什么是RISC-V？RISC-V對(duì)戰(zhàn)Arm：贏、輸或平局？

近日，高通宣布將聯(lián)合恩智浦、博世、英飛凌科技和Nordic Semiconductors等芯片制造商成立一家新公司，旨在推進(jìn)開源 RISC-V 架構(gòu)。此舉被認(rèn)為是為了減少對(duì) Arm 許可技術(shù)的依賴。

新公司成立于德國(guó)，最初的應(yīng)用重點(diǎn)將是汽車領(lǐng)域，但最終目標(biāo)是開發(fā)適用于物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備的產(chǎn)品。換句話說，生產(chǎn)了眾多手機(jī)芯片的高通公司最終可能會(huì)轉(zhuǎn)向生產(chǎn) RISC-V 芯片。

新公司最終落地時(shí)間將取決于各國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)進(jìn)程。

什么是RISC-V？

當(dāng)前世界上主流的指令集為x86和Arm，前者主要應(yīng)用在個(gè)人電腦和服務(wù)器，后者則在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上見長(zhǎng)。

過去數(shù)十年來，x86和Arm在行業(yè)內(nèi)處于壟斷地位，行業(yè)廠商只能在二者之間進(jìn)行選擇。其中，x86由英特爾和AMD主導(dǎo)，僅對(duì)少數(shù)公司開放；Arm由一家英國(guó)公司掌握，需支付高昂的技術(shù)授權(quán)費(fèi)才可以使用。

芯片設(shè)計(jì)公司亟需打破這一雙寡頭壟斷的尷尬局面，而新指令集RISC-V讓廠商們看到了更多的可能性。

RISC-V是一種開源指令集架構(gòu)(ISA)，最初由加州伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)，于2011年5月正式發(fā)布第一版。該指令集設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，采用了基礎(chǔ)指令集與擴(kuò)展指令集的方式，它的設(shè)計(jì)非常靈活，適用于盡可能廣泛的潛在芯片設(shè)計(jì)和應(yīng)用，由于是開源架構(gòu)，任何人都可以無償將其用于設(shè)計(jì)。

博世在聲明中稱，RISC-V的核心是鼓勵(lì)創(chuàng)新，允許任何公司基于開源指令集來開發(fā)尖端的定制芯片，對(duì)RISC-V技術(shù)的進(jìn)一步采用將促進(jìn)電子行業(yè)的多樣性，將減輕小型和新興公司的進(jìn)入門檻，并為成熟公司提高業(yè)務(wù)可擴(kuò)展性。

RISC-V對(duì) Arm 的威脅

目前大家普遍認(rèn)為，這家尚未命名的 RISC-V 合資企業(yè)的創(chuàng)建是為了創(chuàng)造一種 Arm的替代方案，可能會(huì)使用開源硬件設(shè)計(jì)來降低成本。此外，就連 Arm 在芯片市場(chǎng)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手英特爾也涉足 RISC-V，英特爾在 2022 年為支持開源芯片的代工服務(wù)貢獻(xiàn)了 10 億美元。

RISC-V對(duì)Arm構(gòu)成威脅原因在于RISC-V采用了開源許可，這使得公司有可能避開Arm收取的與其指令集兼容的芯片費(fèi)用。

此外，RISC-V為公司提供了一種避免受Arm影響的方式。作為硬件合作伙伴，Arm 近年來變得越發(fā)不穩(wěn)定。Arm的母公司軟銀對(duì)Arm當(dāng)前的商業(yè)模式感到不滿，一直在尋求變現(xiàn)的途徑。曾有一段時(shí)間，軟銀似乎打算將Arm出售給英偉達(dá)，但由于監(jiān)管機(jī)構(gòu)的干預(yù)，這一想法被否決，隨后軟銀轉(zhuǎn)而計(jì)劃進(jìn)行IPO。現(xiàn)在，Arm告知客戶，他們應(yīng)該預(yù)料到其商業(yè)模式將會(huì)發(fā)生“徹底變革”，計(jì)劃為芯片許可收取“數(shù)倍”的費(fèi)用。

RISC-V對(duì)戰(zhàn)Arm ：贏、輸或平局？

當(dāng)前，Arm公司與高通關(guān)系頗為微妙。2022年8月，高通與Arm就Nuvia公司專利授權(quán)問題展開訴訟，Arm認(rèn)為高通收購(gòu)Nuvia時(shí)未獲Arm同意，不能將Nuvia基于Arm架構(gòu)設(shè)計(jì)的定制化處理器核直接用在高通產(chǎn)品上。高通則認(rèn)為，無論依據(jù)合同法還是其他法律，Arm都無權(quán)對(duì)高通或Nuvia的創(chuàng)新活動(dòng)加以干涉。這一爭(zhēng)端仍在持續(xù)進(jìn)行中。

此次成立合資公司的5家企業(yè)同樣均為汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域的主要玩家。其中，英飛凌和恩智浦是全球前二大車用半導(dǎo)體廠商，2022年市場(chǎng)份額分別為12.4%和11.6%。高通最新發(fā)布的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，今年二季度汽車芯片銷售收入達(dá)到4.34億美元，同比上升13%。

根據(jù)Counterpoint Research預(yù)測(cè)，到2025年，RISC-V 處理器累計(jì)出貨量將超過800億顆，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)114.9%。屆時(shí)，RISC-V將在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)應(yīng)用和汽車領(lǐng)域的市場(chǎng)份額分別達(dá)到28%、12%和10%。

當(dāng)然，堅(jiān)持使用Arm的一個(gè)重要原因在于一切都與其兼容。硬件、操作系統(tǒng)、編譯器、開發(fā)工具、應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)以及制造移動(dòng)設(shè)備所需的一切都是圍繞在Arm生態(tài)系統(tǒng)之上構(gòu)建的。這是RISC-V需要趕上的最重要領(lǐng)域。

最近的一大消息是，谷歌計(jì)劃將RISC-V打造成Android的一級(jí)架構(gòu)。2D Android應(yīng)用程序采用Java編寫，并在編譯時(shí)適配處理器（有時(shí)在云端進(jìn)行），因此相當(dāng)一部分RISC-V應(yīng)用支持將會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。谷歌的移植工作仍在進(jìn)行中，最新的路線圖表明計(jì)劃在2024年推出工作中的公開版本，而模擬器和NDK（用于非Java代碼，如3D游戲的SDK）等內(nèi)容將在明年推出。

與 Arm 相比，RISC-V 的開發(fā)仍然落后很多年。但兩者差距已經(jīng)比幾年前要小得多，而且只有在高性能領(lǐng)域差異才會(huì)比較大。未來這一差距肯定也會(huì)進(jìn)一步縮小。

審核編輯：劉清