RISC-V發(fā)展的現(xiàn)狀和未來(lái)，為什么它被看好？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校團(tuán)隊(duì)于2010年研發(fā)出RISC-V指令集，到2015年全球RISC-V 基金會(huì)正式成立，再到2018年中國(guó) RISC-V 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，一直到今天RISC-V完成了核心累計(jì)出貨超百億顆的目標(biāo)，RISC-V的高速發(fā)展是有目共睹的。

而在累計(jì)出貨量超百億顆里程碑背后，目前RISC-V發(fā)展處于怎樣的狀態(tài)？未來(lái)又將走向何方？和當(dāng)前主流架構(gòu)ARM如何共存？這些都是產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注的話題，在2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)上，我們聽(tīng)到了一些答案。

以當(dāng)下的角度看RISC-V

2019年6月份，市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Semico Research曾發(fā)布一份關(guān)于RISC-V的調(diào)查報(bào)告，數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，采用RISC-V架構(gòu)的芯片數(shù)量將增至624億顆，2018年至2025年的年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)146%。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，2022年差不多處于中間位置。

談到現(xiàn)階段RISC-V架構(gòu)的發(fā)展情況，中國(guó)科學(xué)院軟件研究所總工程師武延軍研究員表示，“在短短12年的時(shí)間里，RISC-V取得了快速的提升。從我個(gè)人的角度來(lái)看，我認(rèn)為RISC-V的商用時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，雖然目前RISC-V應(yīng)用可能還局限于一些對(duì)算力和軟件生態(tài)豐富程度要求不那么高的領(lǐng)域。但以此為起點(diǎn)，我們看到它驚人的加速度。”

中國(guó)科學(xué)院軟件研究所總工程師武延軍研究員

在硬件性能突破方面，他特別提到了阿里平頭哥在2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)上發(fā)布的高性能RISC-V芯片平臺(tái)“無(wú)劍600”，其是全球RISC-V性能最高的可量產(chǎn)SoC芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)：支持4核高性能RISC-V處理器，最高主頻可達(dá)2.5GHz，實(shí)現(xiàn)了CPU+XPU異構(gòu)架構(gòu)的全面優(yōu)化。

在生態(tài)繁榮度方面，武延軍研究員認(rèn)為，目前的RISC-V相當(dāng)于ARM架構(gòu)在2000-2005年期間的水平，出現(xiàn)了大量的培訓(xùn)資料、書(shū)籍、培訓(xùn)班，市場(chǎng)對(duì)相關(guān)人才需求暴增，并且在一些領(lǐng)域能夠和ARM架構(gòu)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，就如同當(dāng)年ARM架構(gòu)在嵌入式領(lǐng)域和x86、MIPS架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)一樣。

2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)主席、平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠博士非常贊同武延軍研究員的看法，并進(jìn)一步指出，“RISC-V當(dāng)前已經(jīng)初步證明了其是商業(yè)化可用的，就像早期在嵌入式領(lǐng)域的ARM架構(gòu)一樣，先打開(kāi)一個(gè)環(huán)節(jié)，基本證明可用。接下來(lái)，它要往更高性能、更加縱深的方向去發(fā)展。”

2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)主席、平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠博士

在當(dāng)前的大環(huán)境下，RISC-V架構(gòu)對(duì)中國(guó)芯片發(fā)展有著重要意義，被認(rèn)為是國(guó)產(chǎn)芯片實(shí)現(xiàn)自主可控的新機(jī)遇，中國(guó)工程院院士倪光南對(duì)RISC-V在中國(guó)的發(fā)展尤其看好，其也受邀在2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)發(fā)表致辭。

關(guān)于RISC-V在中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿?，武延軍研究員在受訪中講到，“中國(guó)發(fā)展RISC-V很明顯的優(yōu)勢(shì)是擁有一個(gè)巨量的市場(chǎng)，有大規(guī)模的計(jì)算機(jī)工程師團(tuán)隊(duì)和專業(yè)人才，同時(shí)有足夠豐富的應(yīng)用場(chǎng)景能夠充分發(fā)揮RISC-V的多樣性。RISC-V是中國(guó)第一個(gè)從發(fā)展初期就可以深度參與、發(fā)揮核心貢獻(xiàn)的全球范圍的新指令集架構(gòu)、新的生態(tài)，這是一個(gè)難得的歷史機(jī)遇。”

在此，武延軍研究員提到了國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)或機(jī)構(gòu)在發(fā)展RISC-V方面的一大獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及相應(yīng)的劣勢(shì)。其中獨(dú)特優(yōu)勢(shì)為國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)或機(jī)構(gòu)在發(fā)展RISC-V時(shí)，沒(méi)有國(guó)外巨頭的歷史包袱，沒(méi)有它們已經(jīng)存在的商業(yè)利益或者技能上的慣性，使我們有機(jī)會(huì)從一個(gè)全新的視角、一個(gè)全新的架構(gòu)下面去做一些開(kāi)創(chuàng)性工作；相應(yīng)的劣勢(shì)為國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)或機(jī)構(gòu)在很多技術(shù)領(lǐng)域沒(méi)有國(guó)外巨頭在歷史上積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，在處理器和基礎(chǔ)軟件方面的高端核心人才儲(chǔ)備以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)儲(chǔ)備存在一定差距。

孟建熠博士也認(rèn)為，RISC-V對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)的一個(gè)巨大價(jià)值在于，中國(guó)可以和世界同步研究一個(gè)架構(gòu)，參與度相較于過(guò)往的架構(gòu)高很多。當(dāng)前，RISC-V在中國(guó)的落地，至少跟國(guó)外可以做到同步。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，RISC-V核心目前100億顆的累計(jì)出貨中，中國(guó)企業(yè)貢獻(xiàn)了一半。

