RISC-V未來的發(fā)展重心

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）前不久，RISC-V International首席執(zhí)行官Calista Redmond 表示，“目前我們預(yù)估市場(chǎng)上RISC-V核心數(shù)量突破了100億?！备鶕?jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，作為主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，ARM架構(gòu)用了17年完成這一里程碑，而RISC-V僅用了12年，比前者快5年。Calista Redmond 預(yù)計(jì)，到2025年市場(chǎng)上的RISC-V核心數(shù)量將超過800億顆。

對(duì)于RISC-V實(shí)現(xiàn)百億顆目標(biāo)，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員、中國(guó)開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟秘書長(zhǎng)包云崗撰文寫到，RISC-V生態(tài)發(fā)展呈現(xiàn)明顯加速態(tài)勢(shì)，除了超過100億核心的出貨量，還有兩個(gè)很明顯的趨勢(shì)：出現(xiàn)一批瞄準(zhǔn)高性能RISC-V的國(guó)內(nèi)外企業(yè)；RISC-V軟件生態(tài)在加速。

下面，我們就來看一下，在達(dá)成百億顆目標(biāo)的過程中，RISC-V現(xiàn)階段的產(chǎn)品和應(yīng)用分布情況，并順著包云崗的思路進(jìn)一步深入分析一下RISC-V未來的發(fā)展重心。

RISC-V產(chǎn)業(yè)分布作為全新一代精簡(jiǎn)指令集，RISC-V在AIoT時(shí)代被寄予厚望，不僅有著開源的優(yōu)勢(shì)，而且在設(shè)計(jì)過程中充分考慮了小型、快速、低功耗的需求。尤其是RISC-V作為后發(fā)架構(gòu)，沒有歷史包袱，設(shè)計(jì)成本更低，可以實(shí)現(xiàn)模塊化，且通過簡(jiǎn)單的介紹說明就能夠上手。

能夠完成出貨100萬(wàn)顆的里程碑，離不開RISC-V現(xiàn)階段在從CPU核、芯片、軟硬件協(xié)同、開發(fā)板到應(yīng)用方面的逐漸完善。

正如Flex Logix的IP銷售和營(yíng)銷副總裁Andy Jaros所言，“開源并不是免費(fèi)的。大多數(shù)公司，除非他們想在IP開發(fā)上投入大量資源，否則會(huì)從OpenFive、Andes等眾多IP供應(yīng)商處獲得預(yù)先實(shí)現(xiàn)的RISC-V內(nèi)核的許可。這節(jié)省了開發(fā)、驗(yàn)證、軟件開發(fā)等時(shí)間周期?！币虼?，可以說RISC-V第一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是CPU核的供應(yīng)。

目前，在RISC-V領(lǐng)域，最知名的核心供應(yīng)商當(dāng)屬SiFive，上述提到的OpenFive此前就是SiFive的一個(gè)業(yè)務(wù)部門，不過已經(jīng)被Alphawave以2.1億美元收購(gòu)。從核心產(chǎn)品的豐富度來看，SiFive是最全的，產(chǎn)品類型包括基本款、智能型和性能款，根據(jù)SiFive總裁兼首席執(zhí)行官Patrick Little此前的說法，該公司在高性能RISC-V內(nèi)核方面，除了現(xiàn)有的P550和P650（單位面積性能比 Arm Cortex-A77更強(qiáng)），還會(huì)有P750和其他產(chǎn)品，該公司的目標(biāo)是在未來3-4年的時(shí)間里，內(nèi)核出貨量達(dá)到100萬(wàn)顆。

和SiFive體量相當(dāng)?shù)氖蔷?a target="_blank">科技，該公司同樣擁有較為完整的RISC-V CPU IP產(chǎn)品組合，同時(shí)軟件開發(fā)工具鏈、虛擬SoC平臺(tái)、硬件開發(fā)平臺(tái)也非常出色，能夠大幅縮短SoC廠商的研發(fā)周期。在RISC-V的百萬(wàn)顆出貨量中，晶心科技貢獻(xiàn)很大，根據(jù)該公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅僅是在2021年晶心科技的IP出貨量就超過了30億顆，這些IP的終端應(yīng)用包括5G通信、人工智能加速器、藍(lán)牙和Wi-Fi設(shè)備、云計(jì)算、游戲、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)、汽車電子、高端MCU和傳感器融合等。

除了這兩家，能夠提供RISC-V內(nèi)核的還有芯來科技、平頭哥、中科院包云崗團(tuán)隊(duì)、Esperanto、Codasip、Cortus、Pintouge、Syntacore以及收購(gòu)OpenFive的Alphawave等，這些公司都在做RISC-V內(nèi)核方面的研究。

有了內(nèi)核，接下來就是SoC，從目前的發(fā)展情況來看，RISC-V在MCU、DSP、FPGA、無線芯片和AI芯片等方面都有涉及。

在全球市場(chǎng)上，據(jù)悉目前全球前十大半導(dǎo)體廠商中有六個(gè)廠商都是SiFive的客戶，在做相關(guān)的產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)，這樣的產(chǎn)業(yè)巨頭包括英特爾和臺(tái)積電。

從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看，MCU目前是RISC-V最活躍的領(lǐng)域，擁有的廠商數(shù)量最多，包括啟英泰倫、愛普特微電子、先楫半導(dǎo)體、中移芯昇、凌思微電子、沁恒微電子、兆易創(chuàng)新、泰凌微電子、博流智能、樂鑫科技、全志科技、晶晨半導(dǎo)體、飛利信、睿思芯科、時(shí)擎科技、紫光展銳、中科物棲、物奇科技、航順電子、躍昉科技等。這和RISC-V架構(gòu)的定位有關(guān)，同為RISC指令集，RISC-V率先的想法就是取代ARM，而從應(yīng)用廣度和開發(fā)難度來看，MCU都是一個(gè)最好的選擇。

