談到開源,，很容易聯(lián)想到開源操作系統(tǒng),，與操作系統(tǒng)隨算法創(chuàng)新及新的應(yīng)用需求而不斷更新?lián)Q代相比，指令集體系架構(gòu)具有更長的生命周期,，因而開源指令集似乎更為必要,，在開源的大趨勢下，RISC-V近年來已經(jīng)受到業(yè)界的不少關(guān)注,。

雖然現(xiàn)行市場主流的指令集架構(gòu)屬 x86 和 ARM,，但Intel的不授權(quán)和ARM 的高額授權(quán)費與開源的趨勢大相徑庭。RISC-V是UC Berkeley設(shè)計并發(fā)布的一種免費而且開放的指令集架構(gòu),，具有極強的擴展性,，其應(yīng)用可以覆蓋IoT設(shè)備、桌面計算機,、高性能計算機等眾多領(lǐng)域,。并且允許任何人以非常低的門檻設(shè)計、制造和銷售RISC-V芯片和軟件,。

RISC-V的由來,？

早期的微處理器大部分為復(fù)雜指令集（CISC）架構(gòu)，代表：Intel的x86,。8086意味著x86架構(gòu)的誕生,，而x86作為特定微處理器執(zhí)行計算機語言的指令集，定義了芯片的基本使用規(guī)則,。8086也直接帶動了Intel成為全球首屈一指的芯片巨頭,。

隨著編譯器技術(shù)以及其他技術(shù)的發(fā)展，研究人員漸漸發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的指令限制了處理器速度的進一步提高,，精簡指令集（RISC）技術(shù)應(yīng)運而生,，IBM 801是較早用精簡指令集的理念來設(shè)計的系統(tǒng)，并發(fā)展成為了今天的Power架構(gòu),。1980年,，Berkeley的Dave Patterson主導(dǎo)了Berkeley RISC項目并設(shè)計了其第一代的處理器RISC I。RISC-V是第五代,，是由Berkeley的Krste Asanovic教授團隊從2010年夏天開始,，大約花了四年的時間，設(shè)計和開發(fā)的一套完整的新的指令集,，同時也包含了移植好的編譯器,、工具鏈、仿真器,，并經(jīng)過數(shù)次流片驗證,。為了能夠加快開發(fā)的效率，以便能夠快速評估和修改設(shè)計以及提高可復(fù)用性,，Chisel作為一種新的硬件構(gòu)建語言也被開發(fā)了出來,。

在此之前，OpenRISC也是一種開源指令集,，但的許可證為GPL,，意味著所有的指令集改動后都必須開源,。而RISC-V的許可證為BSD License授權(quán)，用完無需開源,。這也是Krste團隊發(fā)展RISC-V的重要原因之一。

RISC-V優(yōu)勢

（1）避免授權(quán)金：RISC-V指令集是一個“活”的,、現(xiàn)代的,、沒有專利問題和沒有歷史包袱的全新指令集，并且以BSD許可證發(fā)布,。任何公司都可以在自己的產(chǎn)品中免費使用,，而修改也無需再開源。

（2）簡單易上手開發(fā)：X86 和 ARM 的手冊皆有上千多頁,，對工程師而言是相當大的負擔(dān),，因為要設(shè)計一顆 CPU，工程師就要熟悉 ISA 中的所有規(guī)定,，越熟悉才能設(shè)計出越好的 CPU,。至于 RISC-V 則只需要約 100 頁左右，大幅縮小工程師的負擔(dān),。

（3）最安全,，后門ByeBye：由于可以提供RISC-V IP源代碼，并且這種源代碼是開放的,，因此客戶能夠全面檢查RTL,，以確保最高的信任級別。

RISC-V關(guān)鍵詞

關(guān)于RISC-V,，先來了解2個機構(gòu)（RISC-V基金會,、SiFive）、1個研討會（Workshop）,。

（1）RISC-V基金會是非營利組織,，主要工作是維護RISC-V架構(gòu)的標準規(guī)范。

（2）SiFive則是一家以營利為目標的公司,，但該公司的主要產(chǎn)品依然維持開放原始碼,，由柏克萊教授與研究生共同創(chuàng)辦。SiFive最新Coreplex IP產(chǎn)品（E31 Coreplex,、E51 Coreplex）提供目前訪問RISC-V內(nèi)核最快捷也最簡單的方式,。

（3）RISC-V研討會從2015年開始，每半年一次,，現(xiàn)已舉辦六屆,，2017年5月8日第六屆RISC-V研討會首度登陸中國，在上海交通大學(xué)亮相,。前兩屆分別在美國麻省理工學(xué)院和谷歌公司舉行,。

RISC-V正式誕生至今僅兩年多的時間,，擁有強大的生態(tài)系統(tǒng)，涵蓋了谷歌,、微軟,、IBM、高通,、NVIDIA,、三星和美高森美等多家企業(yè)。這些成員公司及第三方開源企業(yè)為軟件和工具鏈(包括GCC和二進制工具集,，兩者都已升級)的成熟穩(wěn)定作出了積極的貢獻,。面對擁有龐大開源群眾基礎(chǔ)和移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿Φ闹袊袌?，RISC-V希望能夠在未來不斷深入推廣RISC-V技術(shù)并加強本土合作,，擴大生態(tài)系統(tǒng)，以開源,、開放并透明的技術(shù)為中國本土芯片設(shè)計提供新的選擇,。