不過(guò)他也強(qiáng)調(diào)，目前RISC-V在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的“難點(diǎn)”在于還需要大家把整個(gè)架構(gòu)不斷地做得穩(wěn)定、可靠，然后整個(gè)上層的軟件適配就會(huì)變得更加容易，軟件越來(lái)越豐富之后，要做的事情就是往各個(gè)縱深的方向去發(fā)展。

以未來(lái)的角度看RISC-V

從2022 RISC-V中國(guó)峰會(huì)上的信息動(dòng)態(tài)不難看出，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，RISC-V發(fā)展的一大重要方向是沖擊高性能計(jì)算市場(chǎng)。

過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)，RISC-V發(fā)展取得了積極的進(jìn)步，當(dāng)然這其中也有很多不足。比如阿里平頭哥“無(wú)劍600”以及躍昉科技RISC-V旗艦SoC 芯片NB2發(fā)布時(shí)都提到了，目前大部分RISC-V應(yīng)用主要集中在中低端的IoT領(lǐng)域，尚未實(shí)現(xiàn)高性能芯片的商用突破。

武延軍研究員認(rèn)為，RISC-V走向高性能是一個(gè)必然的趨勢(shì)?！巴咝阅苋グl(fā)展，對(duì)于上面的軟件生態(tài)是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。可以看到目前還有很多核心的基礎(chǔ)軟件沒(méi)有很好地跑在RISC-V平臺(tái)上。這里可能會(huì)有指令集規(guī)范還不成熟的問(wèn)題，但更多的是這些基礎(chǔ)軟件包之前都是在x86和ARM平臺(tái)上面跑，從維護(hù)者、社區(qū)的角度，還沒(méi)有把RISC-V當(dāng)成Tier-1或者First-Class-Citizen去對(duì)待。這里面有理念問(wèn)題，有投入問(wèn)題，也有商業(yè)利益回報(bào)問(wèn)題?！?br />
“中科院軟件所一直希望能夠走通一條軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和優(yōu)化的道路，而RISC-V幾乎是一個(gè)必然的選擇，因?yàn)樵趧e的平臺(tái)上，軟件上的一些優(yōu)化設(shè)計(jì)未必能夠在硬件上得到體現(xiàn)和支持。”他進(jìn)一步補(bǔ)充到。

在硬件層面，武延軍研究員指出，RISC-V給異構(gòu)多核計(jì)算帶來(lái)了更大的可能性，帶來(lái)了更豐富的核心選擇。當(dāng)RISC-V生態(tài)發(fā)展到一定程度后，將不會(huì)再籠統(tǒng)地說(shuō)一個(gè)處理器有多少個(gè)核，主頻多少，算力多少。而是講一個(gè)處理器中有多少種類型的核心，每一個(gè)核心有怎樣的定制能力。這些不同類型的核心集中在一個(gè)平臺(tái)上，能夠滿足豐富的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

孟建熠博士則認(rèn)為，RISC-V走向高性能領(lǐng)域，需要走的路還很長(zhǎng)，要求相關(guān)公司和機(jī)構(gòu)投入大量的研發(fā)精力，加速研發(fā)力度，才能在性能上有所突破。并且，軟件生態(tài)的培育也很重要，需要業(yè)界一起拓展RISC-V應(yīng)用的廣度和深度。

另外，孟建熠博士指出，處理器的穩(wěn)定性非常重要，只有經(jīng)過(guò)量產(chǎn)檢驗(yàn)的處理器產(chǎn)品，才能真正保證處理器的穩(wěn)定性，才能有更多軟件和復(fù)雜應(yīng)用跑在穩(wěn)定的硬件上。

RISC-V和ARM如何共存

在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，RISC-V發(fā)展的一個(gè)理想結(jié)果是和x86架構(gòu)/ARM架構(gòu)“三分天下”，成為全球第三種主流處理器架構(gòu)。而如果我們將時(shí)間線再拉近一點(diǎn)的話，RISC-V和ARM架構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)是處理器領(lǐng)域的一個(gè)焦點(diǎn)話題。

對(duì)于ARM和RISC-V架構(gòu)后續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，武延軍研究員認(rèn)為，兩者預(yù)計(jì)將會(huì)達(dá)到一種融合共生的關(guān)系，就如同Linux流行之后依然還會(huì)有Unix商業(yè)操作系統(tǒng)。ARM和RISC-V架構(gòu)在后續(xù)的發(fā)展過(guò)程中也會(huì)相互借鑒，ARM從RISC-V的開(kāi)放性吸收一些優(yōu)質(zhì)特性，而RISC-V則會(huì)吸取很多ARM的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，比如更好的服務(wù)模式和商業(yè)授權(quán)模式。

孟建熠博士在談到高性能運(yùn)算領(lǐng)域的發(fā)展時(shí)講到，“在服務(wù)器上面，業(yè)界更多采用的是X86和小部分ARM架構(gòu)，因?yàn)橄鄬?duì)來(lái)講它們走的更快、更遠(yuǎn)。當(dāng)前，RISC-V架構(gòu)更多的是在IoT、邊緣這一塊，定位上是很清晰的。”

“RISC-V和ARM架構(gòu)之間不是非此即彼的，它們應(yīng)該會(huì)長(zhǎng)期共存，各自在各自領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，并相互借鑒?！彼麑?duì)此表示。