开源的RISC-V，能否与x86、ARM架构三足鼎立？

本文来自微信公众号“中智观察”（ID:Hapiweb-soft6），作者：陈杨，36氪经授权发布。

天下大势，分久必合，合久必分。 

这并不是在讲三国演义，而是芯片架构领域的真实写照。从20世纪末互联网出现到PC互联网时代之前，芯片架构百花齐放：x86、ARM、MIPS、Power、SPARC、Alpha等各显神通；

20世纪90年代后，随着PC互联网时代的到来，以英特尔、AMD为代表的x86架构成为芯片架构领域的霸主，一直延续到移动互联网时代的到来；

2010年前后，伴随着3G、4G网络的兴起与发展，移动互联网时代到来，兼具性能与功耗的ARM架构独霸移动智能终端以及嵌入式领域，x86架构活跃在PC和数据中心；

如今，伴随着云计算、人工智能等技术的兴起，万物互联时代到来，多样化的应用需求以及贸易战等影响，使得芯片架构再次走向多元化。

其中，开源的RISC-V架构便是代表。

光明的市场前景

先看几组数据：Semico Research2019年发布的《RISC-V市场分析：新兴市场》报告预计：到2025年，市场将总共消费624亿个基于RISC-V架构的 CPU核心。2018-2025年间，RISC-V年均复合增长率高达146.2%。

同时，Tractica也预测，基于RISC-V IP和软件工具的市场规模在2018年为5200万美元，2025年时将增长至11亿美元。

虽然相比x86架构和ARM架构，RISC-V架构的市场规模还尚小，但这样的数据依然能证实RISC-V架构的光明未来。事实上，截至今天，RISC-V已经问世了十年有余。其起源于2010年加州大学伯克利分校（UC Berkeley）某研究团队。

当时，由于各种架构涉及IP问题，同时x86、ARM授权难且费用高昂，所以该研究团队决定设计一个全新的架构，并遵循BSD（Berkeley Software Distribution）协议，这意味着该架构几乎给了开发者最大的自由，几乎可以“为所欲为”，这便是RISC-V。

2015年，RISC-V基金会的成立意味着这一架构进入了发展快车道，其吸引了业内大量知名研究机构、软硬件大厂，如Berkeley Architecture Research、高通、英伟达、NXP、三星、美光、谷歌、IBM、西数、希捷、SEGGER、Mentor Graphics、Express Logic等，国内中科院计算所、阿里、华为、紫光展锐、中兴微电子、华为海思、联发科等也是RISC-V基金会成员。

优中也有不足

透过RISC-V的起源及发展，不难发现这一架构颇受追捧的原因。其一，RISC-V架构是开源的。这意味着使用者无需支付高昂的授权费，且BSD协议给了RISC-V开发者最高级别的开发、改动权限，开发者可以按照自己的需求随意开发进而商业化，无需担心IP问题。

其二，RISC-V架构顺应物联网时代的需求。由于基于精简指令集RISC（Reduced Instruction Set Computing RISC），RISC-V具备优异的功耗比，这使其非常适合物联网时代多种多样的终端需求以及人工智能应用。

其三，RISC-V架构没有历史包袱。由于诞生于2010年，所以在设计之时，RISC-V架构便规避了计算机架构几十年来发展的弯路，且天然适应物联网时代，即在扩展性、精简性、模块化方面充满竞争力。

以精简性为例，同基于RISC的ARM，经过这么多年的发展，其架构文档达数千页，指令数目繁多。而RISC-V架构文档两百多页，基础指令40多条。

当然，RISC-V架构也有其劣势，主要体现在生态上。由于诞生时间不过十年左右，RISC-V相关的编译器、开发工具、开发环境等还需进一步完善，整个RISC-V上下游产业链也需要发展。

x86巨头欲收购RISC-V明星创企

也是由于发展时间短、生态尚不成熟，整个RISC-v圈并没有诞生诸如英特尔、AMD这样的芯片巨头，所以脱颖而出成为RISC-V架构玩家共同的目标，能看到，这几年间，RISC-V架构赛道竞争激烈。

国外：Renode，由瑞典嵌入式公司Antmicro创立，是一个开源测试和开发框架，方便开发人员模拟物理硬件系统；

Dover Microsystems：总部位于美国Massachusetts，基于RISC-V架构的处理器提供网络安全解决方案；

Microsemi：Microchip Technology的子公司，其基于RISC-V架构设计的PolarFire系列SoC可为物联网设备提供低功耗、灵活的解决方案，并提供了RISC-V全套软件产品。

GreenWaves Technologies：总部位于法国格勒诺布尔，是最早的RISC-V芯片提供商。2018年时，GreenWaves Technologies便发布了基于RISC-V架构的八核GAP8处理器。

当然，最知名的莫过于SiFive。SiFive总部位于旧金山，是全球最早的RISC-V公司之一，在2015年时，该公司便发布了基于RISC-V架构的处理器内核，此后该公司又发布了U54-MC Coreplex、HiFive Unmatched等产品。

如今，SiFive估值已达到5亿美元。令其名声大噪的，莫过于近日的传闻，英特尔计划以20亿美元收购SiFive，能被x86架构龙头——英特尔以三倍的溢价值收购，足以证明SiFive的实力，更证明着RISC-V架构的光明未来。

备受中国关注的RISC-V架构

受中兴、华为事件等因素影响，比起国外，国内对RISC-V架构的关注更为“疯狂”。如RISC-V基金会中，阿里、华为、紫光展锐均为最高级别会员。

2018年，中国RISC-V产业联盟（China RISC-V Industry Consortium （CRVIC））和上海市RISC-V专业委员会正式成立，吸引了国内65家知名半导体相关机构，包括IP设计服务、芯片、软件、系统应用领域的中国知名企业，众多院校、科研院所以及投资机构。

国内也有多家企业投入RISC-V架构的建设浪潮，既包括原有半导体相关厂商开展RISC-V的研发，又诞生了多家RISC-V架构创企。

如阿里旗下的平头哥半导体公司，于2019年发布首款基于RISC－V架构的CP玄铁910，面向5G、人工智能、自动驾驶等领域。华米科技也在过去两年基于RISC-V架构陆续发布了“黄山一号”、“黄山二号”。

核芯互联则是一家成立于2017年的RISC-V架构创企，如今已正式发布基于32位RISC-V内核的嵌入式MCU，主打性能功能比以及稳定性，适用于家电、工控领域以及物联网等场景。

芯来科技是另一家RISC-V架构创企，是专业的RISC-V处理器IP和芯片解决方案公司。自2018年成立以来，芯来科技凝聚了一支本土经验丰富的处理器研发团队，从零开始全自主相继研发推出了N100、N200、N300、N/NX/UX600、N/NX/UX900等系列产品，覆盖从低功耗到高性能的各种场景需求。

6月21日，芯来科技宣布完成新一轮融资，这也是芯来科技在一年内连续获得的第三次资本加持，累计融资数亿元人民币。

结语

信创大背景下，RISC-V架构的出现以及备受中国推崇似乎缓解了中国“芯痛”：其是开源的，不必担心受制于人；其是免费的，对IP设计企业而言减少了高昂的授权费；其是适应物联网时代的，精简，可扩展，功耗比优异。也正是这些特性，RISC-V在2017年时便被印度确定为国家指令集。

虽然看上去一片大好，但要想RISC-V架构真正成为中国国家架构，仍面临着重重难关，既需要政策的引领指导，更需要RISC-V架构上下游企业的齐心协力，共筑生态。切记：不可蜂拥而至，分工明确才能避免重复造轮子。