芯片推動了人類社會數(shù)字化、信息化、智能化的發(fā)展。從某種程度上來說，芯片技術的發(fā)展也會影響著未來行業(yè)的走向。你覺得未來的芯片世界將會如何？

芯片是信息技術的引擎，推動著人類社會的數(shù)字化、信息化與智能化。隨著摩爾定律瀕臨終結，維持芯片技術創(chuàng)新面臨挑戰(zhàn)。開源芯片設計將是應對挑戰(zhàn)的新思路。如今芯片設計動輒需要上億研發(fā)費用、投入上百人，只有少數(shù)企業(yè)才能承擔。反觀互聯(lián)網(wǎng)領域通過開源軟件降低開發(fā)門檻，創(chuàng)造了繁榮的互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)。如果開源芯片設計能將芯片設計門檻降低幾個數(shù)量級——3-5 人的小團隊在 3-4 個月內，只需幾萬元便能研制出一款有市場競爭力的芯片，必將吸引大量人員投入芯片產業(yè)，重塑其繁榮。

十年前，一個這樣的想法就誕生于加利福尼亞大學伯克利分校的一個實驗室中，他們創(chuàng)造了一種通用的計算機芯片語言，按照他們的設想，這套指令將被能所有芯片制造商所使用，而不屬于任何公司。它的出現(xiàn)并不是要成為一種令人印象深刻的新技術，它只是想要那些進入芯片行業(yè)的創(chuàng)新者們在同一個起跑線上，以此來降低進入芯片行業(yè)的門檻，最早推動其發(fā)展。

正如伯克利所做的努力一樣，RISC-V 在邁向全球芯片標準的過程中正在影響越來越多的人參與到建設 RISC-V 生態(tài)當中，由于這些人的參與，RISC-V 已經開始在芯片設計方面產生一些技術突破。

RISC-V開放了處理器設計

比如說：最近使用 RISC-V 的微處理器設計的時鐘速度已經達到 5GHz，遠高于最新的運行于 3.2 GHz 頻率的英特爾最強服務器芯片 E7。并且，新型 RISC-V 芯片在 1.1V 時僅消耗 1 瓦功率，還不到英特爾所消耗功率的百分之一。

RISC-V 的速度和功率效率也超過了 Exynos4 的規(guī)格，Exynos 4 是三星電子為其智能手機生產的頂級處理器，它基于 ARM Holdings Plc 提供的計算核心。

加州大學伯克利分校的教授 David Patterson 在接受 ZDNet 采訪時回應到：“當我看到基于 RISC-V 設計的芯片演示結果時，我覺得太不可思議了。我認為 IBM 大型機要想達到 5GHZ 頻率的芯片，應該需要配備液冷技術，并且每小時大約需要耗電 100 瓦。另外我還聽 FPGA 的開發(fā)人員說，軟核可以達到 600MHz?！?/p>

這些成就當他和伯克利大學的同伴 KrsteAsanovi 于 2011 年首次為 RISC-V 撰寫宣言時，他們并沒有想到。

Patterson 感慨到：技術創(chuàng)新正在興起，創(chuàng)新的潛力永遠存在。

Patterson 認為有一件事情是一定會發(fā)生的，因為 RISC-V 是開放的，所有的這些競爭的都將是可見的，也正是因為有了這些競爭，我們才能在芯片設計領域看到一些真正有趣的觀點。

比如說：這個新型的 5 GHz 處理器原型并不是由初創(chuàng)公司的創(chuàng)建。它是由硅谷知識產權設計公司 Micro Magic Inc.制造的，該公司已經與大型硅谷公司進行了 25 年的合作。這個處理器原型由少量但經驗豐富的芯片設計人員完成足以證明，設計復興可能即將到來。

嵌入式基準微處理器聯(lián)盟（Embedded BenchmarkMicroprocessor Consortium）記錄，該芯片不僅在功耗更低的情況下速度更快，而且在原始 CPU 性能的基準得分（稱為 CoreMark）上的得分也高于英特爾和三星。RISC-V 芯片的得分為 13000，是基于 ARM 的 Exynos 的每核性能得分的兩倍以上。

盡管 Intel Xeon 的每個內核名義上要高一些為 26009，但 Xeon 部件需要同時 120 個執(zhí)行線程才能達到該性能。長期擔任芯片行業(yè)高管的 Andy Huang 博士在接受電話采訪時向 ZDNet 解釋說，它突破在于 CPU 和內存交互的方式。

RISC-V 原型消除了快速內存和慢速芯片可能存在的瓶頸

“如果內存運行速度為 5 GHz，邏輯運行速度為 1 GHz，那瓶頸在哪里呢？” Andy Huang 笑了笑說，關鍵在于，由于 RISC-V 是開放的，與英特爾芯片的復雜指令集架構甚至 ARM 芯片中的 RISC 版本不同，RISCV 可以通過芯片設計來解決這一瓶頸。并且他用 Android 與 iOS 進行了類比，Android 相較于 IOS 目前最大的優(yōu)勢就是開放，任何廠商都可以定制化自己的操作系統(tǒng)。Huang 說：“這就是為什么我們將所有成功歸功于 Patterson 博士的原因，到目前為止，他創(chuàng)建了最高效，最優(yōu)雅的 RISC 體系結構?！?/p>

Huang 博士強調，與 CISC 或 ARM 的指令集各有 1000 多個指令不同， RISC-V 的指令集少于一百個。由于 RISC-V 指令集的簡單性，Micro Magic 才能夠使用標準硅晶圓生產芯片，而無需進行特殊調整。這樣就可以使用所謂的往復運行，在制造過程中，芯片與其他人的芯片在同一晶圓上分組在一起，這樣造價會便宜很多。

