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(nèi)核的微控制器GD32V發(fā)布會(huì)上，倪光院士認(rèn)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(gòu)存活了——Intel的X86架構(gòu)，和Arm架構(gòu)。

　　通常認(rèn)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(guó)的反壟斷法不允許把AMD消滅掉。X86因?yàn)樽龅迷纾袀鹘y(tǒng)的市場(chǎng)基礎(chǔ)，特別是有強(qiáng)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(gòu)會(huì)主導(dǎo)？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(shè)計(jì)公司中，大部分都是很小的公司——只有幾十個(gè)人，由于設(shè)計(jì)芯片的負(fù)擔(dān)比較重，因此只有少數(shù)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(fù)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(yīng)該是一個(gè)很好的創(chuàng)新點(diǎn)。

2 RISC-V的優(yōu)勢(shì)與短板

　　RISC-V的優(yōu)勢(shì)是自由、免費(fèi)，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(yán)格控制（嚴(yán)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(xiàn)在來(lái)看門(mén)檻很低，誰(shuí)都可以用，這非常有優(yōu)勢(shì)。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(xù)使一些內(nèi)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(zhàn)，即能不能在RISC-V發(fā)展之后共享一些經(jīng)驗(yàn)，防止碎片化。

3 RISC-V的應(yīng)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(tǒng)帶領(lǐng)整個(gè)生態(tài)軟件，所以比較保守地估計(jì)，RISC-V定位新的IoT（物聯(lián)網(wǎng)）、移動(dòng)、5G、邊緣計(jì)算等。

　　IoT等新興市場(chǎng)顯然很好，因?yàn)閷?duì)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(shù)據(jù)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(jī)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(shì)目前無(wú)法撼動(dòng)，因?yàn)榧僭O(shè)一種新技術(shù)能夠做到95%、96%的兼容沒(méi)有用，只要用戶發(fā)現(xiàn)手機(jī)上的某APP不能用，不會(huì)認(rèn)為是兼容的問(wèn)題，會(huì)認(rèn)為是手機(jī)壞了。這也是為何當(dāng)年英特爾投資上百億美元在手機(jī)市場(chǎng)沒(méi)做成的原因。

　　但是在X86統(tǒng)治的服務(wù)器領(lǐng)域，RISC-V還是有機(jī)會(huì)的。Arm架構(gòu)現(xiàn)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(tǒng)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(jù)測(cè)試結(jié)果，基于Arm64位CPU的功耗相當(dāng)于X86的2/3，可見(jiàn)有功耗優(yōu)勢(shì)。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(qiáng)話語(yǔ)權(quán)

　　我們希望今后增強(qiáng)自己的話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)有那么多企業(yè)，今后中國(guó)的RISC-V基金會(huì)是不是可以介入，增加我們的話語(yǔ)權(quán)？美國(guó)出口管制法理論上可以加到代碼托管平臺(tái)上，下載和上傳代碼也是屬于美國(guó)出口管的范圍，這很麻煩。因此，相信中國(guó)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(guó)有很多組織，除了倪院士所在的中國(guó)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(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以及其他聯(lián)盟。希望大家加強(qiáng)合作，把RISC-V在中國(guó)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(xiàn)已流行的兩種架構(gòu)短期之內(nèi)沒(méi)有問(wèn)題，X86和Arm若干年內(nèi)都會(huì)存在。但是對(duì)于我國(guó)，領(lǐng)導(dǎo)人多次強(qiáng)調(diào)：關(guān)鍵核心技術(shù)買(mǎi)不來(lái)。這句話是實(shí)踐反復(fù)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(xiàn)在毫無(wú)疑問(wèn)，服務(wù)器也是不錯(cuò)的，但是我們沒(méi)有授權(quán)。同樣，Arm也是非常流行的，目前我們能同步得到內(nèi)核授權(quán)，海思和飛騰等都是買(mǎi)的終身架構(gòu)授權(quán)。因?yàn)橛绣X(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(guó)目前的說(shuō)法，含有美國(guó)技術(shù)的成分超過(guò)25%，按照美國(guó)產(chǎn)品管轄就可以制裁?，F(xiàn)在華為海思和飛騰用的Arm技術(shù)都不會(huì)受影響，因?yàn)檫@是終身可用的架構(gòu)授權(quán)，但是未來(lái)不清楚會(huì)怎么樣。

　　中國(guó)那么大，一方面正在現(xiàn)有的X86和Arm生態(tài)上繼續(xù)發(fā)展；另一方面，中國(guó)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(cè)評(píng)可望滿足要求（如表1）。軟件如果都掌握的話，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——形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

　　希望大家共同努力，在中國(guó)首先實(shí)現(xiàn)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。