未來(lái)RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一

　　王?瑩?（《電子產(chǎn)品世界》編輯）

　　編者按：RISC-V的發(fā)展前景如何？近日，在兆易創(chuàng )新推出基于RISC-V內核的微控制器GD32V發(fā)布會(huì )上，倪光院士認為，未來(lái)RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領(lǐng)域形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

1 RISC-V存在的理由

　　站在全世界的視野來(lái)看，已有兩種架構存活了——Intel的X86架構，和Arm架構。

　　通常認為，成熟市場(chǎng)上第一名能夠活得很好，第二名還可以，第三名水深火熱。

　　在X86市場(chǎng)，Intel和AMD是比較舒服的，AMD至少有20%的市場(chǎng)份額——美國的反壟斷法不允許把AMD消滅掉。X86因為做得早，有傳統的市場(chǎng)基礎，特別是有強大的生態(tài)支持，因此很難撼動(dòng)。Arm也很好，特別在移動(dòng)領(lǐng)域基本不可動(dòng)搖，Arm已有很成熟的商業(yè)模式。但是在其他領(lǐng)域，哪種架構會(huì )主導？這不好說(shuō)。

　　目前芯片業(yè)有什么缺點(diǎn)呢？市場(chǎng)上近千家設計公司中，大部分都是很小的公司——只有幾十個(gè)人，由于設計芯片的負擔比較重，因此只有少數企業(yè)能承受中高端芯片的研發(fā)成本，制約了芯片領(lǐng)域的創(chuàng )新。而RISC-V指令集是可以降低處理器芯片IP成本的新模式。另外，像兆易創(chuàng )新這樣的大企業(yè)，也想進(jìn)一步發(fā)展，所以希望有更好的新技術(shù)出來(lái)。

　　Linux開(kāi)源軟件的成功給我們一個(gè)啟發(fā)：能不能把這種成功模式從軟件領(lǐng)域復制到硬件領(lǐng)域？之前也有些開(kāi)源的硬件，但是都沒(méi)有成功。不過(guò)，RISC-V應該是一個(gè)很好的創(chuàng )新點(diǎn)。

2 RISC-V的優(yōu)勢與短板

　　RISC-V的優(yōu)勢是自由、免費，誰(shuí)都可以做，只要聲明一下就可以了，但是不會(huì )像CPU一樣嚴格控制（嚴格控制的好處是不會(huì )碎片化），因此各有千秋。

　　RISC-V許可證現在來(lái)看門(mén)檻很低，誰(shuí)都可以用，這非常有優(yōu)勢。不過(guò)，是否會(huì )用了以后自己不開(kāi)源，改進(jìn)了以后慢慢形成RISC-VA，RISC-VB？這不好說(shuō)。作為RISC-V聯(lián)盟，還是希望通過(guò)一定的手續使一些內容公布出來(lái)，使大家都能用上新的改進(jìn)，而不是有些仍用原有的、沒(méi)有改進(jìn)的，而與新的不兼容。這也是挑戰，即能不能在RISC-V發(fā)展之后共享一些經(jīng)驗，防止碎片化。

3 RISC-V的應用市場(chǎng)

　　相比X86和Arm，RISC-V的生態(tài)環(huán)境顯然是最大的問(wèn)題。但是不是那么難呢？也不一定，從某種意義上看，操作系統帶領(lǐng)整個(gè)生態(tài)軟件，所以比較保守地估計，RISC-V定位新的IoT（物聯(lián)網(wǎng)）、移動(dòng)、5G、邊緣計算等。

　　IoT等新興市場(chǎng)顯然很好，因為對大家比較公平，X86或者是Arm在此還沒(méi)有什么新的生態(tài)。此外，人工智能、大數據這些新興領(lǐng)域，RISC-V也有可能首先進(jìn)入。

　　我們會(huì )很保守地把RISC-V定位于新一代信息技術(shù)，但是除了移動(dòng)端以外，終端服務(wù)器RISC-V也有機會(huì )進(jìn)入。

