Arm和AMD“熄火”后，高通大力投入的RISC-V能否给华为托底？

孔明

对于想要破局的国内科技公司来说，积极发挥对这一架构的影响，依托市场走势去做深入改进以使其找到自己独有的应用方向，或是更加需要考虑的事。
继Arm、AMD与华为相继终止合作的消息之后，高通最近宣布加大投入RISC-V，这一连串的事件免不了又让大家回过头去看看RISC-V，这个火了很久的技术架构成长得怎么样了。

对于这项“网红”技术，很多人认为它是能够对Arm构成威胁，甚至是在未来替代Arm架构的唯一一项技术。但在替代性这一话题上，业内人争论颇多。比较客观的评价是，终端公司的产品需求涵盖很多方面，有些用Arm比较合适，但是也有很多方面用RISC-V很合适。言下之意，Arm和RISC-V之间虽可以相互“替代”，它们在技术及应用上还是有着显著不同的优势差异。

因刚刚成长起来，RISC-V基金会成员曾公开表示，他们的初衷就是希望RISC-V能够始终像一张白纸，任由技术人员在其上创新发挥，而不要成长为任何公司或者细分领域的特定架构工具。但市场对它的反应却已经反映出事实远非如此简单——Arm对其有所“忌惮”，它的出现又被认为是国内处理器产业的一次难得机遇。显然，市场与战略层面的发展已经把这项技术推进了“漩涡”之中。

在当下，长期受芯片制造商、工具供应商、学术界和代工厂的支持与关注，RISC-V已经于无形中影响到了产业的发展与布局。因此，热衷于RISC-V技术的中国科技公司们应当在建设架构生态上履行怎样的责任，这也是更加值得去考虑的事情。

立足物联网芯片，RISC-V架构遍地开花

首先，我们来看一下对技术发展影响最为深远的因素：市场。从场景角度去看，目前在国内最常见到RISC-V架构的领域中，物联网芯片居多。

阿里旗下的平头哥半导体就是这一架构的最大支持者之一。去年9月，在云栖大会上，阿里宣布成立平头哥半导体之际，就直言其将首先面向物联网领域做平台产品及IP授权业务。不到一年，在平头哥已经布局的产品线中，包括基于不同流水研发而出的CK902、CK905等一系列产品，还有应用在不同方向CK802、CK805等系列产品，其都是采用最新开源架构RISC-V，这为国内物联网平台的建设奠定了一定的基调。

除了平头哥，华米科技基于RISC-V开发的号称全球智能穿戴领域第一颗人工智能芯片——黄山1号也被业内认为是一个将RISC-V应用在人工智能与物联网领域的关键案例，其应用在可穿戴设备上可实现对本地端心率、心电等心脏问题进行24小时低功耗实时监测分析，性能表现也是十分理想。

此外，还有包括乐鑫、芯来科技、核芯互联等物联网芯片领域的初创公司都已有相关项目在推进和落实中，虽尚未形成大势，国内RISC-V架构发展总体上呈现一片欣欣向荣。

去年九月份，为了进一步促进整个RISC-V生态的建设，除了上述公司，芯原控股、上海赛昉科技（SiFive China）、北京君正、兆易创新、致象尔微电子、时芯电子、紫光展锐、地平线、晶晨半导体、华大半导体、格易电子、上海高性能集成电路设计中心、上海集成电路行业协会、上海物联网行业协会等单位一起发起的中国RISC-V产业联盟宣布正式成立。随后，上海市政府更是通过政策上的直接支持来推动这一技术的发展。

星星之火，可以燎原。无论是产业界的极力推动，还是政策上的各项利好，RISC-V架构都已经发展成为不可忽视的一项技术。

为什么RSIC-V会首先在国内爆发？

正如上文所描述的，国外除了SiFive在基于RISC-V架构做商业化处理器核心IP外，很少有公司如中国科技公司们这般热情高涨，国际巨头们大部分对此还处于观望态度，因此甚至对中国科技公司在RISC-V生态建设上的极大兴趣感到有些意外。

不同于占据主流市场的Arm与x86架构，RISC-V是一个全新的指令集架构，其由美国加州大学伯克利分校的EECS部门的计算机科学部门的Krste Asanovic教授、Andrew Waterman和Yunsup Lee等开发人员开发。它并非国家意志的产物，仅仅是加州大学伯克利分校的一项课题研究产物。

在2010年，伯克利研究团队要设计一款CPU，然而当时英特尔对x86的授权卡的很死，ARM的指令集授权又非常贵，且MIPS还没被Imagination收购，SPARC还没有被甲骨文放弃，IBM也还没有搞Open Power。这样一来，伯克利研究团队的选择仅限于DEC那个已经销声匿迹的Alhpa、惠普自己都放弃了的PA-RISC，以及连英特尔都推不动的安腾。在四面楚歌的情形之下，伯克利研究团队魄力十足，直接花了三个月从零开始设计一套全新的指令集，并最终选择了开源。

出乎大家意料的是，这一架构一开源后就受到了广泛的关注和认可，其设计的简洁和架构的先进性得到诸多科技公司站队。不久之后，RISC-V吸引了中国科技企业的目光，尤其是在国内半导体行业处在高速发展和迫切需要先进技术的历史发展环境之中，它因此得到了产业界有力的推动。因此仅仅几年，RISC-V就发展为业内不容忽视的一颗“新星”。

在过去，国内科技公司普遍采用的是非常老的8051内核或主流的ARM内核。但前者没有标准，用户体验差；后者的授权费十分高昂。性能、授权费这些问题束缚了整个行业的爆发，有需求有市场却没有一款可以替代Arm或者x86的技术选择，RISC-V的出现就显得刚刚好。

