在2022年就實現了百億顆出貨量的RISC-V似乎還在以更加迅猛的增速疾行。
在6月底召開的“2023 SiFive RISC-V 中國技術論壇”深圳站活動上,RISC-V技術發明者之一、SiFive聯合創始人兼首席架構師Krste Asanovic教授毫不避諱地表達了對RISC-V未來發展的極大信心——
“未來兩到三年內,RISC-V將突破性能水平或應用領域的限制,將很快超越所有其他架構!”
空口無憑,RISC-V的出貨量數據更是力證了其不容小覷的發展前景。根據RISC-V基金會的數據,2022年采用RISC-V芯片架構的處理器核已出貨100億顆,其中一半來自中國。
另外,據其預測,到2025年RISC-V架構的處理器核的出貨量將突破800億顆。而在2021年時,RISC-V中國峰會對這一數據的預期為600億顆,可見其增長速度遠超預期。
那么,生于2010年的RISC-V究竟能否沖擊x86與ARM架構呢?占據一半出貨量的中國市場發展如何呢?
劍指800億出貨量,底氣何來?
眾所周知,指令集作為軟件與硬件之間溝通的“翻譯官”,是芯片產業中不可或缺的基礎部分。
PC時代,x86私有指令集下的“Wintel”聯盟迅速發展,微軟市值一度高達20000億美元;移動終端時代,ARM私有指令集下的AA聯盟迅速崛起,Google市值達到驚人的16000億美元。
而當時間來到物聯網時代,其背后所蘊含的更大發展空間自然也為RISC-V的成長提供了充足的養分。
2010年誕生的RISC-V精簡指令集架構,憑借開源、簡潔、模塊化、可擴展的技術優勢,被視作掘金物聯網產業的關鍵。隨著RISC-V的應用深化,甚至在業內開始流行一種說法,RISC-V將與x86架構、ARM架構一道,在市場上形成“三足鼎立”的態勢。
時至今日,突破百億的出貨量也的確印證了RISC-V有進入“角斗場”的資格。
雖然業內也有人認為Krste Asanovic教授所提出的“很快超越所有其他架構”的表述稍顯冒進,但其實也并不是空穴來風。
在RISC-V完成100億內核出貨量時曾有數據指出,ARM架構用了17年完成了這一里程碑,RISC-V只用了12年。從這個角度來看,RISC-V的發展速度大概是ARM架構的1.5倍左右。
而RISC-V對x86架構的沖擊,我們從英特爾的反應就可以看出來,該公司已經大力投資開發各種基于RISC-V架構的芯片。
當然,我們也不能小瞧了ARM和x86架構,其經歷了PC時代與移動互聯網時代,均已經在不同領域內站穩腳跟,也在保持著增長。只不過,在更廣闊的物聯網時代,RISC-V憑借開源開放以及彈性、可定制化的優勢也逐漸脫穎而出。
首先,完全開源一直是RISC-V為業界稱贊的顯著特點。RISC-V采用BSD協議,允許用戶自由地使用、修改源代碼,可以自行選擇是將修改后的代碼作為開源使用還是專有軟件來實現產品的差異化。這種開源但不閉流的規則,不僅為企業節省了一大筆基礎成本,更為實現其產品豐富創新提供了有力支撐。
更重要的是,疊加國際環境等外部因素的變化,國產化、自主可控提上日程,導致國內玩家急需不受壟斷制約、具有供應鏈安全優勢的技術,來推動國內相關產業的發展。所以,開源架構的RISC-V備受中國企業的廣泛關注。有相關數據顯示,中國目前有300家以上公司在關注RISC-V或以RISC-V指令集進行開發。
其次,物聯網的典型挑戰和特征在于碎片化、個性化、差異化,而RISC-V則能夠根據特定應用場景對指令集進行擴展、裁減、修改和定制。
RISC-V包含基本指令集、可選指令集、用戶指令和特權指令。基本指令集是任何使用RISC-V的公司或個人都必須做到的,可選指令集給予使用者選擇空間,用戶和特權指令集則可以根據應用場景的需求增加。
此外,RISC-V自身模塊化的另一個優點是可以輕松實現指令集和微架構松耦合,使得微架構設計上的自由度更大。
正是因為RISC-V提供可拓展的指令集,也讓RISC-V具備了非常重要的“彈性”。
