开源架构RISC-V将永久免费，成为人类共有财产

“开源架构 RISC-V 将永久免费，成为人类共有财产。相较于 X86 和 ARM 架构的高门槛，开源架构RISC-V将带来 芯片设计 的革命”――RISC-V架构开发者之一，SiFive公司联合创始人&首席架构师，Krste Asanovic博士。

由美国加利福尼亚大学伯克利分校Krste Asanovic 教授、Andrew Waterman 和 Yunsup Lee 等研究人员发起的开源精简指令集架构RISC-V项目，具有性能高、功耗低、面积小、易于扩展等技术特点，以及开源、免费等的商业特点，应用领域涵盖嵌入式系统到高性能计算领域。自2010年发明以来，其影响力正逐步扩大，以至于ARM也亲自“下场”开撕。

如果说去年开源架构RISC-V还只是崭露头角，那么今年无疑是快速奔跑的一年，其商业化进程正在加速进行，特别是在中国市场。

1 从“牵手松果”到“黄山1号”

自2014年大基金之后，我国芯片设计领域发展非常明显，数量上已经超过1000家。加之年初爆发的中美贸易竞争使得“自主可控”成为主基调，这也为开源架构RISC-V在国内快速商业化提供了天然的土壤。

事实上也是如此，在我国半导体产业发展历程中，虽然很早就意识到自主架构的重要性，也投入了很多资源，但取得的效果比较有限。与此同时，企业也尝试基于授权实现“自主化”，最终也是多数以失败告终，很难打破X86及ARM架构生态的垄断。芯师爷在之前也对国内CPU芯片架构进行了详细梳理，具体查看《3分钟了解国内CPU最新现状！》一文。

可以这样说，在国家大力扶持下，我国半导体产业增长动能即将爆发，自主可控已经成为绕不过去的坎。与此同时，5G、物联网、人工智能等也将催生大量创业机会，越来越多的企业开始尝试自主开发芯片，这一点在人工智能领域表现的尤为明显。另一方面，新兴应用的出现，也带来全新的应用需求，之前通用的芯片也开始出现“过剩”现象，这也是企业选择自主设计芯片的原因。

针对这种现象，Krste Asanovic博士向芯师爷编辑讲到：“开源架构RISC-V的初衷就是为了让更多的人能够参与到芯片设计之中。目前主流的X86和ARM架构主要采用授权形式，中小企业显然无法承受高昂的授权费及漫长的等待时间。并且，这两种架构实际上已经非常臃肿，并不利于新兴应用对体积和功耗的要求。”

也正是基于这一原因，开源架构RISC-V在国内率先实现商业化。9月初，杭州中天微系统有限公司宣布正式推出支持RISC-V的第三代指令系统架构处理器CK902，并与小米旗下的松果电子达成战略合作，共同促进和加速RISC-V在国内的商业化进程。此次合作也意味着国内RISC-V商业化已经迈出了实质性一步，后续将有越来越多基于该架构的终端产品走向市场。

在此之后，小米生态链下的华米科技也对外发布了全球智能穿戴领域第一颗人工智能芯片――黄山1号。该芯片基于RISC-V架构开发，并且集成了AON（AlwaysOn）模块控制器和神经网络加速模块。对此，Krste Asanovic博士也表示：“这是一个里程碑式的事件。华米科技和SiFive的合作，将RISC-V技术带到人类的手腕上。”

以华米科技每年千万级的出货量来看，开源架构RISC-V实现商业化只是时间早晚的问题。

2 昨天的Linux，今天的RISC-V

我们都知道，新技术的变革都会催生新的产业机会，如今处于霸主地位的X86和ARM架构芯片也是如此。在互联网时代，随着PC的大规模普及，X86芯片大获全胜。而之后的移动互联网时代，也造就了ARM芯片的主导地位。作为后起之秀，开源架构RISC-V也在寻找能够承载其爆发的技术变革。从目前来看，物联网、人工智能等新兴技术很有希望。

在物联网应用领域，对于功耗及体积要求非常苛刻，而这也是RISC-V架构的天然优势，以至于很多人认为RISC-V架构将在物联网领域对ARM架构发起挑战，毕竟ARM架构也定位于此。由此可见，随着RISC-V架构的快速兴起，ARM架构将首当其冲。

“RISC-V架构所带来的不仅仅是功耗和性能的提升，更为重要的是颠覆了传统芯片设计的模式。”SiFive中国CEO徐滔认为：“基于开源的特性，SiFive提出了‘Design Share’策略，将第三方IP供应商IP数据整合至云端，同时也将设计流程整合上云，从而使得在云端即可实现定制芯片从规格定义到产品的流程。通过SiFive的SaaS平台，客户可以在线选择CPU核的配置，选择合适的IP，生成前端代码，进行验证，开展后端设计，Tapeout，产生文档等，从而大大降低芯片设计时间和人力成本。”

另外，Krste Asanovic 教授也认为RISC-V架构在人工智能领域同样能够起到加速作用。工程师仅需通过在所有内核上使用一个简单的基础ISA简化软件，再通过RISC-V进行自定义扩展，便可快速推进工作进度，从而使得芯片设计效率大大提升。未来RISC-V架构也有望在人工智能领域打开新的局面。

从架构本身而言，RISC-V除了指令集精简之外，最大的优势在于其开源免费，这也是越来越多企业加入其中的重要因素，而这一点也像极了当初的Linux。在与Windows之争中，面对几乎是垄断地位的Windows，Linux依然凭借核心代码很轻、开源可移植等特点，受到了大量开发者的青睐，并最终在云端数据中心高性能计算中站稳脚跟，并且也催生了移动互联时代主流的安卓操作系统。

也正是基于此，今天的开源架构RISC-V则显得前景非常乐观。

3 开源架构RISC-V何时到来？

自2010年诞生以来，RISC-V架构经过了多次完善与迭代，随着SiFive等公司在全球范围内大力推广，RISC-V已经渐成气候，并于2015年成立了RISC-V基金会。目前，已有全球100多家公司加入，并且会员数量在持续高速增长。包括IBM、英伟达、NXP、谷歌、高通等全球科技巨头都加入其中。

而在商业化方面，中国显然已经走在了前列，这一点在文章开头部分已经详细介绍。对此，Krste Asanovic教授则认为，开源架构RISC-V仍处于摸索阶段，虽然全球最主流的芯片设计公司都参与其中，并且中国也有超过200家企业加入进来，但是RISC-V仍面临着很多挑战。

对于后来者而言，想要打破传统芯片架构的垄断，首先就需要解决软件和生态的难题，这也是横亘在RISC-V架构面前的核心问题，而要解决这一问题离不开产业链的共同努力。对于企业而言，采用全新的RISC-V架构也面临着保持ISA一致性的挑战。作为一个开源的架构，RISC-V将会面临碎片化的风险，RISC-V基金会的成立就是为了避免这种风险。但关键是信赖程度的建立还需要时间，产业链也需要达成共识。

对此，Krste Asanovic教授也表示：“我们还有很多工作要做。虽然说越来越多企业开始关注并尝试RISC-V架构，采用该架构的相关产品也将很快推出市场，但是想要真正意义上走向成熟，还有很长的路要走。对于SiFive公司而言，我们也将与产业链伙伴一起，持续推进RISC-V架构的发展。”

从目前来看，在X86和ARM架构强势领域，RISC-V架构很难有大的作为，这也是由处理器产业特性所决定的。然而在还没有形成大基数的新兴市场，相较于其他架构高昂的授权费用，RISC-V架构有望成为备份或者主流方案。对于这一点，可以参照Linux的逆袭之路！