2018年10月20日 | 中国CPU实现自主可控的机会来了！RISC-V这关该如何把握

集微网消息（文/茅茅），2010年，由加州大学伯克利分校牵头创立的新型指令集RISC-V正式出现在大家的视野中。这个全新微处理器指令集架构（ISA）的“横空出世”，不仅在处理器架构市场掀起了一股热潮，甚至被认为可能打破处理器芯片被X86架构和Arm构架长期垄断的局面。

相比于X86和Arm这些主流架构严格的授权使用机制，RISC-V自创立之初就确定走开放、共享、安全的道路。目前，RISC-V生态体系正在全球范围内快速崛起，国内外已有近200多家企业、研究机构加入RISC-V基金会（2015年成立的非盈利性组织），并围绕RISC-V指令集标准开发IP核、芯片、系统、软件等，一个新的生态和产业链正在蓬勃发展。

当然，中国企业也不甘落后，并已开始在这一领域发力。近段时间，随着杭州中天微CK902、华米黄山1号芯片的相继推出，RISC-V不仅成为国内IC设计业的“宠儿”，也正在逐步走向商业化。

RISC-V顺势而生

众所周知，处理器芯片（CPU）是信息产业的基础，而指令集架构（ISA）则是处理器芯片的基础。从目前的CPU市场来看，服务器和PC领域几乎全部被X86架构（美国Intel公司）统治，而以智能手机和终端设备为代表的移动领域则几乎全部由Arm架构（日本Arm公司）垄断。

虽然过去也有诸如MIPS或IBM公司主导的PowerPC等架构设计，但规模均未像X86和Arm架构一样占据大部分处理器市场。然而，RISC-V架构自2010年出现以来，便凭借开源设计、极简、模块化、可扩展等优势吸引了众多关注，更是成为半导体产业及物联网、边缘计算等新兴应用领域的重要创新焦点。

纵观目前整个集成电路产业，随着摩尔定律的逐渐失效，增加晶体管的成本急剧升高。因此后摩尔时代为提升计算效率，需要基于特定领域进行软硬件的架构设计，让软硬件更加深度结合。也正因此，在AIoT（智能物联网）时代，芯片的出货量和移动互联网指数级增长类似，成本和差异化尤为重要的同时，也呈现出APP化的趋势。

芯来科技创始人胡振波先生认为，结合时代趋势，RISC-V的诞生是时代发展必然，即使没有RISC-V也会有其他全新的指令集诞生。“回顾IT发展史，不难看出其开放过程是逐步演进的，从IBM主机到处理器芯片再到IP以及最终的RISC-V指令集。也正因为每次的开放，都诞生了全新的技术突破，比如英特尔催生了PC，Arm和MIPS推动了移动互联网和嵌入式的爆发，而处理器领域RISC-V的诞生则可以将开放趋势进一步延伸。”

可以说，RISC-V架构是顺势而生。

中国企业开始发力RISC-V产业

那么，顺势而生的RISC-V又能为产业带来哪些变化呢？芯原控股有限公司创始人、董事长兼总裁戴伟民博士认为，RISC-V架构一方面将给物联网行业带来显著的灵活性和成本优势，另一方面将推动异构计算系统的迅速发展。

具体来看，首先在物联网行业，据相关数据显示，2017~2023年，物联网设备复合增速约20%，同时每个使用更多的CPU核；2015~2020年间，全球嵌入式CPU年均增速5%，而其中的物联网CPU复合年增长率高达32%。由于物联网场景需求碎片化和差异化的特性，这将给低功耗、低成本、定制化、可修改的RISC-V带来极大的市场需求。

其次在异构计算系统领域，随着互联网快速增长，数据体量急剧膨胀，数据中心对计算的需求迅猛上涨，并远远超出CPU的处理能力。除此之外，近几年半导体技术达到了物理极限，不仅电路越来越复杂，成本也越来越高。因此，解决的办法只有通过硬件加速，采用异构计算来提升处理性能。由于RISC-V的特性十分符合异构计算的发展需要，故可推动异构计算系统迅速发展。

正是因为看到RISC-V所带来的巨大市场机遇，2016年，印度成为第一个采用RISC-V作为国家ISA标准的国家；美国的DARPA（国防高级研究计划局）最近在向国会发出的安全呼吁提案中建议使用授权RISC-V；以色列创新管理局创建了RISC-VGenPro 孵化器.......

