未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一

　　王?瑩?（《電子產品世界》編輯）

　　編者按：RISC-V的發展前景如何？近日，在兆易創新推出基于RISC-V內核的微控制器GD32V發布會上，倪光院士認為，未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領域形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

1 RISC-V存在的理由

　　站在全世界的視野來看，已有兩種架構存活了——Intel的X86架構，和Arm架構。

　　通常認為，成熟市場上第一名能夠活得很好，第二名還可以，第三名水深火熱。

　　在X86市場，Intel和AMD是比較舒服的，AMD至少有20%的市場份額——美國的反壟斷法不允許把AMD消滅掉。X86因為做得早，有傳統的市場基礎，特別是有強大的生態支持，因此很難撼動。Arm也很好，特別在移動領域基本不可動搖，Arm已有很成熟的商業模式。但是在其他領域，哪種架構會主導？這不好說。

　　目前芯片業有什么缺點呢？市場上近千家設計公司中，大部分都是很小的公司——只有幾十個人，由于設計芯片的負擔比較重，因此只有少數企業能承受中高端芯片的研發成本，制約了芯片領域的創新。而RISC-V指令集是可以降低處理器芯片IP成本的新模式。另外，像兆易創新這樣的大企業，也想進一步發展，所以希望有更好的新技術出來。

　　Linux開源軟件的成功給我們一個啟發：能不能把這種成功模式從軟件領域復制到硬件領域？之前也有些開源的硬件，但是都沒有成功。不過，RISC-V應該是一個很好的創新點。

2 RISC-V的優勢與短板

　　RISC-V的優勢是自由、免費，誰都可以做，只要聲明一下就可以了，但是不會像CPU一樣嚴格控制（嚴格控制的好處是不會碎片化），因此各有千秋。

　　RISC-V許可證現在來看門檻很低，誰都可以用，這非常有優勢。不過，是否會用了以后自己不開源，改進了以后慢慢形成RISC-VA，RISC-VB？這不好說。作為RISC-V聯盟，還是希望通過一定的手續使一些內容公布出來，使大家都能用上新的改進，而不是有些仍用原有的、沒有改進的，而與新的不兼容。這也是挑戰，即能不能在RISC-V發展之后共享一些經驗，防止碎片化。

3 RISC-V的應用市場

　　相比X86和Arm，RISC-V的生態環境顯然是最大的問題。但是不是那么難呢？也不一定，從某種意義上看，操作系統帶領整個生態軟件，所以比較保守地估計，RISC-V定位新的IoT（物聯網）、移動、5G、邊緣計算等。

　　IoT等新興市場顯然很好，因為對大家比較公平，X86或者是Arm在此還沒有什么新的生態。此外，人工智能、大數據這些新興領域，RISC-V也有可能首先進入。

　　我們會很保守地把RISC-V定位于新一代信息技術，但是除了移動端以外，終端服務器RISC-V也有機會進入。

　　倪院士分析道：Arm在移動領域的生態優勢目前無法撼動，因為假設一種新技術能夠做到95%、96%的兼容沒有用，只要用戶發現手機上的某APP不能用，不會認為是兼容的問題，會認為是手機壞了。這也是為何當年英特爾投資上百億美元在手機市場沒做成的原因。

　　但是在X86統治的服務器領域，RISC-V還是有機會的。Arm架構現在也在力圖進入服務器領域，包括海思、飛騰，以及我們的操作系統都有源碼，可以把這個生態移到服務器領域。目前根據測試結果，基于Arm64位CPU的功耗相當于X86的2/3，可見有功耗優勢。因此Arm在服務器里替代X86是完全可能的，服務器生態沒有問題。

4 增強話語權

　　我們希望今后增強自己的話語權。中國有那么多企業，今后中國的RISC-V基金會是不是可以介入，增加我們的話語權？美國出口管制法理論上可以加到代碼托管平臺上，下載和上傳代碼也是屬于美國出口管的范圍，這很麻煩。因此，相信中國參與RISC-V會越來越多，我們希望把RISC-V的生態繁榮起來。

　　RISC-V在中國有很多組織，除了倪院士所在的中國開放指令生態（RISC-V）聯盟外，上海還有民間聯盟——中國RISC-V產業聯盟，以及其他聯盟。希望大家加強合作，把RISC-V在中國搞起來，把官產學研商不竭的資源整合起來，使產業有更大的發展。

5 我們為什么需要支持RISC-V

　　現已流行的兩種架構短期之內沒有問題，X86和Arm若干年內都會存在。但是對于我國，領導人多次強調：關鍵核心技術買不來。這句話是實踐反復告訴我們的，不是理論。否則人家隨時斷供，罰款等也都來了。

　　從這個角度來講，X86有什么欠缺呢？生態挺好，市場現在毫無疑問，服務器也是不錯的，但是我們沒有授權。同樣，Arm也是非常流行的，目前我們能同步得到內核授權，海思和飛騰等都是買的終身架構授權。因為有錢，理論上沒有什么問題。

　　但是今后怎么樣呢？可能有問題。按照美國目前的說法，含有美國技術的成分超過25%，按照美國產品管轄就可以制裁?，F在華為海思和飛騰用的Arm技術都不會受影響，因為這是終身可用的架構授權，但是未來不清楚會怎么樣。

　　中國那么大，一方面正在現有的X86和Arm生態上繼續發展；另一方面，中國還有其他本土CPU，申威、龍芯自己可以生產了，本土CPU的生態也是在發展之中；此外，我們還有基于RISC-V的CPU，自主可控測評可望滿足要求（如表1）。軟件如果都掌握的話，生態的遷移也不是很難。

　　也許過了若干年后，經過兆易創新等本土企業的努力，世界上有一天會說CPU是三駕馬車——形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

　　希望大家共同努力，在中國首先實現這個愿景也是有可能的。

　　本文來源于科技期刊《電子產品世界》2019年第9期第1頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。