1978 年，英特爾率先推出復(fù)雜指令集架構(gòu)X86。不僅產(chǎn)品性能極強(qiáng)，在經(jīng)過一系列商業(yè)化運(yùn)作后，比如Wintel聯(lián)盟的成立，X86幾乎壟斷了PC芯片市場，開創(chuàng)了屬于X86架構(gòu)的時(shí)代。

1985年，Arm的前身Acorn公司成功研發(fā)了第一款面向低功耗、低成本場景的處理器芯片ARM1，到1990年Arm開始采用芯片IP授權(quán)的方式經(jīng)營業(yè)務(wù)，適逢此后抓住移動電話的機(jī)遇，尤其在獲得蘋果iPhone、谷歌安卓的采用后，后來全球95%的手機(jī)芯片都基于ARM框架開發(fā)。

對比之下，X86指令集架構(gòu)有40多年歷史，ARM架構(gòu)有30多年歷史，而時(shí)下正在興起的RISC-V架構(gòu)其實(shí)只有10年歷史。雖然RISC-V很年輕，但已經(jīng)有太多跡象表明，它的發(fā)展正在按下快進(jìn)鍵，留給觀望者的時(shí)間已經(jīng)不多，留給參與者的想象空間的確不小。

一

前所未有的“出貨增長”

近日，在行業(yè)媒體電子發(fā)燒友的一則報(bào)道中提及：

國內(nèi)知名的藍(lán)牙芯片設(shè)計(jì)公司——中科藍(lán)訊成立于2016年，從成立之初便開始對RISC-V架構(gòu)展開研究，2018年推出了基于RISC-V指令集架構(gòu)的藍(lán)牙芯片，并于當(dāng)年Q2開始銷售。

在不到3年的時(shí)間里，中科藍(lán)訊藍(lán)牙SoC芯片累計(jì)出貨量已經(jīng)超過10億顆，以50%以上的份額成為國內(nèi)藍(lán)牙市場的翹楚。

放眼整個(gè)RISC-V產(chǎn)業(yè)，這樣的快速發(fā)展也不是孤例。

例如阿里巴巴旗下的平頭哥半導(dǎo)體有限公司，2018年成立，2019年便發(fā)布了首枚基于RISC-V開源架構(gòu)的處理器芯片“玄鐵910”，表示其性能達(dá)到旗艦智能手機(jī)級別。在后續(xù)的媒體報(bào)道中，平頭哥處理器的授權(quán)客戶數(shù)量超過100家，授權(quán)數(shù)量超過300個(gè)，累計(jì)出貨超過10億顆，涉及無線接入、語音識別、AI視覺、智能家電、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)安全等領(lǐng)域。

另外2020年國內(nèi)知名的智能語音芯片商全志科技宣布與平頭哥達(dá)成合作，透露將基于平頭哥“玄鐵906、玄鐵902”研發(fā)新的計(jì)算芯片以用于工業(yè)控制、智能家居、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，預(yù)計(jì)在未來3年的出貨量將達(dá)到5000萬顆以上。

以及全球知名存儲廠商西部數(shù)據(jù)也在2017年時(shí)表態(tài)：將以每年10億到20億顆的出貨預(yù)期，逐步完成全線產(chǎn)品（包括機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤）遷移到RISC-V定制架構(gòu)。

甚至是業(yè)界較主流的處理器IP供應(yīng)商晶心科技，2005年成立于臺灣，2016年加入了RISC-V基金會成為創(chuàng)始會員，2018年正式宣布全面進(jìn)軍RISC-V。該公司以提供AndesCore？嵌入式處理器IP為核心，提供完整的基于處理器的解決方案，以滿足客戶對SoC硬件和軟件開發(fā)項(xiàng)目的需求。據(jù)悉，目前已有超過150家公司獲得了AndesCore？處理器IP的授權(quán)，采用晶心架構(gòu)芯片全球累計(jì)出貨量達(dá)到數(shù)十億顆。

在其他垂直細(xì)分領(lǐng)域也能見到RISC-V的身影：

成立于2016年的重慶物奇微電子推出并量產(chǎn)了基于RISC-V的電力線載波芯片，可應(yīng)用于智能表、能源管理系統(tǒng)、汽車-PEV和充電站、遠(yuǎn)程抄表設(shè)備、太陽能、工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域，2019年時(shí)披露該款芯片出貨量達(dá)到百萬顆以上。

當(dāng)然，眼下無論是百萬級、千萬級還是十億級，與ARM核心出貨量在2019年就達(dá)到的1500億相比，RISC-V的體量仍然太小。但只要回看這三五年來RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)的諸多動作，以及取得的飛速進(jìn)展，很難不去設(shè)想未來RISC-V或?qū)⒁I(lǐng)巨大的產(chǎn)業(yè)變革。

