中国力推RISC-V架构，欲挑战巨头ARM和英特尔

（文/观察者网 陈兴华）

鉴于ARM授权费太贵及英特尔几乎“闭门不开”，RISC-V在世界范围内逐渐步入发展热潮。与此同时，在去年的中兴事件引发了中国高度关注后，中国RISC-V产业联盟和中国开放指令生态系统(RISC-V)联盟相继成立。

目前，RISC-V进一步在国内铺开发展。自2019年5月6日起，由RISC-V与Linux两大基金会合作并开展系列面向RISC-V架构技术的研讨会，历时11天先后在中国深圳、成都、上海、杭州、北京5个城市的RISC-V进行路演，以推动RISC-V在中国的产业化。

实际上，在全球微处理器指令集架构中，英特尔的X86和ARM架构目前占据了主流市场。RISC-V基金会中国顾问委员会主席方之熙近日表示，在物联网时代，RISC-V若能充分其优势，将对英特尔的X86和ARM构成挑战，甚至成为行业第一。

他还表示，以前龙芯关起门来"做"和其它国内企业跟在对手后面研发两条路行不通。若加大项目和资金投入，RISC-V对中国而言是一个很好的机会。而RISC-V的市场目前主要集中在物联网、控制器、数据中心的专用芯片和边缘计算等。

免费开源，四年会员涨至235家

第一代RISC（精简指令处理器）的诞生可追溯至1980年。当时，加州大学伯克利分校(Berkeley)的教授大卫•帕特森（David Patterson）主导了Berkeley RISC项目并设计了其第一代的处理器RISC I。

2010年，加州大学伯克利分校的另一位教授克里斯塔•阿萨诺维奇（Krste Asanovic）带领的团队大约花了四年时间，设计和开发了一套完整的新的指令集，这个新的指令集叫做RISC-V。这是Berkeley从RISC I开始设计的第五代指令集架构，V还代表了变化(variation)和向量(vectors)。

据了解，该指令集的第一个版本只包含46条指令，可以用于实现一个具备定点运算和特权模式等基本功能的处理器。这套指令集兼具精简和灵活两大特点，用户可以根据自己的需求自定义新指令。

更关键的是，伯克利研究团队将RISC-V指令集彻底开放，使用BSD License开源协议，几乎完全免费。而且BSD开源协议给予使用者很大自由，允许使用者修改和重新发布开源代码，也允许基于开源代码开发商业软件发布和销售。

2015年，为了推动RISC-V产业化发展，克里斯塔•阿萨诺维奇推动成立了非营利组织RISC-V基金会。该基金会致力于促进免费开源的 RISC-V指令集架构(ISA)的应用与实施，并负责RISC-V开源架构的全球推广工作，也组织会员共同推动RISC-V的标准完善和应用落地。

图片来源：RISC-V基金会，下同

资料显示，RISC-V基金会的成员分为五个等级，分别是PlaTInum，Gold，Silver，Auditor，Individual。分类来看，Silver及以上面向企业，Auditor面向院校，Individual面向个人。经过四年多的发展，RISC-V基金会的成员由最初的数家成长到235家。其中，Silver和Individual成员增幅较大。

在RISC-V基金会成员中，主要有Google、华为、IBM、镁光、NVIDIA、高通、三星、西部数据、特斯拉等商业公司，也包括加州大学伯克利分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、ETHZurich、印度理工学院、洛伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学以及中科院计算所等学术机构。

“中兴事件”后，获中国力推

目前，中国对RISC-V表现出了足够的重视。由RISC-V与Linux两大基金会合作并开展一系列面向RISC-V架构技术的研讨会，已于5月6日-16日先后在中国深圳、成都、上海、杭州、北京5个城市进行路演活动。

其中，有13家RISC-V基金会成员参与，包括阿里巴巴集团、晶心科技(Andes Technology)、Codasip、GreenWaves Technologies、Nervos、芯来科技(Nuclei System)、恩智浦半导体(NXP)、澎峰科技(PerfXLab)、SiFive、Syntacore、Tangram、UC TECH IP和UltraSoC。

