ARM與RISC-V之爭 后起之秀的優(yōu)勢在哪兒？

從2010年夏天開始，伯克利研究團隊大約花了四年的時間，設計和開發(fā)了一套完整的新的指令集。這個新的指令集叫做RISC-V，指令集從2014年正式發(fā)布之初就受到多方質(zhì)疑，到2017年印度政府表示將大力資助基于RISC-V的處理器項目，使RISC-V成為了印度的事實國家指令集。再到今年國內(nèi)從國家政策層面對于RISC-V進行支持，上海成為國內(nèi)第一個將RISC-V列入政府扶持對象的城市。IBM、NXP、西部數(shù)據(jù)、英偉達、高通、三星、谷歌、特斯拉、華為、中天微、中興微、阿里、高云、中科院計算所等國內(nèi)外150多家企業(yè)與科研機構(gòu)的加入RISC-V陣營。

經(jīng)過短短幾年時間，RISC-V不僅有政策的支持，企業(yè)和學術(shù)圈對這個開源指令集的關注度不斷提高，甚至讓Arm也感受到了壓力。因為自RlSC-V 2010年在伯克利大學誕生以來，業(yè)界出現(xiàn)最多的一個聲音就是，RISC-V可能改變現(xiàn)有的由Arm和Intel X86主導的處理器架構(gòu)競爭格局，尤其將會對Arm在消費類、IoT等嵌入式市場造成沖擊。

ARM與RISC-V的區(qū)別

ARM架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)都源自1980年代的精簡指令計算機RISC。兩者最大的不同就在于其推崇的大道至簡的技術(shù)風格和徹底開放的模式。ARM是一種封閉的指令集架構(gòu)，眾多只用ARM架構(gòu)的廠商，只能根據(jù)自身需求，調(diào)整產(chǎn)品頻率和功耗，不得改變原有設計，經(jīng)過幾十年的發(fā)展演變，CPU架構(gòu)變得極為復雜和冗繁，ARM架構(gòu)文檔長達數(shù)千頁，指令數(shù)目復雜，版本眾多，彼此之間既不兼容，也不支持模塊化，并且存在著高昂的專利和架構(gòu)授權(quán)問題。反觀RISC-V，在設計之初，就定位為是一種完全開源的架構(gòu)，規(guī)避了計算機體系幾十年發(fā)展的彎路，架構(gòu)文檔只有二百多頁，基本指令數(shù)目僅40多條，同時一套指令集支持所有架構(gòu)，模塊化使得用戶可根據(jù)需求自由定制，配置不同的指令子集。

未來ARM和RISC-V的競爭將會何去何從？

目前ARM占據(jù)了以移動設備為代表的處理器IP的絕大部分市場，而RISC-V則是后起之秀。那么，未來會何去何從呢？

ARM與RISC-V的競爭有點像上世紀末的Windows和Linux之爭，ARM和RISC-V的未來競爭格局也可能類似。首先幾乎可以肯定的是，在ARM的傳統(tǒng)優(yōu)勢領域，即手機領域，RISC-V基本沒有機會，因為手機經(jīng)過十年迭代后不太會徹底改變處理器內(nèi)核了，這也和目前Windows經(jīng)過二十多年風雨仍然是PC市場操作系統(tǒng)龍頭老大一樣。但是，在新興的領域，RISC-V和ARM都處于同一起跑線上，而RISC-V憑著指令集開源等特性很有可能可以擊敗ARM，或者至少能夠占據(jù)可觀的市場份額。目前這樣的新興市場主要是物聯(lián)網(wǎng)市場。物聯(lián)網(wǎng)市場有長尾化的特性，擁有眾多細分市場，同時對于功耗有很高的要求，因此對于可以針對不同應用靈活修改指令集和芯片架構(gòu)設計的RISC-V有優(yōu)勢，相比之下使用ARM往往只能做一個標準化設計，很難實現(xiàn)差異化。此外，物聯(lián)網(wǎng)市場對于成本較敏感，RISC-V免費授權(quán)的特點對于芯片廠商也很重要。

在RISC-V基金會名單中，我們可以看到高通、聯(lián)發(fā)科這樣重點布局物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)。而在目前很火的AI芯片市場，ARM和RISC-V則尚看不出明顯的優(yōu)劣。這是因為高性能AI芯片中無論是使用ARM還是RISC-V的核，主要都是作為控制器來使用，最主要的也是最核心的計算單元往往是電路設計師自行設計而不會使用IP；另一方面AI芯片的利潤空間往往較大，因此RISC-V的免費的特點并沒有帶來特別大的優(yōu)勢。