去年12月,，騰訊公司宣布加入開源指令集標(biāo)準(zhǔn)RISC－V國際基金會(huì),。這是繼阿里巴巴、華為,、紫光展銳,、中興通訊、中科院等企業(yè)和機(jī)構(gòu)之后,，RISC－V陣營中再次迎來新的中國成員,。

在剛剛過去的1月，谷歌安卓工程總監(jiān) Lars Bergstrom在RISC－V峰會(huì)上也表示,，希望RISC－V成為安卓的一級平臺(tái),，這與ARM對安卓的意義不相上下。谷歌的支持對RSIC－V陣營來說也是一個(gè)重要的里程碑,。

看來,，RISC－V如今已備受期望。幸運(yùn)的是,，中國產(chǎn)業(yè)已經(jīng)獲得了初步的發(fā)展,。

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中國RISC－V產(chǎn)業(yè)初具優(yōu)勢

根據(jù) RISC－V 國際基金會(huì)數(shù)據(jù)顯示，包括騰訊在內(nèi)的25 個(gè) RISC－V 國際頂級成員中有 13 個(gè)來自中國,。在RISC－V的出貨量上,，中國也占有領(lǐng)先優(yōu)勢。截至 2022 年 7 月,，RISC－V 架構(gòu)芯片的出貨量已經(jīng)突破了百億顆,，阿里平頭哥開發(fā)的玄鐵系列在物聯(lián)網(wǎng)芯片市場廣受認(rèn)可，出貨量超過30億顆,，中國芯片行業(yè)出貨的RISC－V芯片更是達(dá)到50億顆,，占據(jù)百億的半壁江山。

處理器芯片是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的軟肋,，是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的“卡脖子”問題,。RISC－V得益于其指令精簡、模塊化,、可擴(kuò)展,、開源的優(yōu)勢，為中國處理器產(chǎn)業(yè)帶來了諸多利好,。

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RISC－V是中國處理器的機(jī)遇

2018 年,，美國商務(wù)部禁止向中興銷售零部件、商品,，致使后者芯片短缺,；2019 年，美國對華為實(shí)行芯片制裁后,，芯片供應(yīng)鏈波動(dòng)加?。诒姸嗖环€(wěn)定因素的基礎(chǔ)上,，開放的指令集標(biāo)準(zhǔn)RISC－V成為追求自主可控的國家的重要選擇。

通過RISC－V架構(gòu)可以擺脫國外的壟斷,。X86和ARM作為處理器芯片的兩大架構(gòu),，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)積累了厚厚的專利墻,，新的公司要設(shè)計(jì)X86芯片,，很難避開海量的專利封堵。但RISC－V是全新并且開源的,。一方面不用擔(dān)心ISA掌握在一家公司手中以至于隨時(shí)可以通過更新ISA版本等手段來重新獲得對其他公司的優(yōu)勢；另一方面,，中國在RISC－V上的起步時(shí)間和國外幾乎一樣,，因此有足夠時(shí)間積累自己的專利池，推出國產(chǎn)的私有IP和芯片,，有希望能幫助中國廠商快速設(shè)計(jì)出包含自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的定制化處理器內(nèi)核,。

RISC－V可以推動(dòng)中國處理器的創(chuàng)新和差異化。中國半導(dǎo)體業(yè)缺少核心處理器指令集,。ARM提供的處理器IP核雖然能滿足一般的應(yīng)用需求,，但是其技術(shù)和商業(yè)模式都讓基于ARM IP的定制化變得非常困難，既不滿足異構(gòu)計(jì)算定制化的趨勢,，也無法為中國自研定制化處理器帶來很大幫助,。RISC－V模塊化、可擴(kuò)展的優(yōu)勢就可以極大彌補(bǔ)這一短板,。

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中國RISC－V的成果

目前中國芯片廠商,，已經(jīng)完整的研發(fā)出了基于RISC－V架構(gòu)的各種各樣的芯片，有用于低功耗的AlOT的,，有用于高性能計(jì)算的,，有用于AI的，有用于服務(wù)器的,，有用于CPU的等等,。

比如：阿里的RISC－V芯片已經(jīng)形成C、E,、R三大系列,，可應(yīng)用于包括AI、高性能計(jì)算,，低功耗應(yīng)用等領(lǐng)域,，比如曳影1520芯片、玄鐵C908,；在生態(tài)上,，阿里的RISC－V芯片已與 RTOS,、Yocto Linux、Android,、龍蜥等國際主流和國產(chǎn)操作系統(tǒng)深度適配,，可用于手機(jī)、電腦,、服務(wù)器等,。