而与这些国家的积极布局不同的是，中国此前在RISC-V领域却一直处于观望状态。大陆某RISC-V科研机构曾接受集微网记者采访时忧心地表示，美国和台湾地区已有不少企业基于RISC-V开发出IP核甚至实现了商用，本土企业如果还处于观望阶段，若再等个几年，黄花菜都凉了。

直到今年，RISC-V才终于在国内获得越来越多的关注。随着杭州中天微CK902、华米黄山1号芯片的相继推出，意味着RISC-V正在国内逐步走向商业化。与此同时，9月20日于上海张江正式成立的“中国RISC-V产业联盟”，也突显出国内政府和企业对于RISC-V产业的极大重视。

中国发展RISC-V产业的意义

作为中国RISC-V产业联盟的首任理事长，戴伟民博士对于RISC-V产业在国内的发展有着自己独到的理解。在他看来，“RISC-V给中国产业带来的最大机遇是一个与全球一致的起跑线。”

戴伟民博士认为，就目前国内CPU产业现状来看，X86和Arm等包括IP授权或架构授权的模式，都呈现出繁荣的生态系统，然而中国自主可控的CPU生态系统却不够繁荣，这值得反思。因此，RISC-V是中国CPU实现自主可控，且同时繁荣的契机。

与此同时，芯来科技创始人胡振波也十分看好RISC-V在国内的发展。他强调，“RISC-V是一张纸，无以复加。它不仅是技术发展进程中的最后一次开放突破，也是本土IC产业振兴的最后一个时间窗口，同时也是处理器产业最后且最好的机会。”

胡振波认为，RISC-V对于中国IC产业的发展有着三大重要意义。其中，第一大意义是可以加强中国处理器IP话语权。虽然IP行业资金投入需求并不高，但因其技术壁垒高、回报周期长、处于行业最上游的特点一直远离大众视野，所以长久得不到重视。特别是最核心的处理器IP，中国本土几乎零产出。而RISC-V是中国处理器IP的一个好机会，能够帮助本土完善自主可控的产业生态；

第二大意义是可以推动创新与差异化。由于RISC-V的开放、简洁、可扩展，以及其更低的成本，十分利于本土产业推动产品创新和差异化；

第三大意义就是可以明显降低芯片研发成本。由于RISC-V开放的生态由社区共同建设完成，因此成本会被社区企业等均摊。而随着RISC-V生态逐渐成熟的过程中，使用RISC-V处理器内核的芯片研发成本会降低。

RISC-V将长期与X86、Arm并存

机遇的同时自然也面临着挑战。虽然RISC-V看似有相当大的发展空间，但实际上也有不少问题。例如强调完全开源的设计，让使用者可任意加上专属指令集，甚至选择将架构封闭或维持开源，这导致RISC-V架构发生与过往MIPS架构一样的问题，因为允许增加更多指令集，使得虽然都是以RISC-V架构设计，但可能无法共用相同指令集。

这也使得不少使用者对于RISC-V的完全开源特性持保留态度。但是，晶心科技总经理林志明却认为，开放的系统一定比封闭的系统优越。他以安卓为例称，安卓刚开始也面临着碎片化、群龙无首等诟病，但随着谷歌让安卓彻底开放之后，安卓在手机等智能终端领域得到了迅速发展。

林志明强调，“国际对开放系统有一套游戏规则，我们需要遵循，比如下载下来的IP，有哪些可以使用哪些可以保留。同样的，有所得就也要有所贡献，不能只下载不上传。我们应该学习安卓走过的路线，思考如何凝聚大家的力量与贡献？因为RISC-V联盟还有更大竞争者，那就是Arm。全球RISC-V联盟成员应该共同跨越障碍、共同成功。”

值得一提的是，君正集成电路董事长兼总经理刘强对于RISC-V架构的发展表现出极强的自信心，他认为，RISC-V架构一定会取得成功，未来一定是RISC-V、X86和Arm这三个架构并存的时代。其中X86仍将长期垄断PC市场，Arm则将垄断安卓市场，而剩下的市场就会全都是RISC-V。

而戴伟民博士对此也表示出相同的看法。他表示，RISC-V架构将长期与X86和Arm这两个主流架构并存，目前并不存在取代的可能。

毋庸置疑，短时间内RISC-V在国内的热潮不可能熄灭，反而只会愈演愈烈。截至目前，已经有包括紫光展锐、乐鑫、华米、君正等50家公司，复旦、交大、同济等近10家重点大学，华芯投资上海分公司和上海半导体产业投资基金等机构加入中国RISC-V产业联盟，可以看出国内企业和机构对于RISC-V产业的发展表现出积极的态度。当然，所有的成功都不可能一蹴而就，目前RISC-V产业仍处于刚起步阶段，未来要走的路还很长。