RISC-V架構(gòu)核心獲NASA認(rèn)可，中國正力推RISC-V架構(gòu)無疑是又一針強(qiáng)心劑

據(jù)悉美國創(chuàng)立不久的SiFive公司研發(fā)的RISC-V架構(gòu)核心獲得了美國宇航局(NASA)的認(rèn)可，這對(duì)于中國正力推的RISC-V架構(gòu)無疑是又一針強(qiáng)心劑，而對(duì)于ARM來說則是又一記重拳。

據(jù)悉SiFive公司研發(fā)的RISC-V架構(gòu)核心被NASA認(rèn)為具有高可靠性、低功耗、高容錯(cuò)率等特點(diǎn)，比ARM架構(gòu)更優(yōu)秀，這體現(xiàn)RISC-V架構(gòu)的優(yōu)秀，如此將有助于推動(dòng)RISC-V架構(gòu)進(jìn)一步獲得全球芯片行業(yè)的認(rèn)可。

RISC-V架構(gòu)誕生于2010年，不過在頭幾年這個(gè)架構(gòu)一直不瘟不火，直到2018年中國芯片行業(yè)開始關(guān)注RISC-V架構(gòu)，到2019年華為由于眾所周知的原因無法獲得ARM的授權(quán)，中國芯片開始全力投入RISC-V陣營，至今RISC-V的19個(gè)高級(jí)成員就有12家是中國芯片企業(yè)。

自那時(shí)候起，RISC-V開始進(jìn)入飛速發(fā)展階段，尤其是以阿里平頭哥為首的國產(chǎn)芯片企業(yè)為RISC-V的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，據(jù)稱阿里平頭哥開發(fā)的RISC-V架構(gòu)芯片玄鐵910自推出以來，通過向國內(nèi)芯片企業(yè)授權(quán)，已出貨超過30億顆，在中國芯片的力推下，RISC-V架構(gòu)芯片僅花了12年時(shí)間就出貨100億顆，比ARM當(dāng)年實(shí)現(xiàn)100億顆芯片出貨量提前7年。

阿里平頭哥和國內(nèi)芯片企業(yè)基于RISC-V架構(gòu)研發(fā)的芯片被廣泛用于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，由此RISC-V架構(gòu)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)站穩(wěn)了腳跟，逐漸形成了RISC-V占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)，ARM壟斷移動(dòng)芯片市場(chǎng)，Intel則在PC處理器和服務(wù)器芯片市場(chǎng)居于主導(dǎo)地位的三足鼎立之勢(shì)。

RISC-V獲得中國芯片的青睞在于它屬于全新架構(gòu)，這就意味著歐美企業(yè)都未能獲得優(yōu)勢(shì)的專利，中國芯片基于RISC-V架構(gòu)開發(fā)芯片將不受歐美企業(yè)限制，這與ARM因?yàn)槊绹髽I(yè)貢獻(xiàn)了太多專利，導(dǎo)致ARM一直受制于美國有很大差異。

RISC-V從一開始就定位為開放架構(gòu)，任何企業(yè)、個(gè)人都可以基于RISC-V開發(fā)芯片，它的授權(quán)費(fèi)幾乎為零，這對(duì)于剛創(chuàng)業(yè)不久的中國芯片企業(yè)非常合適，可以大幅降低開發(fā)芯片的難度，而ARM架構(gòu)的授權(quán)費(fèi)雖然已很低，但是開發(fā)芯片加上流片費(fèi)用首期可能要千萬美元，這是許多創(chuàng)業(yè)芯片企業(yè)無法承受的。

當(dāng)然RISC-V架構(gòu)自身也足夠優(yōu)秀，RISC-V的開創(chuàng)者就是希望開發(fā)一個(gè)可以用成熟工藝生產(chǎn)出性能更強(qiáng)的芯片，同時(shí)進(jìn)一步降低功耗，基于這一理念，RISC-V的核心架構(gòu)比ARM更簡潔、效率更高，從SiFive公司和中國芯片基于RISC-V開發(fā)的芯片來看也證明了這一點(diǎn)。

