誕生于加州大學(xué)伯克利分校的開源指令集架構(gòu) RISC-V 發(fā)展至今已有十年之久，在 x86 架構(gòu)與 Arm 架構(gòu)都需要向公司支付專利費(fèi)用才可以商用的對(duì)比下，RISC-V 的優(yōu)勢(shì)凸顯，尤其是對(duì)于暫時(shí)還未有成熟自主指令集架構(gòu)的中國(guó)而言，RISC-V 似乎是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

　　事實(shí)上，鑒于 RISC-V 的開源優(yōu)勢(shì)，近些年國(guó)內(nèi)確實(shí)有不少企業(yè)和機(jī)構(gòu)在積極擁抱 RISC-V，且取得不錯(cuò)的成績(jī)：

　　致力于 RISC-V 架構(gòu)處理器內(nèi)核 IP 研發(fā)及商業(yè)化的芯來科技，客戶已經(jīng)覆蓋國(guó)內(nèi)外超 200 家芯片公司和系統(tǒng)公司;

　　今年 1 月，賽昉科技推出全球首款 RISC-V AI 單板計(jì)算機(jī)，阿里平頭哥成功將安卓 10 系統(tǒng)在其玄鐵 910 RISC-V 處理器上順暢運(yùn)行;

　　全球第一家用 RISC-V 指令集設(shè)計(jì) DSP 的公司中科昊芯也在中國(guó)，并在今年 3 月底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)……

　　在 RISC-V 就快和 ARM、x86 形成三足鼎立局面的階段里，我們迫切地期望能夠透視 RISC-V 未來的生態(tài)發(fā)展究竟會(huì)走向何處，在上周舉辦的 RISC-V 2021 中國(guó)峰會(huì)上，本網(wǎng)等行業(yè)內(nèi)容平臺(tái)同業(yè)內(nèi)大咖進(jìn)行交流，看見 RISC-V 生態(tài)發(fā)展的三種可能。

　　與 X86“聯(lián)盟”對(duì)抗 ARM，在巨頭推動(dòng)下建設(shè)加速

　　本月中旬，彭博社報(bào)道稱有知情人士透露英特爾提出以 20 億美元的收購(gòu) RISC-V 領(lǐng)域的明星公司 SiFive，雖然英特爾和 SiFive 均拒絕置評(píng)該收購(gòu)交易，但這一傳言依然在業(yè)內(nèi)引發(fā)廣泛討論，不少人擔(dān)心該筆交易可能會(huì)像英偉達(dá)收購(gòu) Arm 影響 Arm 的中立性那樣，讓原本開源的 RISC-V 新增專利壁壘。

　　中國(guó)科學(xué)院軟件研究所副總工程師武延軍認(rèn)為，收購(gòu) SiFive 屬于英特爾單方面的戰(zhàn)略，”英特爾一直未能在移動(dòng)終端、物聯(lián)網(wǎng)端打開局面，英特爾可能希望利用 SiFive 在物聯(lián)網(wǎng)方面的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)其在同 ARM 競(jìng)爭(zhēng)中的劣勢(shì)。”

　　所謂競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)，不僅僅是指 X86 架構(gòu)難以進(jìn)入對(duì)功耗要求更高的移動(dòng)端和物聯(lián)網(wǎng)端，還指 ARM 架構(gòu)進(jìn)軍服務(wù)器也來勢(shì)洶洶，基于 ARM 架構(gòu)的華為鯤鵬處理器進(jìn)入服務(wù)器領(lǐng)域、基于 ARM 架構(gòu)自研的蘋果 M1 芯片在 PC 端性能優(yōu)異都是極好的證明。因此英特爾可能希望通過收購(gòu) SiFive 扭轉(zhuǎn) X86 受壓制的局面。

　　“一方面 RISC-V 作為大家都看好的指令集，英特爾需要對(duì)其進(jìn)行前瞻布局，另一方面英偉達(dá)收購(gòu) ARM 的計(jì)劃正在推進(jìn)，意味著英特爾與英偉達(dá)之間的競(jìng)爭(zhēng)可能會(huì)進(jìn)一步升級(jí)，上升到整個(gè)生態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)。”武延軍如此理解英特爾收購(gòu) SiFive 的動(dòng)機(jī)與原因。

　　在同英偉達(dá)競(jìng)爭(zhēng)方面，武延軍進(jìn)一步解釋，“看見英偉達(dá)從 GPU 轉(zhuǎn)向 CPU，我覺得英特爾可能也希望從通用處理器切換到專用領(lǐng)域，目前看來 RISC-V 是一個(gè)比較好的選擇，無論是從架構(gòu)上、還是技術(shù)上，都具有模塊化和可拓展性，對(duì)于定制專用處理器而言非常便捷。”

　　這意味著英特爾希望通過收購(gòu) SiFive 聯(lián)合 RISC-V 和 X86，與 ARM 建立起的生態(tài)抗衡，同樣也意味著 RISC-V 的核心專利可能會(huì)被英特爾一同收購(gòu)，給予使用 RISC-V 的中國(guó)企業(yè)一定的打擊。

　　“但總體上是利好的。”武延軍和中國(guó)科學(xué)院計(jì)算書研究所副所長(zhǎng)包云崗都這樣認(rèn)為。

　　利好原因有三：

　　一是巨頭想入局，證明了產(chǎn)業(yè)界對(duì) RISC-V 的認(rèn)可;

