去年12月，騰訊公司宣布加入開源指令集標準RISC－V國際基金會。這是繼阿里巴巴、華為、紫光展銳、中興通訊、中科院等企業(yè)和機構之后，RISC－V陣營中再次迎來新的中國成員。

在剛剛過去的1月，谷歌安卓工程總監(jiān) Lars Bergstrom在RISC－V峰會上也表示，希望RISC－V成為安卓的一級平臺，這與ARM對安卓的意義不相上下。谷歌的支持對RSIC－V陣營來說也是一個重要的里程碑。

看來，RISC－V如今已備受期望。幸運的是，中國產業(yè)已經獲得了初步的發(fā)展。

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中國RISC－V產業(yè)初具優(yōu)勢

根據 RISC－V 國際基金會數(shù)據顯示，包括騰訊在內的25 個 RISC－V 國際頂級成員中有 13 個來自中國。在RISC－V的出貨量上，中國也占有領先優(yōu)勢。截至 2022 年 7 月，RISC－V 架構芯片的出貨量已經突破了百億顆，阿里平頭哥開發(fā)的玄鐵系列在物聯(lián)網芯片市場廣受認可，出貨量超過30億顆，中國芯片行業(yè)出貨的RISC－V芯片更是達到50億顆，占據百億的半壁江山。

處理器芯片是中國半導體產業(yè)的軟肋，是中國半導體產業(yè)面臨的“卡脖子”問題。RISC－V得益于其指令精簡、模塊化、可擴展、開源的優(yōu)勢，為中國處理器產業(yè)帶來了諸多利好。

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RISC－V是中國處理器的機遇

2018 年，美國商務部禁止向中興銷售零部件、商品，致使后者芯片短缺；2019 年，美國對華為實行芯片制裁后，芯片供應鏈波動加劇．．．在眾多不穩(wěn)定因素的基礎上，開放的指令集標準RISC－V成為追求自主可控的國家的重要選擇。

通過RISC－V架構可以擺脫國外的壟斷。X86和ARM作為處理器芯片的兩大架構，經過幾十年的發(fā)展，已經積累了厚厚的專利墻，新的公司要設計X86芯片，很難避開海量的專利封堵。但RISC－V是全新并且開源的。一方面不用擔心ISA掌握在一家公司手中以至于隨時可以通過更新ISA版本等手段來重新獲得對其他公司的優(yōu)勢；另一方面，中國在RISC－V上的起步時間和國外幾乎一樣，因此有足夠時間積累自己的專利池，推出國產的私有IP和芯片，有希望能幫助中國廠商快速設計出包含自主知識產權的定制化處理器內核。

RISC－V可以推動中國處理器的創(chuàng)新和差異化。中國半導體業(yè)缺少核心處理器指令集。ARM提供的處理器IP核雖然能滿足一般的應用需求，但是其技術和商業(yè)模式都讓基于ARM IP的定制化變得非常困難，既不滿足異構計算定制化的趨勢，也無法為中國自研定制化處理器帶來很大幫助。RISC－V模塊化、可擴展的優(yōu)勢就可以極大彌補這一短板。

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中國RISC－V的成果

目前中國芯片廠商，已經完整的研發(fā)出了基于RISC－V架構的各種各樣的芯片，有用于低功耗的AlOT的，有用于高性能計算的，有用于AI的，有用于服務器的，有用于CPU的等等。

比如：阿里的RISC－V芯片已經形成C、E、R三大系列，可應用于包括AI、高性能計算，低功耗應用等領域，比如曳影1520芯片、玄鐵C908；在生態(tài)上，阿里的RISC－V芯片已與 RTOS、Yocto Linux、Android、龍蜥等國際主流和國產操作系統(tǒng)深度適配，可用于手機、電腦、服務器等。

中科院計算技術研究所在2019年就牽頭發(fā)起了“香山”高性能開源 RISC－V 處理器項目，2020年6月，香山處理器第一版雁棲湖架構正式發(fā)布；2022年3月發(fā)布了第二版南湖架構，計劃于2023年第一季度流片；目前第三版昆明湖架構也正在推進中。

然而，中國RISC－V的長征才剛剛開始。開源的 RISC－V 架構，正成為不少大廠發(fā)力的新方向。

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更多歐美企業(yè)轉向RISC－V

目前高通、谷歌、英特爾等美國企業(yè)都是RISC－V基金會的高級會員，蘋果、AMD等大公司在RISC－V領域正有所動作。歐洲也已經開始了他們的布局。

英特爾的PlanB

英特爾作為X86的領導者，在 RISC－V 領域也是動作頻頻，先是參與了 SiFive 的 C 輪融資，并親自下場與SiFive合作研發(fā)RISC－V架構芯片，隨后又加入RISC－V國際基金會，并推出 10 億美元基金建立代工創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。去年中旬英特爾再次與巴塞羅那超級計算中心聯(lián)合投資四億歐元打造RISC－V處理器的實驗室。不少人猜測，英特爾如此大力發(fā)展RISC－V，或許是想要將其作為PlanB，打造全新的產品，增強自己產品的創(chuàng)新性。