SiFive：RISC-V商業(yè)化的引領(lǐng)者

但在Intel和ARM組成的處理器架構(gòu)王朝里，盡管RISC-V的優(yōu)勢顯著,，要加速RISC-V商業(yè)化進程,，還需要強有力的推手，SiFive是首家基于RISC-V指令集架構(gòu)的定制半導(dǎo)體供應(yīng)商,，也是RISC-V研發(fā)團隊發(fā)展起來的,，由RISC-V開創(chuàng)者Krste Asanovic，以及Yunsup Lee和Andrew Waterman所創(chuàng)建,，目前三分之一的員工為RISC-V研發(fā)團隊的成員,。

SiFive如何加速RISC-V商業(yè)化？秘訣在于全新的商業(yè)模式,。

SiFive首席技術(shù)官和聯(lián)合創(chuàng)始人Yunsup Lee表示：“通過‘調(diào)研-評估-購買’模式,，我們讓獲得Coreplex IP訪問許可變得像購買任何軟件服務(wù)一樣易如反掌?！蓖瑫r,，Coreplex IP以其透明的價格、簡化的合同以及可下載的RTL文件,，實現(xiàn)了對開放RISC-V內(nèi)核簡單,、實時的訪問。

SiFive產(chǎn)品及業(yè)務(wù)拓展副總裁剛至堅先生介紹,，在SiFive官網(wǎng)上,，任何公司都可以輕松獲得其想要的服務(wù)，直接在官網(wǎng)進行選購，無需反復(fù)報價,，小公司也不會遭遇如與ARM合作的困難,，可幫助系統(tǒng)設(shè)計師縮短上市時間，減少成本費用,，定制化RISC-V讓定制硅芯片產(chǎn)品更加大眾化,。

隨著RISC-V生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展，SiFive Coreplex IP設(shè)計已成為RISC-V內(nèi)核的實際領(lǐng)導(dǎo)者,，擁有比任何其他RISC-V架構(gòu)廠商更多的客戶群,、硅產(chǎn)品和開發(fā)板。但事實上,，RISC-V的特性已經(jīng)決定了用戶可以在不同產(chǎn)品階段靈活選擇不同的RISC-V架構(gòu)廠商。剛至堅先生指出：“不同于ARM和MIPS,，一旦客戶選擇一種架構(gòu),，將來便只能與其繼續(xù)進行合作，RISC-V可以使用戶在SiFive和其他RISC-V架構(gòu)廠商進行選擇,，不同階段的產(chǎn)品可以選擇不同廠商,。”

剛至堅先生介紹,，SiFive目前有兩類產(chǎn)品：一類是CPU Core IP,；另一類是Freedom SoC，包括面向低成本的Freedom Everywhere平臺（為微控制器,、嵌入式產(chǎn)品,、物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴應(yīng)用而設(shè)計）及面向高性能的Freedom Unleashed平臺（機器學(xué)習(xí)、存儲和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用）,。

SiFive新品

基于多流片流程的數(shù)年研究和持續(xù)改進,，SiFive的Coreplex IP展示了比其他指令集架構(gòu)更高的功效。在產(chǎn)品發(fā)布時推出了兩項最初的Coreplex設(shè)計規(guī)格：

?  E31 Coreplex – 作為全球部署最為廣泛的RISC-V內(nèi)核,，E31 Coreplex專為低功耗,、高性能的32位嵌入式應(yīng)用設(shè)計，如邊緣運算,，智能物聯(lián)網(wǎng)或可穿戴設(shè)備,。

?  E51 Coreplex – 是一款64位嵌入式內(nèi)核，也是作為控制工具的理想解決方案,，或是更大的64位片上系統(tǒng)中的微型內(nèi)核,。該產(chǎn)品的小尺寸和性能效率，使其與典型的大型64位處理器區(qū)分開來,，同時保留了與主流工具鏈的全軟件兼容,。

在2016年11月舉辦的第五屆RISC-V研討會上，SiFive推出Freedom Everywhere 310（FE310）片上系統(tǒng)和HiFive1軟件開發(fā)板,。HiFive1也是全球首款基于開源指令集RISC-V架構(gòu)的商用SoC FE310開發(fā)板,。

后記：與Intel和ARM僅擅長PC或移動端處理器領(lǐng)域不同,，RISC-V適應(yīng)各種應(yīng)用領(lǐng)域，而云計算和物聯(lián)網(wǎng)作為新興市場更容易切入,。RISC-V在功耗,、性能等各方面都不輸給ARM，其可擴展性更強,，提供免費的開源編譯和仿真環(huán)境,。業(yè)界對RISC-V的前景也是各種看好，且待RISC-V生態(tài)進一步成熟,，相信RISC-V顛覆Intel x86和ARM對市場的統(tǒng)治也不無可能,。