中科院計(jì)算技術(shù)研究所在2019年就牽頭發(fā)起了“香山”高性能開源 RISC－V 處理器項(xiàng)目，2020年6月,，香山處理器第一版雁棲湖架構(gòu)正式發(fā)布,；2022年3月發(fā)布了第二版南湖架構(gòu)，計(jì)劃于2023年第一季度流片,；目前第三版昆明湖架構(gòu)也正在推進(jìn)中,。

然而，中國RISC－V的長征才剛剛開始,。開源的 RISC－V 架構(gòu),，正成為不少大廠發(fā)力的新方向。

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更多歐美企業(yè)轉(zhuǎn)向RISC－V

目前高通,、谷歌,、英特爾等美國企業(yè)都是RISC－V基金會(huì)的高級會(huì)員，蘋果,、AMD等大公司在RISC－V領(lǐng)域正有所動(dòng)作,。歐洲也已經(jīng)開始了他們的布局。

英特爾的PlanB

英特爾作為X86的領(lǐng)導(dǎo)者,，在 RISC－V 領(lǐng)域也是動(dòng)作頻頻,，先是參與了 SiFive 的 C 輪融資，并親自下場與SiFive合作研發(fā)RISC－V架構(gòu)芯片,，隨后又加入RISC－V國際基金會(huì),，并推出 10 億美元基金建立代工創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。去年中旬英特爾再次與巴塞羅那超級計(jì)算中心聯(lián)合投資四億歐元打造RISC－V處理器的實(shí)驗(yàn)室,。不少人猜測,，英特爾如此大力發(fā)展RISC－V，或許是想要將其作為PlanB,，打造全新的產(chǎn)品,，增強(qiáng)自己產(chǎn)品的創(chuàng)新性。

蘋果,、AMD已入局

蘋果和AMD先后在2021年與2022年分別發(fā)布了招聘RISC－V高性能程序員與嵌入式 RISC－V CPU 的架構(gòu)師的啟事,。其中蘋果的RISC－V招聘需求里面描述，搞RISC－V是為了支持機(jī)器學(xué)習(xí),、視覺算法,、信號和視頻處理等方面的必要計(jì)算,，蘋果的RISC－V將來大概率是用在的手表等智能穿戴設(shè)備上。AMD 也正在尋找具有高性能 GPU 經(jīng)驗(yàn)的專家,，并要求具備 RISC－V RV64 CPU,、CPU 亂序執(zhí)行、推測執(zhí)行和分支預(yù)測器的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),。業(yè)內(nèi)人士猜測AMD可能也在開發(fā)一種新的微控制器,。

高通：大力擁抱RISC－V

在上周的全球RISC－V峰會(huì)上，高通公司產(chǎn)品管理總監(jiān)Manju Varma透露,，高通在2019年就已經(jīng)將RISC－V應(yīng)用到了其驍龍865 SoC當(dāng)中的微控制器,，截至目前已經(jīng)出貨了6．5億個(gè)RISC－V內(nèi)核。原本高通是ARM架構(gòu)的堅(jiān)定支持者,，一直使用ARM架構(gòu),，隨著高通與Arm之間的專利戰(zhàn)爆發(fā)，高通似乎正加速在RISC－V領(lǐng)域的布局,。

歐洲同樣想減輕對X86和ARM的依賴,。歐盟近期宣布投入2．7億歐元,，資助一個(gè)旨在構(gòu)建基于RISC－V軟硬件的高性能計(jì)算機(jī)項(xiàng)目,。

再加上剛剛宣布支持RISC－V的谷歌，足以證明RISC－V的發(fā)展價(jià)值巨大,。

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未來中國究竟該如何發(fā)展RISC－V,？

RISC－V所擅長的有兩個(gè)方面，一個(gè)是碎片化,、低成本,、低功耗、差異化要求更高的物聯(lián)網(wǎng)市場,，一個(gè)是對異構(gòu)計(jì)算高度需求的AI領(lǐng)域,。中國又恰好擁有這兩個(gè)領(lǐng)域最大的市場，不過在今后的發(fā)展上,，中國還需要有所側(cè)重,。