蘋果、AMD已入局

蘋果和AMD先后在2021年與2022年分別發(fā)布了招聘RISC－V高性能程序員與嵌入式 RISC－V CPU 的架構師的啟事。其中蘋果的RISC－V招聘需求里面描述，搞RISC－V是為了支持機器學習、視覺算法、信號和視頻處理等方面的必要計算，蘋果的RISC－V將來大概率是用在的手表等智能穿戴設備上。AMD 也正在尋找具有高性能 GPU 經驗的專家，并要求具備 RISC－V RV64 CPU、CPU 亂序執(zhí)行、推測執(zhí)行和分支預測器的相關經驗。業(yè)內人士猜測AMD可能也在開發(fā)一種新的微控制器。

高通：大力擁抱RISC－V

在上周的全球RISC－V峰會上，高通公司產品管理總監(jiān)Manju Varma透露，高通在2019年就已經將RISC－V應用到了其驍龍865 SoC當中的微控制器，截至目前已經出貨了6．5億個RISC－V內核。原本高通是ARM架構的堅定支持者，一直使用ARM架構，隨著高通與Arm之間的專利戰(zhàn)爆發(fā)，高通似乎正加速在RISC－V領域的布局。

歐洲同樣想減輕對X86和ARM的依賴。歐盟近期宣布投入2．7億歐元，資助一個旨在構建基于RISC－V軟硬件的高性能計算機項目。

再加上剛剛宣布支持RISC－V的谷歌，足以證明RISC－V的發(fā)展價值巨大。

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未來中國究竟該如何發(fā)展RISC－V？

RISC－V所擅長的有兩個方面，一個是碎片化、低成本、低功耗、差異化要求更高的物聯(lián)網市場，一個是對異構計算高度需求的AI領域。中國又恰好擁有這兩個領域最大的市場，不過在今后的發(fā)展上，中國還需要有所側重。

軟硬件協(xié)同發(fā)展

RISC－V將走向開放應用場景，建立成熟的軟件生態(tài)將是RISC－V在開放應用場景落地的最大挑戰(zhàn)。然而RISC－V 軟件生態(tài)不成熟，兼容性較差，開發(fā)難度大。目前量產的芯片，大多是用在相對封閉的應用場景，軟件需求相對簡單和固定，芯片原廠就能實現(xiàn)70％的軟件。到了開放應用場景，軟件需求會呈指數(shù)級增長，例如各種操作系統(tǒng)的移植，中間件和庫函數(shù)的優(yōu)化，以及各種開發(fā)框架的適配等，每一個技術點都是巨大的工程，必須聯(lián)合芯片原廠、第三方軟件公司、開源社區(qū)一起合作全力投入。

尋找明確的市場切入點

RISC－V要實現(xiàn)可靠和高質量的商業(yè)化解決方案，一方面需要不斷完善RISC－V指令集的標準規(guī)范，另一方面還需要找到明確應用場景，產生可以進行技術迭代的機會。在電腦處理器、手機處理器領域，X86 ／ ARM 生態(tài)已經相當成熟，RISC－V 想從中爭奪市場份額，無異于“虎口奪食”。而在物聯(lián)網、安全芯片、智能穿戴等領域，Arm 市場基石并不穩(wěn)固，對于 RISC－V 來說或許更有機會。

向高性能發(fā)展

目前在研的 RISC－V 處理器的主要應用方向是超高性能計算及向量計算。RISC－V 經過數(shù)年發(fā)展，在中低端應用領域已經較為成熟，但是在高性能計算及人工智能應用領域上與其他架構處理器（主要是 ARM）相比較還有差距。由于RISC－V指令集過于簡單且碎片化，導致它大部分的應用場景是嵌入式。高性能處理器方面，RISC－V芯片產品以32位居多。從現(xiàn)實情況來看，RISC－V將繼續(xù)向高性能演進，而高端化“起勢”還需長時間的錘煉。

產教研的支持

RISC－V在處理器核心技術上給中國提供了突破口，應該從資金、政策、科研、教學等各個角度全面布局推動RISC－V的發(fā)展。加大對教育科研機構的支持力度，支持基于RISC－V的大學教育與研究，包括軟硬件以及應用的開發(fā)，為產業(yè)發(fā)展持續(xù)提供新鮮血液，進行廣泛的生態(tài)布局，推動軟件在RISC－V的適配，包括RISC－V基礎軟件、操作系統(tǒng)、中間件以及應用軟件。

RISC－V由于開源的特性，因此在中國受到了廣泛的歡迎。幾乎是同一時刻，中國大批的芯片公司加大了對RISC－V的投入。然而，RISC－V的發(fā)展現(xiàn)狀是，看好這門技術的人多，但真正去做的比較少，還需要對該行業(yè)提供更多的支持。

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結語

隨著穩(wěn)定硬件的出現(xiàn)，RISC－V架構軟硬件全棧成為必然趨勢，從IP到SoC、到開發(fā)板、SOM、操作系統(tǒng)和應用軟件等方面將得到全面的優(yōu)化。RISC－V架構將走向更廣的生態(tài)合作，在商業(yè)上將會有更多的新模式，軟件也將持續(xù)豐富，應用繼續(xù)走向多樣化。

中國作為RISC－V最好的落地和發(fā)展的地方，擁有足夠豐富的應用場景能夠充分發(fā)揮RISC－V的多樣性。與此同時，中國業(yè)界也正在形成覆蓋芯片設計、設計工具、基礎軟件、芯片應用直到人才培訓等方面的廣泛的RISC－V生態(tài)。不過，這僅僅只是一個開始，未來RISC－V的長征之路還很長，需要付出更多的努力。

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