RISC-V，任重道遠

RISC-V 一直被視作 Arm 和 x86 的挑戰者，它提供了一種開(kāi)源且免版稅的架構，有望在無(wú)需支付授權費用的情況下實(shí)現靈活性與創(chuàng )新性。然而，盡管備受關(guān)注，但相較于為那些通常能占據新聞頭條的設備提供動(dòng)力，你更有可能在物聯(lián)網(wǎng)小設備和鮮為人知的嵌入式系統中發(fā)現它的身影。

Arm 掌控著(zhù)移動(dòng)和嵌入式領(lǐng)域，x86 仍牢牢占據著(zhù)臺式機、筆記本電腦和服務(wù)器市場(chǎng)，那么 RISC-V 呢？它仍有待突破自身局限，但作為一種 CPU 架構，它正逐漸獲得認可。它能否打入更廣闊的市場(chǎng)，為更多類(lèi)型的設備提供動(dòng)力，這是個(gè)大問(wèn)題。

英偉達已悄然將 RISC-V 內核融入其圖形處理器（GPU）和片上系統（SoC）中，這家 GPU 制造商預計到 2024 年底，將在其 GPU、SoC 及其他產(chǎn)品中交付 10 億個(gè) RISC-V 內核。英偉達對 RISC-V 最引人注目的應用當屬 GPU 系統處理器（GSP），它主要負責卸載內核驅動(dòng)功能，并管理內核內的 GPU 利用率。

甚至高通也在其部分設備中使用了 RISC-V，在驍龍處理器內置的微控制器單元中采用了 RISC-V 內核。截至目前，高通已出貨搭載約 6.5 億個(gè) RISC-V 內核的設備，所以該架構及其內核已出現在日常設備中——但為何 RISC-V 還未成為主角呢？

谷歌的退縮

并非只有高通和英偉達在利用 RISC-V 及其架構。谷歌此前也一直在這一領(lǐng)域有所行動(dòng)——在 2024 年 5 月之前，它一直在安卓專(zhuān)屬的、源于 Linux 的安卓通用內核（ACK）中正式支持 RISC-V，之后卻取消了對 ACK 的支持，這對該架構來(lái)說(shuō)是一次重大挫折。

盡管如此，谷歌表示仍致力于 RISC-V，并計劃在未來(lái)加強支持。當時(shí)谷歌向安卓權威（Android Authority）表示：「安卓將繼續支持 RISC-V。由于迭代速度很快，我們還沒(méi)準備好為所有廠(chǎng)商提供一個(gè)統一支持的鏡像。此次系列補丁移除了安卓通用內核鏡像（GKI）中的 RISC-V 支持?！?/p>

在此之前，人們曾希望制造商們能考慮使用基于 RISC-V 指令集架構（ISA）的片上系統來(lái)打造安卓設備。從 ACK 中移除 RISC-V 支持并不意味著(zhù) RISC-V 無(wú)法運行安卓系統，而是意味著(zhù)任何打算走這條路的制造商都得自行開(kāi)展大量的編碼工作。

谷歌在安卓平臺上對 RISC-V 的暫時(shí)退縮，很好地說(shuō)明了一種新架構在邁向主流道路上所面臨的基本障礙——缺乏成熟且統一的生態(tài)系統。大多數人都熟悉 Arm 生態(tài)系統，高通目前正憑借 Windows on Arm 設備在筆記本電腦市場(chǎng)有所作為，而且 Arm 在移動(dòng)生態(tài)系統中已站穩腳跟，像聯(lián)發(fā)科等公司就在其旗艦手機中充分利用了這一架構。但 RISC-V 可能在其中處于何種位置呢？

谷歌在安卓平臺上對 RISC-V 的退縮鮮明地提醒人們，即便擁有開(kāi)源架構以及它為設計師和開(kāi)發(fā)者帶來(lái)的靈活性（無(wú)需支付授權費用），僅憑這些本身并不足以讓 RISC-V 成為市場(chǎng)上可行的前端主流產(chǎn)品。

但盡管遭遇諸多挫折，RISC-V 仍持續吸引著(zhù)各方關(guān)注，尤其是那些希望減少對專(zhuān)有解決方案依賴(lài)來(lái)為其設備提供動(dòng)力的公司。

中國因素

鑒于圍繞中國的諸多地緣政治問(wèn)題以及中國對自主研發(fā)、國產(chǎn)技術(shù)的追求，中國政府已大力投資 RISC-V 架構，將其作為避免依賴(lài)外國架構和技術(shù)的戰略解決方案的一部分。

諸如龍芯這樣的中國芯片設計公司，已利用該指令集架構打造出基于 RISC-V 的系統，并應用于中國的學(xué)校。另一個(gè)關(guān)鍵例子是阿里巴巴，它計劃在其云服務(wù)器中使用 RISC-V 架構。

所有這些都引起了美國政府的關(guān)注，自 2023 年起，美國政府一直在考慮議員們提出的要求，即加大中國在其設計中應用 RISC-V 指令集架構的難度。

當時(shí)，RISC-V 國際組織就美國政府可能采取的限制準入舉措發(fā)聲，時(shí)任首席執行官卡莉斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）表示，這可能會(huì )導致標準出現分歧，形成「一個(gè)充斥著(zhù)不兼容解決方案的世界」。