軟硬件協(xié)同發(fā)展

RISC－V將走向開放應(yīng)用場景，建立成熟的軟件生態(tài)將是RISC－V在開放應(yīng)用場景落地的最大挑戰(zhàn),。然而RISC－V 軟件生態(tài)不成熟,，兼容性較差，開發(fā)難度大,。目前量產(chǎn)的芯片,，大多是用在相對封閉的應(yīng)用場景，軟件需求相對簡單和固定,，芯片原廠就能實(shí)現(xiàn)70％的軟件,。到了開放應(yīng)用場景,，軟件需求會(huì)呈指數(shù)級增長，例如各種操作系統(tǒng)的移植,，中間件和庫函數(shù)的優(yōu)化,，以及各種開發(fā)框架的適配等，每一個(gè)技術(shù)點(diǎn)都是巨大的工程,，必須聯(lián)合芯片原廠,、第三方軟件公司、開源社區(qū)一起合作全力投入,。

尋找明確的市場切入點(diǎn)

RISC－V要實(shí)現(xiàn)可靠和高質(zhì)量的商業(yè)化解決方案,，一方面需要不斷完善RISC－V指令集的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，另一方面還需要找到明確應(yīng)用場景,，產(chǎn)生可以進(jìn)行技術(shù)迭代的機(jī)會(huì),。在電腦處理器、手機(jī)處理器領(lǐng)域,，X86 ／ ARM 生態(tài)已經(jīng)相當(dāng)成熟,，RISC－V 想從中爭奪市場份額，無異于“虎口奪食”,。而在物聯(lián)網(wǎng),、安全芯片、智能穿戴等領(lǐng)域,，Arm 市場基石并不穩(wěn)固,，對于 RISC－V 來說或許更有機(jī)會(huì)。

向高性能發(fā)展

目前在研的 RISC－V 處理器的主要應(yīng)用方向是超高性能計(jì)算及向量計(jì)算,。RISC－V 經(jīng)過數(shù)年發(fā)展,，在中低端應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)較為成熟，但是在高性能計(jì)算及人工智能應(yīng)用領(lǐng)域上與其他架構(gòu)處理器（主要是 ARM）相比較還有差距,。由于RISC－V指令集過于簡單且碎片化,，導(dǎo)致它大部分的應(yīng)用場景是嵌入式。高性能處理器方面,，RISC－V芯片產(chǎn)品以32位居多,。從現(xiàn)實(shí)情況來看，RISC－V將繼續(xù)向高性能演進(jìn),，而高端化“起勢”還需長時(shí)間的錘煉,。

產(chǎn)教研的支持

RISC－V在處理器核心技術(shù)上給中國提供了突破口，應(yīng)該從資金,、政策,、科研、教學(xué)等各個(gè)角度全面布局推動(dòng)RISC－V的發(fā)展。加大對教育科研機(jī)構(gòu)的支持力度,，支持基于RISC－V的大學(xué)教育與研究,，包括軟硬件以及應(yīng)用的開發(fā)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)提供新鮮血液,，進(jìn)行廣泛的生態(tài)布局,，推動(dòng)軟件在RISC－V的適配，包括RISC－V基礎(chǔ)軟件,、操作系統(tǒng),、中間件以及應(yīng)用軟件。

RISC－V由于開源的特性,，因此在中國受到了廣泛的歡迎,。幾乎是同一時(shí)刻，中國大批的芯片公司加大了對RISC－V的投入,。然而,，RISC－V的發(fā)展現(xiàn)狀是，看好這門技術(shù)的人多,，但真正去做的比較少,，還需要對該行業(yè)提供更多的支持。

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結(jié)語

隨著穩(wěn)定硬件的出現(xiàn),，RISC－V架構(gòu)軟硬件全棧成為必然趨勢,，從IP到SoC、到開發(fā)板,、SOM,、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等方面將得到全面的優(yōu)化,。RISC－V架構(gòu)將走向更廣的生態(tài)合作,，在商業(yè)上將會(huì)有更多的新模式，軟件也將持續(xù)豐富,，應(yīng)用繼續(xù)走向多樣化,。

中國作為RISC－V最好的落地和發(fā)展的地方，擁有足夠豐富的應(yīng)用場景能夠充分發(fā)揮RISC－V的多樣性,。與此同時(shí),，中國業(yè)界也正在形成覆蓋芯片設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)工具,、基礎(chǔ)軟件,、芯片應(yīng)用直到人才培訓(xùn)等方面的廣泛的RISC－V生態(tài)。不過,，這僅僅只是一個(gè)開始,，未來RISC－V的長征之路還很長，需要付出更多的努力,。

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