实际上，中国对RISC-V支持早已有迹可循。2018年7月，上海市经济信息化委发布《上海市经济信息化委关于开展2018年度第二批上海市软件和集成电路产业发展专项资金（集成电路和电子信息制造领域）项目申报工作的通知》，明确支持RISC-V相关设计和开发的企业。这可以被视为国内首个支持RISC-V的相关政策。

此后，2018年10月17日，中国RISC-V产业联盟和上海市集成电路行业协会RISC-V专业委员会正式在上海张江揭牌成立。前者成员包括芯原控股、芯来科技、上海赛昉科技、杭州中天微、北京君正、兆易创新、致象尔微电子、乐鑫科技、时芯电子、紫光展锐、地平线、晶晨半导体、华大半导体、格易电子等。芯原控股有限公司为联盟首任理事长单位。

不到一个月后，在第五届世界互联网大会上，中国开放指令生态(RISC-V)联盟宣告成立。该联盟由中科院计算所倪光南院士任理事长，阿里-中天微、百度、北京大学、长虹集团、清华大学、腾讯、中芯国际、紫光展锐等机构为副理事长单位，中国电子信息产业发展研究院为常务副理事长单位，中科院计算所包云岗研究员任秘书长。

同样是在去年11月举办的世界互联网大会上，RISC-V基金会成立了中国顾问委员会，并任命半导体资深人士、英特尔前副总裁方之熙博士为主席。该委员会旨在一步加速RISC-V生态系统在中国的发展，对RISC-V基金会的教育与应用推广战略提供指导性意见，同时作为RISC-V基金会和中国政府之间的桥梁。

近日，在5个城市的路演活动期间，对于中国的RISC-V热潮，方之熙接受雷锋网专访时表示，“RISC-V在中国受关注有许多原因，但最主要的原因还是中兴通讯事件之后，从民众到产业界都意识到芯片是一个非常重要的产业，中国必须有一套自主可控的芯片。”

或让中国避开“走不通的两条路”

目前，RISC-V正在世界范围内掀起热潮。方之熙认为，真正理解RISC-V的优点并利用好它的灵活性优势，根据应用的需求设计出差异化且合适的RISC-V芯片，RISC-V将来会成为为处理器架构领域的第一名。但是，他认为RISC-V有两条路被证明走是不通的。

RISC-V基金会中国顾问委员会主席方之熙博士

“一条是关起门来自己做一套东西，比较典型的就是龙芯。因为芯片还是一个商品，性能再高，没人用就无法体现出价值。第二条路就是跟在别人后面，国内有许多公司做x86、Arm、IBM Power的芯片，但是因为受到ISA所属公司知识产权（IP）的控制，很难取得成功。”方之熙说。

此外，他还强调，“系统软件很难由一家公司来做，因为这是为所有的RISC-V公司服务，目前美国方面还没有热烈的响应。我认为如果中国能有一些项目或者资金的投入，对于增强中国在RISC-V领域的发言权以及研发中国的CPU，都是很好的机会。”

从技术角度看，方之熙认为RISC-V的最大竞争力是灵活性。RISC-V包含基本指令集、可选择指令集、用户指令和特权指令。基本指令集是任何使用RISC-V的公司或个人都必须实现的，操作系统和软件也建立在这个基本指令集上。可选指令集让使用者可以选择支持或者不支持，用户和特权指令集则可以根据应用场景需求增加。

但是，可扩展指令集可能带来碎片化问题，这是ARM对RISC-V曾提出的质疑之一。对此，方之熙表示，“开源的硬件和软件确实要关注碎片化的问题，对于RISC-V，由于基本指令集是必须实现的，系统软件也局限在基本指令集上，因此通过必须实现的基本指令集和系统软件的方法能避免碎片化。”

他还表示，正因为RISC-V提供了可拓展指令集，也让RISC-V具备了灵活性，这一点非常重要。x86和Arm的处理器都很好，但是英特尔几乎不会为一家公司的x86处理器增加某些特性，即便有价格也会随之上涨。另外，许多MCU的公司都用相同的ARM内核，差距更多的是在I/O上，同质化很严重，最终就成了价格的比拼。

RISC-V的优势

与此同时，方之熙也特别指出，RISC-V虽然是开源的，但不是像Linux和Android一样拿来就可以用，RISC-V是一个指令集架构，想要使用它还要做很多设计工作，这些工作不仅必要而且辛苦，甚至比Arm的设计还要难。