這里是一批加入到RISC-V陣營的科技企業(yè)：賽昉科技、平頭哥半導(dǎo)體、芯來科技、紫光展銳、兆易創(chuàng)新、樂鑫、中科藍(lán)訊、沁恒、中微半導(dǎo)體、華米科技、瑞薩電子、智原科技、睿思芯科、飛利信、核芯互聯(lián)、匯頂科技……據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括IP內(nèi)核與芯片設(shè)計(jì)等主要內(nèi)容在內(nèi)，中國目前有300家以上公司在關(guān)注RISC-V或以RISC-V指令集進(jìn)行開發(fā)。

二

為啥龍頭企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司都看好RISC-V？

2020年8月，美國SiFive公司宣布獲得6100萬美元E輪融資，歷來融資總額已達(dá)1．89億美元，更為重要的是其參與投資方包含了SK海力士、高通、英特爾、西部數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)家全球知名半導(dǎo)體公司。

2020年12月，中國本土RISC-V企業(yè)芯來科技宣布完成由天際資本、中關(guān)村芯創(chuàng)集成電路基金、臨芯投資、小米長江產(chǎn)業(yè)基金、藍(lán)馳創(chuàng)投、新微資本共同參與的新一輪戰(zhàn)略融資，這是繼8月小米長江產(chǎn)業(yè)基金領(lǐng)投后的2020年內(nèi)第二次融資。

當(dāng)我們細(xì)看這一系列投融資事件時(shí)，總是要探討RISC-V為何值得這些企業(yè)和機(jī)構(gòu)的積極投入，歸納下來原因主要有3點(diǎn)：

1

RISC-V是全新的指令集，是時(shí)代背景下新的機(jī)遇。

一方面，RISC-V發(fā)展時(shí)間短，架構(gòu)設(shè)計(jì)上沒有歷史包袱，采用的理念和方法較為先進(jìn)。與動輒有1000多條指令的主流架構(gòu)X86和ARM相比，RISC-V的指令不到100條，篇幅更少，即便順應(yīng)時(shí)代需求增加與AI結(jié)合等的定制化處理，最終的架構(gòu)也會相對更簡單。

另一方面，RISC-V開源的機(jī)制降低了進(jìn)入門檻，使技術(shù)觸及更多企業(yè)和開發(fā)者。RISC-V將處理器架構(gòu)開源后（RISC-V處理器并不開源，商用授權(quán)模式實(shí)為主流），對于大多數(shù)成本敏感型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，足以節(jié)省大多研發(fā)經(jīng)費(fèi)。相對應(yīng)地，2019年Arm推出新的授權(quán)模式“Flexible Access”，向中小企業(yè)拋出橄欖枝，使其不需要繳納“預(yù)付款”就可以免費(fèi)取得相關(guān)設(shè)計(jì)檔案，直到芯片正式生產(chǎn)后才按照制造數(shù)量收費(fèi)?？梢詳喽ǎ@是針對RISC-V威脅做出的一項(xiàng)應(yīng)對措施。

另外，正如賽昉科技CEO徐滔在此前接受媒體采訪時(shí)所說：“你不能去改X86的架構(gòu)，不可能改ARM的架構(gòu)，但你可以改RISC-V的，這可以讓你自己的芯片非常有競爭力?！遍_源的價(jià)值，就濃縮體現(xiàn)在促進(jìn)開發(fā)者之間的高效協(xié)作，深入細(xì)致地服務(wù)細(xì)分市場的各類需求。

尤其在碎片化的物聯(lián)網(wǎng)市場，頭部公司以優(yōu)化技術(shù)為主要目標(biāo) ，中小型企業(yè)以提高用戶體驗(yàn)為主要目標(biāo)。當(dāng)所有企業(yè)愿意遵從同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)時(shí)，將大概率增強(qiáng)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的繁榮發(fā)展。

2

RISC-V呈現(xiàn)了可觀的商業(yè)前景。

美國高科技市場咨詢機(jī)構(gòu)Semico在2019年發(fā)布的《RISC-V市場分析：新興市場》報(bào)告中指出，預(yù)計(jì)到2025年，市場將總共消費(fèi)624億個(gè)RISC-V CPU核心，RISC-V內(nèi)核在2018-2025年間的年均復(fù)合增長率將高達(dá)146．2%。

市場研究公司Tractica也預(yù)測，RISC-V的IP和軟件工具市場在2018年為5200萬美元，到2025年時(shí)將增長至11億美元。

雖然這與ARM IP在2017年就達(dá)到的16億美元的領(lǐng)先市場規(guī)模存在差距，但憑借RISC-V具有的獨(dú)特優(yōu)勢，適逢未來全球智能手機(jī)的發(fā)貨數(shù)量將保持在穩(wěn)定水平，相對的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)貨數(shù)量將不斷攀升，到2025年將享有百億規(guī)模的設(shè)備連接數(shù)量，以及萬億美元規(guī)模的產(chǎn)業(yè)空間。