　　二是從英特爾大力投入推動(dòng) Linux 內(nèi)核及社區(qū)發(fā)展的案例來看，過去二十年英特爾一直是 Linux 最大的貢獻(xiàn)者，未來也可能成為 RISC-V 的最大貢獻(xiàn)者，加速 RISC-V 的成熟度;

　　三是無論是在移動(dòng)領(lǐng)域還是控制領(lǐng)域，RISC-V 在中國(guó)的市場(chǎng)遠(yuǎn)高于其他國(guó)家，如果 RISC-V 想要打開市場(chǎng)，中國(guó)將會(huì)是首選。

　　與通用操作系統(tǒng)結(jié)盟是必然，但會(huì)比“Wintel”多一個(gè)“s”

　　英特爾收購(gòu) SiFive 尚未定論，但對(duì)于 RISC-V 的生態(tài)發(fā)展而言，無論是尚未有巨頭涉足的“三足鼎立”，還是與 x86 共同抗衡 ARM，RISC-V 想要建成熟的生態(tài)，就需要像 X86 架構(gòu)一樣形成自己的“Wintel”聯(lián)盟，或是像 ARM 架構(gòu)一樣形成自己的“Quandroid”聯(lián)盟。

　　雖然目前 RISC-V 尚未與某種操作系統(tǒng)形成聯(lián)盟，但是我們已經(jīng)能夠看到一些可能性。

　　“RISC-V 時(shí)代很可能會(huì)出現(xiàn)一種 Wintels，”武延軍做出預(yù)測(cè)。

　　傳統(tǒng)意義上，Wintel 聯(lián)盟代表通用處理器與通用操作系統(tǒng)結(jié)合的生態(tài)，RISC-V 指令集的核心是基礎(chǔ)指令集加上擴(kuò)展指令集，也就意味著在擴(kuò)展指令集層面會(huì)誕生各種不同領(lǐng)域的處理器，但每種處理器都去配備一套不同的系統(tǒng)軟件或操作系統(tǒng)，維護(hù)代價(jià)非常高。

　　觀察市場(chǎng)上使用 RISC-V 的廠商分布情況，可以發(fā)現(xiàn)，雖然 RISC-V 芯片設(shè)計(jì)廠商在前期擁有一定的成本優(yōu)勢(shì)，但由于后期的生態(tài)建設(shè)需要投入更多開銷，讓很多想要入局 RISC-V 的企業(yè)望而卻步。

　　這里的生態(tài)建設(shè)開銷，其中一部分源于尚未形成業(yè)界公認(rèn)的基礎(chǔ)軟件和操作系統(tǒng)，開發(fā)人員或程序員需要不停地學(xué)習(xí)不同的操作系統(tǒng)適配不同的處理器，對(duì)廠商而言成本極高。

　　因此盡管 RISC-V 硬件生態(tài)多樣化，但 RISC-V 要在未來形成健康的生態(tài)模式，擁有一套標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)軟件是必經(jīng)之路，而 Wintels 就是 RISC-V 未來與操作系統(tǒng)的結(jié)盟方式。

　　“Wintels 是指一套通用的操作系統(tǒng)搭配基于 RISC-V 指令集的不同處理器，這套系統(tǒng)軟件最好是開源的，例如基于 Linux 的操作系統(tǒng)，可以適配不同的 RISC-V 處理器。”武延軍解釋道。

　　RISC-V 生態(tài)建設(shè)不止在于 RISC-V

　　值得注意的是，RISC-V 生態(tài)建設(shè)其實(shí)也是中國(guó)半導(dǎo)體上下游產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)建設(shè)的好機(jī)會(huì)。

　　以芯片設(shè)計(jì)工具 EDA 為例，一直以來全球 EDA 市場(chǎng)幾乎被美國(guó) EDA 三巨頭(Synopsys、Cadence、Mentor)分食，在制程先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，基本都逃不開使用 EDA 三巨頭的設(shè)計(jì)工具。

　　而在 RISC-V 目前所面向的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，對(duì)芯片制程要求還不太高，未必需要用到 5nm、7nm 等尖端工藝，28nm、40nm 足以滿足需求，這正好為近幾年國(guó)內(nèi)新成立的一批國(guó)內(nèi) EDA 公司帶來市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

　　“需要 EDA 工具支持 5nm、7nm 難度非常大，但是以目前國(guó)內(nèi)的能力，足以將 28nm、40nm 支撐好，我們甚至可以通過開源的方式建立 EDA 社區(qū)，加速整個(gè) EDA 生態(tài)的發(fā)展。”包云崗說道 。

　　上?？萍即髮W(xué)信息學(xué)院助理院長(zhǎng)周平強(qiáng)也認(rèn)為，基于 RISC-V 的開源特性，對(duì)應(yīng)的 EDA 工具也有可能走向開源，國(guó)內(nèi) EDA 廠商如果要找到一條自己的發(fā)展路徑，開源是一個(gè)機(jī)會(huì)。

　　“EDA 跟 RISC-V，我個(gè)人覺得其實(shí)是一個(gè)互相依賴、互相促進(jìn)的作用。RISC-V 如果發(fā)展的越好，對(duì)于國(guó)內(nèi)的 EDA 來說可能機(jī)會(huì)就越大，”周平強(qiáng)說。

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