能夠看到，目前RISC-V MCU方面的廠商非常多，根據(jù)愛普特微電子方面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前該公司在這一領(lǐng)域出貨量和市占比都是第一，其中2021年發(fā)布的新品APT32F1023已累計(jì)出貨超一億顆。

除了MCU，也有廠商將RISC-V內(nèi)核用于其他產(chǎn)品，比如優(yōu)微科技在USB PD家族產(chǎn)品的控制器方面選擇RISC-V內(nèi)核，以用來支持增強(qiáng)型PD應(yīng)用；而安路科技則將FPGA和RISC-V融合在一起，推出了FPSoC， 助力實(shí)現(xiàn)視頻圖像接口轉(zhuǎn)換和工業(yè)控制交互;中科昊芯在DSP產(chǎn)品中使用RISC-V內(nèi)核，目前的產(chǎn)品類型既有定點(diǎn)運(yùn)算DSP，也有浮點(diǎn)運(yùn)算DSP，應(yīng)用領(lǐng)域主要面向電機(jī)控制和寬帶半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)等。

RISC-V未來發(fā)展重心從終端來看，目前RISC-V在嵌入式市場(chǎng)已經(jīng)打開了局面，產(chǎn)品出貨在快速上量。不過，要想和ARM架構(gòu)、x86架構(gòu)實(shí)現(xiàn)三分天下，僅僅是這樣還不夠，目前ARM架構(gòu)仍然控制著超過90%的RISC市場(chǎng)，x86在CISC市場(chǎng)的份額同樣超過90%，兩種架構(gòu)的霸主地位還很穩(wěn)固。那么，要成為真正意義上的主流架構(gòu)，RISC-V還需要做到、做好哪些工作呢。

首先是要做好開源生態(tài)，Calista Redmond 表示，RISC-V要復(fù)制Linux的成功，“開放標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵，Linux在軟件領(lǐng)域做到了這一點(diǎn)，我們正在硬件領(lǐng)域做到這一點(diǎn)?！?021年是Linux誕生30周年，很多人分析了其成功的原因，Red Hat 公司表示，Linux 之所以這么成功，是因?yàn)椴捎昧苏_的許可方式，即 GPLv2 許可，允許復(fù)制、改進(jìn)、分發(fā)和要求共享更改。支撐這一許可運(yùn)行的是背后完備、不發(fā)散的軟件工具鏈，對(duì)于RISC-V則是開發(fā)工具、調(diào)試工具和測(cè)試工具等，這是生態(tài)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前開發(fā)者在EDA工具方面的支持明顯就不如ARM機(jī)構(gòu)，chisel語(yǔ)言往往需要經(jīng)過一些處理才能生成電路。

第二個(gè)發(fā)展重心是RISC-V的開源并不能局限于指令集架構(gòu)，或者停止在內(nèi)核層面，也要包括模擬部件和數(shù)字接口等外圍設(shè)計(jì)上，開放和透明最終會(huì)提高安全性和可信度，提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)的協(xié)作能力。英國(guó)組織LowRISC就在致力于這方面的工作，提倡在一個(gè)完全協(xié)作的框架中開發(fā)硬件和軟件。如果這方面不能很好地推進(jìn)，RISC-V就會(huì)被開源反噬，出現(xiàn)不可避免的碎片化，且隨著核心數(shù)量越多，問題越嚴(yán)重。

第三個(gè)發(fā)展重心是核心豐富度提升，目前我們看到的絕大多數(shù)RISC-V內(nèi)核還集中在CPU方面，更多是用于開發(fā)MCU產(chǎn)品，在發(fā)展初期這無可厚非，但是相較于ARM架構(gòu)下的GPU、ISP和接口IP等產(chǎn)品，RISC-V略顯單薄了，如果長(zhǎng)時(shí)間不改善，開發(fā)者對(duì)RISC-V的認(rèn)知將會(huì)固化，將嚴(yán)重抑制RISC-V的開源特性。

第四個(gè)發(fā)展重心是核心和產(chǎn)品性能的提升，目前大部分公司的RISC-V產(chǎn)品規(guī)劃是面向低功耗IoT市場(chǎng)，在更具發(fā)展?jié)摿Φ臄?shù)據(jù)中心、人機(jī)交互和汽車控制等高性能領(lǐng)域，廠商的第一選擇依然是ARM架構(gòu)或者x86架構(gòu)產(chǎn)品。慶幸的是，無論是純粹的開源RISC-V項(xiàng)目，還是商業(yè)RISC-V產(chǎn)品，都有意沖擊這一市場(chǎng)。

而在這些重心背后，RISC-V International和各國(guó)的RISC-V聯(lián)盟需要做好標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)工作，促進(jìn)各方面工作的積極發(fā)展。

后記RISC-V的開源和免費(fèi)能夠講出很美好的產(chǎn)業(yè)故事，故事的體量也很宏大，其發(fā)展?jié)摿κ秋@而易見的，但是現(xiàn)階段的RISC-V想做硬件領(lǐng)域的“Linux”，還有很多待完善的地方。

原文標(biāo)題：比ARM更快！RISC-V出貨量達(dá)百億顆，未來產(chǎn)業(yè)重心在哪？

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