RISC-V急需在自主IP與商業可持續基礎上尋求破局

RISC-V是硬件領域最近幾年非?；鸨脑掝}，聚焦在它身上的兩個重量級關鍵詞分別是開源處理器架構和免費。不過相比于沸沸揚揚的輿論關注，在技術和產品方面更需要考慮的是未來的商用前景。

畢竟開源軟件的影響力和產業破壞力早就深入人心，看看GitHub的火爆和Linux的廣泛應用。但硬件畢竟不是軟件，軟件可以有諸多方式為開發者實現盈利，甚至也許開發者只需要“社區留名”都足夠支持他們全情投入開發，但硬件要盈利似乎只有“自古華山一條路”，那就是大量出貨。這點從開源硬件的概念流行了十幾年卻始終缺少爆款應用就能感受出軟件和硬件盈利的區別，不管是Arduino還是樹莓派，都是靠著龐大的銷量才被人廣泛推崇。

盈利是每個開發者選擇RISC-V作為架構設計處理器的基本出發點，對RISC-V產業鏈的參與企業來說，首要任務是把應用市場做大以提升出貨量，雖然RISC-V架構產品已經出貨超百億，但現在從RISC-V產業鏈實現盈利的還是鳳毛麟角。這也是RISC-V產業鏈比較尷尬的現狀。究其原因，相比于開源軟件的即用性和短鏈條，開源架構并不能直接被芯片設計者免費使用，這并不是否定它的開源架構特性，因為從架構到芯片中間還需要多個環節的商業化進程，才能確保最終芯片可以具有商業價值。完善RISC-V產業鏈的各個環節，讓開源架構真正滿足商用芯片的要求，就成為RISC-V架構從口碑走向銷量的關鍵節點。作為全球最活躍的RISC-V市場，中國廠商需要在RISC-V內核商業化進程的產業鏈節點塑造環節處于領先位置。

從處理器架構到處理器IP內核是第一個商用進程節點，開發軟件和工具集是第二個商用進程節點。這兩個商用進程節點正是曾經MIPS和Arm兩個RISC指令集應用最廣泛架構IP的成功基礎。雖然是開源架構，但未來RISC-V領域同樣需要幾家類似于現在Arm這樣的角色來推動整個RISC-V生態的穩定發展。畢竟RISC-V生態的繁榮，對于每一家致力于提供RISC-V架構芯片的企業來說都是利大于弊的局面，而要實現一個廣泛應用的處理器生態，僅僅靠一個開源架構和開源組織是不夠的，一款現階段商用微處理器或處理器涉及的研發、工具、流片封裝和測試驗證等費用就是千萬美元級別起步的投入，這種情況下架構到內核過程有一點問題可能導致全部投入打水漂。

首先明確一點是，因為開源架構只是開源指令集這些東西，成熟的處理器IP核包括的可不止指令集，相比于目前市場上能夠成熟商用的類似Arm內核的這樣的成熟商用IP還需要在開源指令集的基礎上通過二次開發形成一個處理器內核的完整方案。這個商用化進程需要非常強的設計能力和產業鏈協調溝通能力，一個最典型的標準就是你的處理器IP是否可以被客戶直接拿去代工廠生產。套用到Arm的商業模式，這部分就相當于拿到Arm架構授權開發處理器的那些客戶。用個形象例子來對比，免費的RISC-V開源指令集相當于一個家具的圖紙，距離家具還有很長的距離。那么現在市面上的Arm核IP就相當于待安裝的各個家具模塊，設計者只需要將家具模塊按一定要求進行搭配就可以組建成功，從圖紙到家具拼裝前的模塊同樣需要家具工廠的設計和生產。針對Arm架構現在的開發情況，除了部分服務器處理器廠商和蘋果之外，在移動端和物聯網應用的處理器廠商已經不得不選擇公版Arm核基礎上直接開發了，沒辦法Arm的TCS和Neoverse CSS的性能提升速度似乎遠超自行開發架構的客戶們。因此，除非是擁有強大的處理器設計和生產協調能力的廠商，大部分RISC-V的用戶必然只能選擇成熟的商用內核，因為這種商業模式才是最容易實現整個產業鏈價值最大化的模式，更是能夠簡化RISC-V進程的最佳商業生態。目前國內主要的幾個RISC-V內核供應商包括玄鐵、賽昉和芯來等，國際上也有不少廠商提供RISC-V商用級內核的企業。在這些企業研發過程中，將架構內核化的廠商看似沒有任何實際硬件的交付，但他們完成了RISC-V芯片設計過程的一大半任務。這意味著開源架構并不等于免費使用的架構，只不過不會有人追溯你的RISC-V內核IP供應商的版權問題罷了，比如你從玄鐵這里買到的RISC-V內核IP不用再擔心遇到內核相關的IP糾紛。

很多人可能會看輕這一步的價值，或者因為這個環節讓RISC-V不再免費而唾棄其讓RISC-V失去了開源架構的活力。還是那句話，硬件就是硬件，跟開源軟件是兩個完全不同的概念。如果沒有這些從架構到內核廠商的努力，那估計RISC-V架構將會是極少數擁有超強設計能力巨頭們的禁臠。就像Arm架構如果沒有成熟的內核提供，現在99.9%的Arm核用戶都沒能力將Arm架構直接設計成處理器產品，Arm生態估計也早就枯萎了。還需要考慮的是處理器安全問題，硬件安全一直是凌駕在軟件安全之上更貼近最終安全的功能，商用芯片在設計之初不可能忽視內核安全問題。內核IP廠商提供的商用IP都是解決了最基本的硬件安全問題，這種成熟的商用IP模式是RISC-V內核快速普及的最理想選擇。

成熟商用IP內核之后要解決的問題是生態和開發工具問題，生態系統的搭建，是當下硬件市場最好的推廣方式，同時也是最直接的護城河。RISC-V內核本身的性能可以根據實際需要有彈性的開發，類似于同樣基于Arm的V8架構，既可以開發出M23這樣的低功耗內核，也可以開發出A77這種媲美桌面處理器的大核。因此，對RISC-V來說，最大的優勢就是可以實現從硬件架構層面滿足廣泛的應用需求，從而構建一個從云到端的硬件生態，進而衍生到類似的開發軟件生態。只不過，相比于擁有成熟運作公司的Arm架構，RISC-V雖然有基金會和各種開源組織在貢獻生態開發資源，但系統性的各類開發工具依然是RISC-V現在的短板，這帶來的結果就是雖然號稱百億出貨量，但實際上七成RISC-V產品都是面向定制化應用開發即交給系統級廠商的芯片設計公司（團隊）或特定應用領域，并不能作為完全通用的產品提供給第三方開發者，這一點倒是很像開源應用的先鋒Linux。

因此，RISC-V在擁有多家成熟的IP內核提供商之后就需要各個廠商共同努力去完善整個生態的開發工具鏈，這方面反倒是開源架構最值得利用的優勢。不光借助商業公司貢獻的軟件和開發工具，更可以充分發揮開源社區和開發者的積極性和榮譽感，只是這個過程需要更好地引導和嚴格的準入規則，避免一些開發工具拖累整個生態的后腿。商業可持續性與優秀的生態系統和開發工具是相輔相成的，特別是對很多開源開發者來說，充分的商業應用前景和應用未來是他們開發優秀軟件工具的最佳動力源泉，而優秀的開發工具又是RISC-V擴大應用范圍的最好助力，開源架構恰好能夠給所有開發者了解最基礎硬件邏輯的平等機會，這也是RISC-V架構應用前景被廣泛看好最重要的優勢。