“想要做RISC-V的公司一定要抛弃短平快的想法，因为芯片和互联网不一样，不是更早把芯片推向市场就能占有市场。性能、可靠性、安全性更强，但推出时间晚一些同样能占领市场，关键还是要沉下心认真研究应用的需求，让RISC-V芯片适应这个市场，让客户愿意用。”方之熙进一步表示。

另外，在RISC-V全球范围的超过235个成员中，加入基金会的中国公司只有二十多个。方之熙对此表示，希望鼓励和看到更多中国公司加入RISC-V基金会。

物联网时代，欲挑战ARM和英特尔

目前，全球微处理器指令集架构中，英特尔的X86和ARM架构占据了主流市场。其中，X86主宰了PC、服务器等高性能高功耗领域，而ARM专攻手机、物联网等低功耗低成本领域。其他架构要挑战前两者几乎不可能。但在物联网时代，RISC-V若开发出适应垂直细分领域的新架构则存在机会。

“不光是技术问题，很多是商业问题”。方之熙认为，对于CPU芯片这类产业而言，生态的建设对于一个指令集的成功至关重要。因为在芯片行业里，在构建生态系统时，一开始有批量软件支持架构，会形成一种运转平台，之后的形态就很难改变。其他玩家也很难进入。

方之熙还提到，RISC-V生态的建设刚刚起步，其中涉及到很多软件，特别是系统软件。但是，RISC-V开源，系统软件本身不赚钱。因此美国RISC-V基金会董事会提了很多建议，希望美国的大公司或政府能出资。

即使是PC时代的霸主英特尔，在手机市场也是屡战屡败。方之熙日前对第一财经记者说，“ARM当时做了手机以后，除了苹果公司之外，一般都是用谷歌的安卓。安卓和ARM结合在一起之后，英特尔再要打进去就很难了。其实英特尔当时手机芯片不比高通差，但是晚了就很难进去了。”

方之熙分析认为，英特尔不开放内核，自行设计、生产芯片；ARM创建了一种新的商业模式，不生产芯片，拥有系统架构和指令集，将 IP卖给高通等芯片设计公司。如果企业需要了解ARM指令集需要支付高昂授权费，因此，RISC-V的开源降低了企业修改和定制指令集的门槛，没有知识产权壁垒。

但ARM的商业模式正面临困境，根据ARM母公司软银的财务报告，截至2018年12月31日的九个月中，ARM的同比许可收入下降了27.7％。软银将缺口部分归咎于上半年在中国签署新合同的延迟。

另外，分析机构 IP Nest发布了最新的IP市场分析报告显示。2018年IP市场价值为36.02亿美元，比2017年增长6％。其中，Arm市场份额已经连续两年下滑。在2017年，他们的营收同比下跌了6.8%。

IPnest 的埃里克·埃斯特维（Eric Esteve）表示，造成这样的结构可能有多种原因。一个是软银收购后会计政策发生了变化。第二种可能性是RISC-V处理器内核正在成为 ARM 处理器内核的可靠替代品。

2018年IP供应商营收排名

而一位RISC-V IP公司的首席执行官表示，ARM的日子已经屈指可数了。他以现有的经验分析ARM的商业模式扬言道ARM活不过五年：最重要的是，与更开放的架构相比，ARM的方法提供了有限的灵活性。在今天的成本和上市时间压力下，没人愿意花费数月时间协商许可条款和付出高昂的授权费用。而这笔费用被指出在100万美元到1000万美元之间。

ARM公司一直在探索新的业务模式和市场，但其在物联网市场似乎难以立足。“ARM的商业模式是卖它的IP，所以它基本固定，要针对特定市场的需求加新的指令很困难。而且物联网市场目前用的应用程序就那么几种，生态系统要求不那么高，这是目前为止比较热门的一个市场。”方之熙说。

但RISC-V仍面临其挑战，方之熙承认，对于手机和PC市场来讲，RISC-V的生态远未成熟，因此重点不会在这些领域，“RISC-V更适合那些变化比较大，碎片化比较细的市场，主要集中在物联网、控制器、数据中心的专用芯片和边缘计算等市场。”

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