Patterson 指出：“人們談論要花費 1 億美元來定制 ASIC，實際上他們并沒有花一億美元來做到這些，”Patterson 在評價 Micro Magic 時說。

盡管沒有得到 Patterson 和 Huang 的強調，但還有第二個因素在起作用。如果你沒有支付 ARM 許可證的費用，那么使用往復運行就容易得多，但必須將其分攤到許多部分。

全球最大的芯片制造商之一的英偉達（Nvidia）正在以 400 億美元的價格收購ARM，這一交易頗具爭議。此次出售將使 Nvidia 能夠從 ARM 的知識產權中獲得專利使用費，并為世界上使用最廣泛的芯片指令制定了發(fā)展路線圖。

Nvidia 首席執(zhí)行官黃仁勛（JensenHuang）描述了他對 ARM 的雄心勃勃的計劃，并且他向投資者保證，ARM 的管理層們，不會反對這場收購案。很顯然這場收購是為了 Nvidia 尋找替代品提供新的可能，當媒體就此事問 Patterson 時，他往往表現(xiàn)的很保守，因為英偉達是 RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)的成員，并非常積極的支持 RISC-V 生態(tài)的發(fā)展。

Micro Magic 的 Huang 表示，自從 Micro Magic 成功發(fā)布其芯片公告以來，他已經吸引了技術巨頭的興趣。目前已經有兩家巨頭上市公司給他拋出了橄欖枝。

Huang 提供了一種假想的方案，在這種方案中，Apple 或 Google 可以使用該芯片，并且該芯片可以在能耗方面取得突破。Huang 對 ZDNet 表示說：“谷歌已經擁有移動開源軟件 Android，想想如果所有移動客戶也擁有最省電，性能最高的開源 RISC 核心，將會為他們帶來什么好處，讓我們再想象一下最新的 Apple Watch 不必隔夜充電，那又將是何種體驗?！?/p>

Huang 說，不管有沒有這樣的大規(guī)模的市場，Micro Magic 都希望將其 RISC-V 知識產權納入越來越多的設計中，以便對全球用電量產生實質性影響?！拔覀兪褂么?IP 的意圖是幫助世界，幫助 PC、筆記本電腦、平板電腦、手機，可穿戴設備、游戲設備、電動汽車和 IoT 減少電量的使用，我們目標是將世界的碳排放量減少一半?！?/p>

一個原型 CPU 并不是革命性的，與英特爾和其他公司的實際售賣的產品進行比較，可以得出一個事實，即完成芯片設計還需要更多的零件。這就是 RISC-V 周圍公司的生態(tài)系統(tǒng)變得越來越豐富的原因，值得可喜的是使用 RISC-V 的公司的數(shù)量雖少，但仍在增長。

RISC-V 真正的使用范圍是無法全部可見的

“你可以想到的所有產品，一直到數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)在人們都在認真考慮 RISC-V，從某種意義上說，目前已經出現(xiàn)了這樣的思考：從幾年前我為什么會使用 RISC-V，到為什么我不使用 RISC-V？”Patterson 激動地說。

在 RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)中突出的是 SiFive，這是一家位于硅谷的初創(chuàng)公司，多年來一直專門基于 RISC-V 開發(fā)芯片知識產權。

今年 8 月，該公司成立了一個業(yè)務部門，致力于為各種應用（包括 AI 和邊緣計算）生產定制芯片，稱為 OpenFive。Patterson 的合作者 Asanovi 教授是 SiFive 的首席架構師。另一個生態(tài)突出的貢獻者是嵌入式處理器制造商臺灣晶心科技（Andes Technology of Taiwan），該公司多年來已向電子產品制造商出售了數(shù)十億個 CPU 設計。

上個月，SiFive 和 Andes Technology 都在著名的芯片技術會議 Linley FallProcessor Conference 上展示了使用 RISC-V 的 AI 新芯片設計。SiFive 告訴 ZDNet，它現(xiàn)在已經贏得了 80 多家公司的 200 多個設計訂單，其中包括前十大半導體制造商中的六個。SiFive 對 ZDNet 表示：“SiFive 目前已發(fā)貨了數(shù)千萬個內核?！本脑诒驹碌募径葓蟾嬷懈嬖V投資者，今年其收入的大約三分之一來自基于 RISC-V 的零件。

希捷科技公司和大型磁盤驅動器制造商西部數(shù)據(jù)公司都是下個月的 RISC-V 峰會的贊助商，該峰會是 RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)的第三屆年度技術大會。該活動是由 RISC-V 國際協(xié)會贊助的，該協(xié)會是一家非營利性公司，目前代表 750 多個致力于推進該標準的組織，其中包括中國智能手機廠商華為、芯片制造商 Xilinx、高通以及 IBM，Asanovi 是該小組的主席，而 Patterson 是副主席。

但是，無論 RISC-V 多么成功，世界可能永遠都不知道其用法的全部范圍。因為 ARM 和其他商業(yè)技術提供商要求使用者必須要簽署相關文件的，而 RISC-V 的使用人是可以選擇不簽署相關文件來進行披露使用情況。RISC-V International 要求供應商自愿披露使用情況。

這樣一來，RISC-V 真正的使用范圍是無法全部可見的。

盡管如此，諸如 Micro Magic 產品的技術進步證據(jù)向 Patterson 和其他人證明了 RISC-V 的影響最終可能是很大的。最近，Patterson 通過視頻與合作者進行了一系列的一對一訪談，以在線的方式慶祝 RISC-V 十周年。

Patterson 告訴 ZDNet，一位合作者告訴他說：“在五到十年內，RISC-V 可能是世界上最重要的指令集”。Patterson 認為這聽起來有些瘋狂，但這并非不可能。
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