可以預(yù)見，主要面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的RISC-V指令集架構(gòu)，將迎來乘勢而上的最寶貴窗口期。

3

RISC-V尚未一家獨(dú)大，發(fā)展模式不受限。

在很大程度上，大到數(shù)據(jù)中心，小到消費(fèi)電子產(chǎn)品，都有企業(yè)在認(rèn)真考慮RISC-V是否能在這樣的場景中應(yīng)用。

我們可以認(rèn)為，短期內(nèi)ARM架構(gòu)依然會占據(jù)中高端市場，RISC-V主要在一些碎片化的新興市場展開應(yīng)用，比如物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的輕終端場景，這些場景有低功耗低成本的需求，但是往往程序不用大改、對軟件生態(tài)的依賴性不高、出貨量又很大，符合RISC-V階段性的發(fā)展目標(biāo)。

由此，在物聯(lián)網(wǎng)廣大的市場中，找到利基市場，即便不成為代表整個(gè)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，同樣也能很好的發(fā)展業(yè)務(wù)。

另外，關(guān)于RISC-V的應(yīng)用暢想也不止于此。

去年，SiFive首席技術(shù)官Yunsup Lee表示現(xiàn)在已經(jīng)接近RISC-V的黃金時(shí)代了，RISC-V雖然還沒有準(zhǔn)備好在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中運(yùn)營，但很多人和很多公司正在努力將這些垂直行業(yè)的各種問題放在一起解決。另一位SiFive首席執(zhí)行官Naveed Sherwani則預(yù)測，不久后RISC-V可能就會進(jìn)軍手機(jī)市場……

這些設(shè)想是否有可行性？或許此處還不能妄下結(jié)論，但不知不覺間，市場中的疑問已經(jīng)從“為什么要用RISC-V”，變成了“為什么不用RISC-V”。至于為什么不用？很多情況下并不是RISC-V在技術(shù)上存在難以提升的困難，而是要在壟斷者的包圍下構(gòu)建屬于RISC-V在領(lǐng)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，這是最為困難的。

三

一些爭議，一些憧憬

最早期時(shí)，Arm曾發(fā)文質(zhì)疑RISC-V在成本、生態(tài)系統(tǒng)、碎片化、安全性、設(shè)計(jì)保證方面的問題。

此后，有玩家表態(tài)RISC-V不存在IP碎片化的缺點(diǎn)，原因是RISC-V基金會所制定的審核機(jī)制，有效進(jìn)行了指令集模塊的維護(hù);有玩家坦誠RISC-V架構(gòu)出現(xiàn)時(shí)間晚，適配軟件和工具沉淀不足，生態(tài)環(huán)境的確不夠成熟;也有玩家針對“基金會允許使用者不披露使用情況”這條規(guī)定，傳達(dá)出對RISC-V后期兼容性的擔(dān)憂……

另外，關(guān)于RISC-V何時(shí)會真正爆發(fā)這一點(diǎn)，在大多數(shù)從業(yè)者看來其實(shí)是一個(gè)難解的問題。因?yàn)楹臀锫?lián)網(wǎng)一樣，RISC-V的爆發(fā)點(diǎn)大概率也是和某個(gè)垂直行業(yè)相關(guān)的，也許是可穿戴，也許是高性能耳機(jī)，也許還有其他。也許最終爆發(fā)的具體時(shí)間點(diǎn)，會是一段潤物細(xì)無聲的記錄。

總而言之，回歸到指令集的概念，它是一個(gè)CPU世界的游戲規(guī)則，是系統(tǒng)軟件和硬件工程師共同遵從的法條。當(dāng)新的智聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來臨，又有誰會不期待在新的規(guī)則下，產(chǎn)生新的引領(lǐng)者和跟隨者呢？

參考資料：

電子發(fā)燒友網(wǎng)，程文智，《當(dāng)你還在觀望時(shí)，別人RISC-V芯片的出貨量已經(jīng)超過10億顆》

愛集微APP，《賽昉科技：將把順德開源芯片研究院打造全球最大RISC-V生態(tài)基地》

半導(dǎo)體行業(yè)觀察，《分析機(jī)構(gòu)：RISC-V內(nèi)核出貨量未來幾年將飆升》

機(jī)器之心，《1瓦功耗，5GHz頻率：全球最快Risc-V芯片出世，效率超越蘋果M1》

電子創(chuàng)新網(wǎng)張國斌，《意義重大！全球首款RISC-V單板計(jì)算機(jī)發(fā)布了！》

包云崗，《從技術(shù)的角度看，RISC-V 對芯片發(fā)展、科技自主起到哪些作用？》

責(zé)任編輯：xj