　　倪院士分析道：Arm在移動(dòng)領(lǐng)域的生態(tài)優(yōu)勢目前無(wú)法撼動(dòng)，因為假設一種新技術(shù)能夠做到95%、96%的兼容沒(méi)有用，只要用戶(hù)發(fā)現手機上的某APP不能用，不會(huì )認為是兼容的問(wèn)題，會(huì )認為是手機壞了。這也是為何當年英特爾投資上百億美元在手機市場(chǎng)沒(méi)做成的原因。

　　但是在X86統治的服務(wù)器領(lǐng)域，RISC-V還是有機會(huì )的。Arm架構現在也在力圖進(jìn)入服務(wù)器領(lǐng)域，包括海思、飛騰，以及我們的操作系統都有源碼，可以把這個(gè)生態(tài)移到服務(wù)器領(lǐng)域。目前根據測試結果，基于A(yíng)rm64位CPU的功耗相當于X86的2/3，可見(jiàn)有功耗優(yōu)勢。因此Arm在服務(wù)器里替代X86是完全可能的，服務(wù)器生態(tài)沒(méi)有問(wèn)題。

4 增強話(huà)語(yǔ)權

　　我們希望今后增強自己的話(huà)語(yǔ)權。中國有那么多企業(yè)，今后中國的RISC-V基金會(huì )是不是可以介入，增加我們的話(huà)語(yǔ)權？美國出口管制法理論上可以加到代碼托管平臺上，下載和上傳代碼也是屬于美國出口管的范圍，這很麻煩。因此，相信中國參與RISC-V會(huì )越來(lái)越多，我們希望把RISC-V的生態(tài)繁榮起來(lái)。

　　RISC-V在中國有很多組織，除了倪院士所在的中國開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟外，上海還有民間聯(lián)盟——中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以及其他聯(lián)盟。希望大家加強合作，把RISC-V在中國搞起來(lái)，把官產(chǎn)學(xué)研商不竭的資源整合起來(lái)，使產(chǎn)業(yè)有更大的發(fā)展。

5 我們?yōu)槭裁葱枰С諶ISC-V

　　現已流行的兩種架構短期之內沒(méi)有問(wèn)題，X86和Arm若干年內都會(huì )存在。但是對于我國，領(lǐng)導人多次強調：關(guān)鍵核心技術(shù)買(mǎi)不來(lái)。這句話(huà)是實(shí)踐反復告訴我們的，不是理論。否則人家隨時(shí)斷供，罰款等也都來(lái)了。

　　從這個(gè)角度來(lái)講，X86有什么欠缺呢？生態(tài)挺好，市場(chǎng)現在毫無(wú)疑問(wèn)，服務(wù)器也是不錯的，但是我們沒(méi)有授權。同樣，Arm也是非常流行的，目前我們能同步得到內核授權，海思和飛騰等都是買(mǎi)的終身架構授權。因為有錢(qián)，理論上沒(méi)有什么問(wèn)題。

　　但是今后怎么樣呢？可能有問(wèn)題。按照美國目前的說(shuō)法，含有美國技術(shù)的成分超過(guò)25%，按照美國產(chǎn)品管轄就可以制裁?，F在華為海思和飛騰用的Arm技術(shù)都不會(huì )受影響，因為這是終身可用的架構授權，但是未來(lái)不清楚會(huì )怎么樣。

　　中國那么大，一方面正在現有的X86和Arm生態(tài)上繼續發(fā)展；另一方面，中國還有其他本土CPU，申威、龍芯自己可以生產(chǎn)了，本土CPU的生態(tài)也是在發(fā)展之中；此外，我們還有基于RISC-V的CPU，自主可控測評可望滿(mǎn)足要求（如表1）。軟件如果都掌握的話(huà)，生態(tài)的遷移也不是很難。

　　也許過(guò)了若干年后，經(jīng)過(guò)兆易創(chuàng )新等本土企業(yè)的努力，世界上有一天會(huì )說(shuō)CPU是三駕馬車(chē)——形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

　　希望大家共同努力，在中國首先實(shí)現這個(gè)愿景也是有可能的。

　　本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第9期第1頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。