到如今連最看重穩(wěn)定性、可靠性的NASA也選擇RISC-V架構(gòu)，無疑證明了RISC-V架構(gòu)確實(shí)足夠優(yōu)秀，這將進(jìn)一步加速RISC-V架構(gòu)在全球的發(fā)展。

在國內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)發(fā)展進(jìn)程中，越在產(chǎn)業(yè)鏈上游，相比海外市場(chǎng)的成熟度越弱些，挖掘相比之下較新的技術(shù)路線，正是其中一個(gè)成長機(jī)會(huì)點(diǎn)。

目前市場(chǎng)上大規(guī)模主流應(yīng)用的芯片架構(gòu)中，服務(wù)器市場(chǎng)霸主X86架構(gòu)以英特爾和AMD為主導(dǎo);Arm架構(gòu)在移動(dòng)終端市場(chǎng)占據(jù)超過95%份額，此前被英偉達(dá)收購未果后尋求獨(dú)立上市。

但這兩大架構(gòu)都以海外廠商為主導(dǎo)，尋求一個(gè)相對(duì)獨(dú)立且開源的芯片架構(gòu)，將對(duì)自主生態(tài)發(fā)展帶來重大意義，RISC-V就是這樣一種新架構(gòu)。

但由于起步晚于前述兩大芯片架構(gòu)，RISC-V在生態(tài)方面還遠(yuǎn)沒有達(dá)到成熟的地步。不過近些年來，各個(gè)國家都在積極對(duì)RISC-V投入研發(fā)，國內(nèi)目前多在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景積極推進(jìn)，一些高端RISC-V架構(gòu)CPU芯片也在陸續(xù)探索，產(chǎn)業(yè)角色面對(duì)汽車物聯(lián)等場(chǎng)景也在探索應(yīng)用落地。

近日舉行的第十二屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇期間，躍昉科技產(chǎn)品總監(jiān)李濤介紹道，公司聚焦面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的SoC產(chǎn)品，主要希冀解決包括目前主流架構(gòu)存在一定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、面臨相對(duì)高昂的授權(quán)費(fèi)用、功能同質(zhì)化等典型問題。據(jù)介紹，去年第四季度該公司已成功流片業(yè)界首款Full Mask(全掩膜流片)的RISC-V架構(gòu)高端應(yīng)用處理器NB2。

頭豹研究院TMT行業(yè)分析師陳文廣告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，基于RISC-V功能上的優(yōu)勢(shì)且暫無一家企業(yè)占領(lǐng)主導(dǎo)地位，預(yù)判其先基于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，但隨著配套軟件等生態(tài)圈不斷完善，RISC-V有望逐步進(jìn)入PC、智能網(wǎng)聯(lián)車等領(lǐng)域，并成為世界主流CPU之一。

從源頭來說，Arm架構(gòu)也屬于一種基于RISC(精簡指令集計(jì)算)原理建立的架構(gòu)，這是其相對(duì)更適合應(yīng)用在移動(dòng)終端市場(chǎng)的原因之一。

顧名思義，RISC-V是第五代基于RISC的CPU指令集架構(gòu)，2010年由美國加州大學(xué)伯克利分校計(jì)算機(jī)科學(xué)部門發(fā)明。這是一個(gè)免費(fèi)、開放的架構(gòu)，用戶基于該架構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和拓展后，可自主選擇是否公開發(fā)行、如何商業(yè)運(yùn)營等。

相比前述兩大已經(jīng)商用多年的架構(gòu)，RISC-V目前相對(duì)主要被應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，且高端處理器產(chǎn)品偏少。

頭豹研究院TMT行業(yè)分析師陳文廣向記者分析，因?yàn)镽ISC-V架構(gòu)簡單、易于移植，具備設(shè)計(jì)成本低的特點(diǎn)，此外還有低功耗、體積小等優(yōu)勢(shì)，這些滿足了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)芯片的需求。