確實(shí)如此。對于 RISC-V 這樣一種架構而言，要想打入主流設備領(lǐng)域，不能僅僅依靠創(chuàng )新——它必須創(chuàng )建一個(gè)能夠吸引芯片制造商以及設備制造商的生態(tài)系統，要讓他們放心地使用 RISC-V 內核來(lái)制造設備，并且知道相應的應用程序和支持都已到位。Arm 和 x86 生態(tài)系統都花費了數十年時(shí)間打造出如今的局面，構建了各種工具和庫，并為開(kāi)發(fā)者在這些架構上創(chuàng )建應用程序提供支持。歸根結底：要讓終端用戶(hù)用得順暢。

這或許是 RISC-V 以及整個(gè)架構面臨的最棘手問(wèn)題之一：軟件兼容性。雖然 Arm 和 x86 生態(tài)系統都得到了廣泛支持，但 RISC-V 卻并非如此。

必須要有標準

今年 10 月，RISC-V 迎來(lái)了一個(gè)重大時(shí)刻，當時(shí) RVA23 配置文件獲得批準。它基本上列出了一套統一的指令集架構擴展，軟件開(kāi)發(fā)人員可以依靠并利用這些擴展在 RISC-V 架構上創(chuàng )建兼容的軟件。它不僅帶來(lái)了諸如向量運算、浮點(diǎn)運算和原子指令等功能，還為 RISC-V 在人工智能和機器學(xué)習工作負載方面提供了急需的支持。

總體而言，RVA23 配置文件的批準為這個(gè)一直試圖嶄露頭角卻未能如愿的架構帶來(lái)了急需的一致性。

盡管取得了進(jìn)展，但這只是解決該架構長(cháng)期以來(lái)面臨的更廣泛軟件兼容性難題的第一步。要讓 RISC-V 在主流市場(chǎng)開(kāi)始嶄露頭角，真正需要做的是讓開(kāi)發(fā)者進(jìn)行編碼，使其在 RISC-V 上的運行效果能與在其他生態(tài)系統上一樣。

要說(shuō)服開(kāi)發(fā)者（以及設備制造商）采用 RISC-V 架構并開(kāi)發(fā)應用程序、制造設備，絕非易事。

手機和個(gè)人電腦領(lǐng)域

RISC-V 面臨的另一個(gè)主要挑戰是當前的市場(chǎng)格局，尤其是移動(dòng)市場(chǎng)。Arm 在智能手機市場(chǎng)占據很大份額，這里甚至都還沒(méi)算上蘋(píng)果在該領(lǐng)域的主導地位?；旧厦靠钇炫炛悄苁謾C都以某種形式運行在 Arm 內核上，而且每個(gè)開(kāi)發(fā)工具鏈都針對 Arm 進(jìn)行了優(yōu)化。要打入這個(gè)市場(chǎng)將是一項艱巨的任務(wù)。

再看個(gè)人電腦市場(chǎng)，該市場(chǎng)由 x86 主導，AMD 和英特爾幾乎占據了全部市場(chǎng)份額；即便有微軟的支持，高通近期推動(dòng)的 Windows on Arm 也尚未站穩腳跟。對于 RISC-V 來(lái)說(shuō)，即便只是考慮進(jìn)入個(gè)人電腦市場(chǎng)，它不僅要展現出與 x86 現有產(chǎn)品相當的可行且有競爭力的性能，還必須具備目前所欠缺的開(kāi)發(fā)者支持。

RISC-V 面臨的現實(shí)情況是，即便有政府支持以及一些特定的應用場(chǎng)景，它與 Arm 和 x86 相比仍有很大差距需要彌補。

RISC-V 要打入主流并非一朝一夕之功，也不會(huì )很快實(shí)現。

或許最重要的問(wèn)題在于，RISC-V 能否在未來(lái)五年內足夠迅速地縮小與競爭對手的差距。像 MIPS 和 SiFive 等公司在嵌入式系統、設備、網(wǎng)絡(luò )、片上系統等領(lǐng)域依賴(lài) RISC-V 指令集架構，這算是一個(gè)良好的開(kāi)端。

但感覺(jué)我們似乎仍在等待 RISC-V 超越其競爭對手的那個(gè)突破性時(shí)刻。就目前而言，它仍是一種充滿(mǎn)希望的開(kāi)源免版稅架構。新任首席執行官需要發(fā)力，確保開(kāi)發(fā)者和制造商在未來(lái)的設備中選用 RISC-V 的指令集架構。

在卸任時(shí)，雷德蒙德指出，在她任職期間，該組織的成員數量從 236 個(gè)增長(cháng)到了 70 個(gè)國家的 4600 多個(gè)，其行業(yè)應用「在汽車(chē)、人工智能、高性能計算以及嵌入式系統領(lǐng)域加速發(fā)展。如今已有超過(guò) 20 億個(gè)片上系統采用了 RISC-V 架構，預計到 2031 年這一數字將達到 200 億，RISC-V 的影響力不容置疑」。

她還補充道：「在技術(shù)方面，我們已經(jīng)批準了 68 項新規范，將工作組數量擴充到 80 多個(gè)，并且通過(guò)工具、協(xié)作以及全球操作系統的采用推動(dòng)了軟件生態(tài)系統的發(fā)展?！?/p>

RISC-V 的支持者們頗為樂(lè )觀(guān)地表示，他們滿(mǎn)心期待最近「卸任」的英特爾前首席執行官帕特?基辛格（Pat Gelsinger）可能會(huì )對此感興趣，不過(guò)目前還沒(méi)有跡象顯示這位曾負責 IBM Z / 架構的前高管會(huì )成為繼任者。