fèi)卻異常昂貴。一家基于RISC-V架構(gòu)的法國(guó)創(chuàng)業(yè)公司Greenwave表示，如果選擇ARM架構(gòu)，要花掉1500萬(wàn)美元的授權(quán)費(fèi)。而且授權(quán)到期后，一切都是未知的，是否繼續(xù)授權(quán)和授權(quán)費(fèi)用都要重新談判。

ARM高昂的授權(quán)費(fèi)對(duì)高通、蘋(píng)果、華為這些大公司來(lái)說(shuō)，可能不算什么，但對(duì)眾多的創(chuàng)業(yè)公司來(lái)說(shuō)，前期很難承受得住這筆開(kāi)支。

RISC-V蓬勃發(fā)展帶來(lái)的威脅令外界開(kāi)始質(zhì)疑軟銀收購(gòu)ARM的交易。

軟銀于2016年以320億美元的價(jià)格收購(gòu)了ARM，這個(gè)價(jià)格較ARM當(dāng)時(shí)的市值有32%的溢價(jià)。事后，甚至軟銀的一名董事也對(duì)這筆交易提出批評(píng)。不過(guò)軟銀沒(méi)有就RISC-V的崛起做出回應(yīng)。

國(guó)內(nèi)RISC-V架構(gòu)現(xiàn)狀

近兩年來(lái)國(guó)內(nèi)的RISC-V產(chǎn)業(yè)也發(fā)展迅速，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)RISC-V的了解越來(lái)越多，投入RISC-V懷抱的公司及研究機(jī)構(gòu)也成爆發(fā)態(tài)勢(shì)，包括華米、芯來(lái)、中天微、中興、華為等一批優(yōu)秀企業(yè)選擇RISC-V。

并且自去年以來(lái)國(guó)內(nèi)成立了多家圍繞RISC-V產(chǎn)業(yè)的組織，比如中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、上海集成電路行業(yè)協(xié)會(huì)RISC-V專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟等等，進(jìn)一步豐富了國(guó)內(nèi)的RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)。這也為后續(xù)國(guó)內(nèi)圍繞RISC-V架構(gòu)，打造自主可控的芯片提供了助力。

在產(chǎn)品層面，2018年9月，華米科技旗下首款芯片黃山1號(hào)正式問(wèn)世。它是全球首顆可穿戴領(lǐng)域AI芯片。

而剛好今天，華米科技CEO黃汪通過(guò)微博告訴我們黃山1號(hào)已經(jīng)正式完成量產(chǎn)，將于明天也就是6月11日正式發(fā)布。它是全球首款RISC-V開(kāi)源指令集可穿戴處理器，擁有AI驅(qū)動(dòng)、閃電性能、苗條功耗三大特點(diǎn)，應(yīng)用了Always on技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)AI，實(shí)現(xiàn)了AI從云到端的前移，實(shí)時(shí)計(jì)算無(wú)需傳輸。相比Arm Cortex-M4架構(gòu)處理器運(yùn)算效率高出38%。

值得一提的是，早在去年的4月份，華米科技就對(duì)SiFive進(jìn)行了戰(zhàn)略投資。

對(duì)于RISC-V在國(guó)內(nèi)發(fā)展的意義，中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)、上海芯原微電子董事長(zhǎng)戴偉民表示，中國(guó)發(fā)展RISC-V具有四大重要意義。首先，是安全可控，由于RISC-V并不是直接給CPU IP核，而是指令集，需要自己寫(xiě)RTL，所以擁有完整的源代碼；其次，RISC-V的開(kāi)源開(kāi)放，非常適合中國(guó)市場(chǎng)；第三是RISC-V具有高品質(zhì)，高性能特性；第四點(diǎn)是可以積累大量CPU人才，從過(guò)去我國(guó)多年的CPU發(fā)展來(lái)看，無(wú)論是產(chǎn)業(yè)界還是學(xué)術(shù)界，都培養(yǎng)了一大批CPU開(kāi)發(fā)人才。

結(jié)束語(yǔ)

雖然RISC-V發(fā)展得火熱，但短期內(nèi)還無(wú)法掀起太大波瀾，要想發(fā)展得像ARM一樣成熟，還需要很多年甚至更久的時(shí)間。但在去年中興事件和現(xiàn)在的中美貿(mào)易戰(zhàn)的刺激下，我們已積極加速開(kāi)發(fā)，雖然目前我國(guó)在RISC-V上仍然落后，但相對(duì)其他IP技術(shù)，落后的不是特別遠(yuǎn)。希望我們的CPU可以通過(guò)RISC-V做到自主、可控、繁榮并且持續(xù)創(chuàng)新。