具體來說，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)芯片、應(yīng)用市場(chǎng)有高成本敏感性。RSIC-V開源免費(fèi)及輕量化架構(gòu)優(yōu)勢(shì)可降低芯片的研發(fā)、應(yīng)用成本，高度契合物聯(lián)網(wǎng)碎片化特征。而RISC-V的模塊化靈活設(shè)計(jì)有助于芯片研發(fā)人員對(duì)指令集進(jìn)行定制化擴(kuò)展、修改等，可滿足物聯(lián)網(wǎng)的差異化需求。

此外，相比市場(chǎng)主流X86和Arm指令集具有豐富完整的生態(tài)體系，但物聯(lián)網(wǎng)的碎片化特征，令RISC-V應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)可弱化其在生態(tài)系統(tǒng)成熟度上的劣勢(shì)。

在芯片的研發(fā)和設(shè)計(jì)方面，我國一直十分依賴歐美國家的芯片架構(gòu)。但隨著國產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，國產(chǎn)芯片已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。關(guān)于“準(zhǔn)國產(chǎn)芯”的研發(fā)，中科院頻頻傳來好消息。在上海科技大學(xué)展開的首屆RISC-V峰會(huì)上，中科院大學(xué)教授包云崗?fù)瞥隽恕跋闵健?，這是首個(gè)國產(chǎn)開源高性能RISC-V處理器的核心部分，意味著“準(zhǔn)國產(chǎn)芯”即將出現(xiàn)在大眾面前。

“雁棲湖”還需要優(yōu)化，“香山”與國產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行合作

在RISC-V架構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)不僅可以應(yīng)用在工業(yè)界，而且可以支持學(xué)術(shù)界創(chuàng)新理念的存活時(shí)間可長達(dá)30年的處理器，這是中科院研發(fā)“香山”的主要目的。根據(jù)公開資料顯示，“湖”是香山處理器的架構(gòu)代號(hào)，第一版香山架構(gòu)的名稱是“雁棲湖”，這是為了紀(jì)念“創(chuàng)始人”中科院大學(xué)而命名的。

在中科院的努力研發(fā)之下，“雁棲湖”的頻率達(dá)到了1.3GHz，今年有望基于臺(tái)積電的28nm芯片工藝流片。第二版香山架構(gòu)的名稱是“南湖”，理想的頻率達(dá)到了2GHz，目標(biāo)是基于中芯國際的14nm芯片工藝流片。

與“雁棲湖”架構(gòu)實(shí)力不相上下的是ARM公司的A72或A73架構(gòu)，在發(fā)射寬度上，“雁棲湖”基本與ARM公司的部分高端處理器核處于同一水平。不過，“雁棲湖”架構(gòu)依然需要繼續(xù)升級(jí)優(yōu)化。值得一提的是，“香山”使用的處理器是完全開源的RISC-V，目前已經(jīng)與大部分國產(chǎn)企業(yè)展開了密切的合作，包括字節(jié)跳動(dòng)、優(yōu)矽科技公司、ESWIN等，通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手共同推進(jìn)國產(chǎn)架構(gòu)的開發(fā)設(shè)計(jì)。

避開美國技術(shù)的限制，實(shí)現(xiàn)“準(zhǔn)國產(chǎn)芯”目標(biāo)

關(guān)于RISC-V處理器成功避開美國技術(shù)，成為“準(zhǔn)國產(chǎn)芯”的處理器問題，主要是因?yàn)橐韵聝蓚€(gè)原因。

其一： RISC-V架構(gòu)是完全面向大眾開放的，用戶不需要支付任何授權(quán)費(fèi)用，這個(gè)特點(diǎn)讓RISC-V架構(gòu)顯得與眾不同，并且突破了芯片市場(chǎng)的壁壘。

其二： 基于RISC-V架構(gòu)，開發(fā)者可以自行更改源代碼，不會(huì)受到任何因素的限制，這個(gè)特點(diǎn)讓RISC-V架構(gòu)擁有更多可能性。