另外還值得注意的是,RISC-V是由非盈利的會員制組織RISC-V基金會推動的。不論基金會的發展還是指令集標準的演進推廣都由會員做主。
圖:RISC-V生態圈迅速崛起,來源:SiFive
正如Krste Asanovi?所言,RISC-V與x86、Arm最大不同之處在于不受任何一家企業主導。使用RISC-V架構的芯片設計企業擁有更獨立的主導權。遇到一個新機遇市場如汽車、AI等,全部軟件都需要改時,很適合采用RISC-V。
同時,RISC-V國際基金會還通過設定規范,進行兼容性測試、對通過者發布證書,來保障RISC-V生態的健康環境。
中國正在成為RISC-V的主戰場
正如開篇所講,在RISC-V芯片出貨100億顆的成績中,有50%由中國市場貢獻。尤其是在國內集成電路產業發展的關鍵時刻,中國對于RISC-V架構的需求確實尤為迫切。
中國工程院院士倪光南曾表示,“RISC-V是中國CPU領域最受歡迎的架構。中國芯片產業和整個芯片生態將會越來越多地聚焦于RISC-V架構,中國的巨大市場將成為支撐RISC-V的重要基地。”
同樣地,RISC-V國際基金會應該也看到了中國市場的潛能。因此在2020年3月將總部位于美國的芯片技術非營利組織RISC-V基金會正式遷移至瑞士。
RISC-V基金會首席執行官Calista Redmond稱:“基于持續保證對開源技術和軟件的支持以及規避可能帶來的政治風險等諸多因素的綜合考量,決定選擇將基金會總部搬遷到瑞士。”
將目光拉回到國內市場。早在2018年,中國RISC-V產業聯盟(CRVIC聯盟)和中國開放指令生態系統(RISC-V)聯盟便相繼成立。
同時,上海市經信委發布的《上海市經濟信息化委關于開展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產業發展專項資金(集成電路和電子信息制造領域)項目申報工作的通知》中,也包含了基于RISC-V指令集架構的處理器芯片方向,成為國內首個支持RISC-V研發的相關政策。
在產業端,阿里平頭哥、華為、中科院等也早就開始了RISC-V的相關布局。
其中,阿里平頭哥基于RISC-V架構設計的64位服務器級處理器“玄鐵”系列已廣泛應用于智能手機、功率管理以及人工智能等領域。
華為海思也2021年底發布了首款商用級別的RISC-V架構CPU,并基于此打造了高清電視芯片Hi373V110。
中科院團隊在2021年6月公布了國產開源高性能RISC-V處理器核心“香山”。今年6月,中科院發布了第二代“香山”開源高性能RISC-V核心。
此外,我國運營商也在RISC-V上積極布局。
中國聯通于今年3月正式加入了CRVIC聯盟,并宣布將攜手RISC-V領域重點企業、科研院所等產業鏈合作伙伴,共同繪制中國RISC-V技術及產業發展藍圖,在RISC-V國際標準制定、共性技術攻關、知識產權合作機制建立等方面深耕。
去年3月,中國移動OenOS物聯網操作系統也宣布加入CRVIC聯盟。此外,在同年12月的2022中國移動全球合作伙伴大會上,中國移動旗下芯片公司芯昇科技有限公司就發布了兩款RISC-V內核物聯網通信芯片。
寫在最后
從國內市場的積極布局便可以窺探出開源的RISC-V在當下的緊張氛圍中對于中國芯片市場的重要性。同樣地,占據一半出貨量的中國市場所帶來的強烈需求也將成為RISC-V發展的重要驅動力之一。甚至而言,作為全球最大的物聯網市場,中國可以說是RISC-V最容易落地和發展的地方。
盡管誕生僅13年、尚且“年輕”的RISC-V還處于發展的早期階段,但其背后的發展前景有目共睹,我們不妨拭目以待。
參考資料:
1.《出貨超百億,RISC-V成為“脫鉤”博弈下的籌碼?》,物聯傳媒
2.《專家:RISC-V沒有性能天花板,2025年前后將超過x86和ARM》,電子發燒友網
3.《中國聯通高調入局RISC-V!為5G RedCap等終端國產化鋪路》,物聯網智庫
4.《RISC-V成“垂直半導體”時代必選項!近2500人共同關注SiFive中國技術論壇》, SiFive Inc.