不难理解，除了自主设计要求，上亿元人民币的授权费虽对华为这样的大公司并不算什么，但对创业公司来说，这不是一笔小的数目。而今，国内市场却是创业公司居多，因此大力发展和尽可能使用RISC-V成为诸多科技初创公司的共识。而随着全球半导体产业向国内的转移，整个行业的蓬勃发展对国内半导体产业链各个环节的自主性要求愈发之高，因此RISC-V与现在中国的芯片市场发展碰撞出火花也在情理之中。

改变计算平台芯片的设计生态

当然，能够吸引整个市场的关注，类似于彼时的Arm架构和x86架构，RISC-V本身在技术上的特点一定是能够解决新兴行业衍生的需求。

孔明

因随着人工智能与物联网的发展，类似于x86架构在服务器市场面临的诸多无力感，在移动端市场中，Arm架构也开始展现出自己的明显局限性，如它无法灵活应对现在各类终端的需求。而作为刚刚诞生的架构，RISC-V的设计就可以弥补这一点，因此它也常常被业内认为是未来打破整个市场格局的核心利器。

其实，RISC-V一出生就并不平凡。据悉，伯克利创业团队在设计RISC-V时就希望这款架构能够满足从微控处理器到超级计算机等各种复杂程度的处理器需求，支持从FPGA、ASIC乃至未来器件等多种实现方式，同时能够高效地实现各种微结构，支持大量定制与加速功能，并与现有软件及编程语言良好适配。

简言之，就是兼具Arm与x86等架构的功能。

从性能上来看，相比Intel X86和Arm架构，RISC-V的优势明显：架构的篇幅很短，不用背负向后兼容的历史包袱；模块化的灵活设计，可根据特定应用场景对指令集进行裁剪或修改；支持可扩展定制指令；硬件设计与编译器实现起来非常简单。

不得不说，RISC-V是一种很灵活的架构，因为它可以根据不同的市场类型，开发出不同的芯片，这格外适合现在的物联网和人工智能芯片发展的需求。而这一优点也是包括x86与ARM在内的市面上所有架构所不具备的。

以ARM的架构为例，ARM的架构分为A、R和M三个系列，分别针对于Application（应用操作系统）、Real-Time（实时）和Embedded（嵌入式）三个领域，彼此之间并不兼容。但是模块化的RISC-V架构能够使得用户能够灵活选择不同的模块组合，以满足不同的应用场景，可以说是“老少咸宜”。譬如针对于小面积低功耗嵌入式场景，用户可以选择RV32IC组合的指令集，仅使用Machine Mode（机器模式）；而高性能应用操作系统场景则可以选择如RV32IMFDC的指令集，使用Machine Mode（机器模式）与User Mode（用户模式）两种模式。而他们共同的部分则可以相互兼容。

在市面上，Arm，MIPS，Synopsys（ARC）和Cadence（Tensilica）已成功推广了自己的ISA，以及一整套工具和软件，但他们不鼓励开放扩展这些架构。而RISC-V的设计是为了进行扩展，这无疑会集聚产业力量，同时也改变了各领域计算平台芯片的设计生态。

由“技术选择”转向“行业翘楚”，尤难

目前，在国内市场的大力推动和带动下，台湾地区也在2019年3月正式成立台湾RISC-V 产业联盟，由台湾物联网产业技术协会（TwIoTA）理事长黄崇仁主力推动。


同时，也有越来越多科技企业加入这一阵营，RISC-V基金会已经有包括IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、特斯拉、华为、中天微、阿里、中科院计算所等国内外150多家企业与科研机构。

不过尽管有市场的驱动，现在尚不能说RISC-V就一定前途无量。市场的长期投入与技术本身的潜力关系密切，因此整个国内市场对这项技术的信心依赖RSIC-V自身的发展，而这里面国内科技公司参与者的努力不可忽视。

但RSIC-V需要走的路远比我们想象的要艰难，且不说整个生态上的不完善，对基于该技术拓宽后的验证，如何解决设计异构系统时面临的软件挑战，如何模拟和调试系统，如何解决其应用到端-边缘-云中的安全隐患和管理等都是摆在面前的问题。

因此目前整体的情形是科技巨头还在观望，真正宣布基于RISC-V指令集开发IP核的企业仍是凤毛麟角。而且RISC-V完全开源，允许商业公司私自添加指令很容易导致RISC-V碎片化。这样一来，无法统一的生态就会导致高通、华为开发出的RISC-V处理器虽都属于RISC-V，但却不能跑同样一套软件的窘境。

正如当时x86与Arm能够一举拿下市场，资源的集聚有利于形成生态，这是毋庸置疑的。如果无法解决这个问题，恐怕RISC-V很难成长到能与x86和ARM争雄的水平。

从移动端中来，向何处去？

对于RISC-V，在华为事件的影响下，业内多认为它是替代Arm的最佳选择，但也有诸多技术爱好者表示希望它最终会找到自己的位置。

重新设计一套架构对技术研发人员来说并非一件难事，三个月开发出RISC-V就是证明。但考虑到RISC-V在国内外的影响力等因素，其实从更加开放的角度来看，国内工程师完全吃透RISC-V并用好这一工具，同样也是抬头向前，促进整个技术生态发展的适宜之举。

没有任何事物是完美的，同样，Arm和RISC-V都会有其局限性。而国内厂商的大力发展最终会把RISC-V带向何方，也确实难以预测。


未来，对于Arm来说，即便RISC-V能够成长到与之势均力敌，最坏的情况不过是尽可能开源，以钳制RISC-V对市场的渗透。因此，对于想要破局的国内科技公司来说，积极发挥对这一架构的影响，依托市场走势去做深入改进以使其找到自己独有的应用方向，或许是应有的发展之路。

来源：镁客网官方百家号