RISC－V能成为“中国芯”的新希望吗

说到中美贸易问题，不得不说到芯片——不管是对于中兴还是华为，最终都被芯片“卡住”脖子。

但中兴与华为又有些许不同：中兴芯片主要来源于采购，一旦断供，中兴无“芯”可用；而华为虽然具备芯片设计的能力，但其主要采用arm架构，同时芯片生产过程中采用了大量美国专利——目前涉及美国专利的相关软件及硬件，均无法为华为生产任何芯片。

而在近期，中国中国科学院大学公布了首期“一生一芯”计划成果——在国内首次以流片为目标，由5位2016级本科生主导完成一款64位RISC－V处理器SoC芯片设计并实现流片，芯片能成功运行Linux操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统UCAS－Core。

这一消息不免有点振奋人心——中国能否通过RISC－V，从而避免再次被国外企业“卡”脖子？

然而，RISC－V并不是一款新技术，但随着RISC－V多年来的发展，逐渐被人们认定为其未来将成为arm的替代者！

RISC－V为何成为突破口？

RISC－V（读作RISC Five），意思是第五代精简指令处理器，该项目2010年始于加州大学伯克利分校，但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。

RISC－V作为全新的指令集架构，与大多数指令集相比，RISC－V指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC－V芯片和软件而不必支付给任何公司专利费。

据了解，ARM的芯片设计就是基于早期的RISC架构，为了遏制RISC－V崛起，AMR还曾做过一个域名为riscv－basics．com的网站，从成本、生态系统、碎片化风险、安全性和设计保证上对RISC－V进行攻击。

由此可见，RISC－V已经与ARM形成了竞争，而对于x86来说也同样如此。简单点来说，RISC－V的应用，已经对英特尔、AMD等企业产生了一定的影响。

但就目前而言，在PC和服务器市场，RISC－V面对地固根深的x86而言，并不会掀起太多浪花。但在物联网产业中，RISC－V已经成为主流。

据了解，相对于传统的x86和Arm架构，RISC－V具有三个优势， 即精简、模块化和可扩展性。

（1）精简

RISC－V的基本指令集RV32I只有47条指令，而x86指令集已经超过1400条，arm指令集也增加到1200条。同时，x86和arm以每月两条的速度在增加，而RISC－V不会继续增加任何指令集。

与此同时，RISC－V晶粒仅仅只有0．14mm2，其处理器占用面积可以有效缩小。

（2）模块化

由于RV32I是固定不变的，可以为编译器编写者、操作系统开发人员和汇编语言程序员提供了稳定的目标；

（3）可扩展性

由于RISC－V采用了标准扩展，根据应用的需要，硬件可以包含或不包含这些扩展。但扩展有严格限制，给客户提供了专属的定制化空间，不会出现碎片化现象。

基于这些特点，RISC－V在物联网产业中得到全面的应用——由于物联网产业规模大、碎片化严重等，RISC－V可以根据物联网产品的需求进行快速搭建，满足物联网市场的各类需求。

为此，大量企业在RISC－V中布局，其中不仅仅是英伟达、谷歌、西数等企业，还有国内的华米、君正等企业。同时，国内为了加快RISC－V的布局，中科院计算所牵头成立了中国开放指令生态（RISC－V）联盟。

除此之外，上海市政府还出台了专门针对RISC－V的扶持政策，从而让RISC－V在国内得到快速发展及应用。

虽然从表面上看，RISC－V似乎已经成为未来中国的发展方向，但对于中国而言，RISC－V已经遇到了“瓶颈”。

RISC－V的“瓶颈”

当我们一次又一次的说RISC－V是开源架构的时候，2020年2月18日，RISC－V基金会董事长Krste Asanovic在其官网上出人意料地发布了一篇博客《RISC－V不是开源处理器》。

据Krste Asanovic说道，RISC－V开源的仅仅是指令集架构。即RISC－V虽然开源了，但如果基于指令集进行处理器的研发，对于企业来说是一个沉重的负担。

为了避免这一问题，RISC－V基金会与部分企业展开了合作，让有能力的芯片设计企业在RISC－V架构的基础上加入了很多属于自己的IP进行扩展，推出自己基于RISC－V设计的商业IP——但这部分处理器并非免费，而是作为付费使用。而在这一过程中，不同企业的处理器规格及标准并不相同。

而对于中国企业而言，大部分企业自身并不具备相关的设计能力——就目前而言，仅有小部分企业能够实现对RISC－V进行扩展，大部分企业依然是选择采购成品处理器。

除此之外，RISC－V虽然经过数年的高速发展，但就目前而言并未形成完善的生态链——发展时间相对较短，还未形成良好的使用环境。而arm及x86在多年的发展下，其处理器已经涵盖所有行业及市场，价格更是从数元到千元均有布局。

特别是在市场中，由于RISC－V尚未有革命性的变化，导致大量参与企业只能进行处理器设计及生产，并销售到其他国家或企业，再无其他利润来源。

RISC－V，中国处理器的出路

为了规范RISC－V在国内的发展，国内成立了大量基于RISC－V的联盟及协会，对于整个行业来说，RISC－V已经呈现出超越arm及x86的趋势，但就技术方面而言，RISC－V更多的是弥补arm及x86在物联网产业方面的不足为主，而非取代。

但值得一提的是，RISC－V虽然有着诸多不足，但对于中国而言或许是arm及x86的替代品——对于中国而言，亟需一款能与arm及x86的相对抗的处理器，而RISC－V将是最好的“盾牌”。

当然，当中国把RISC－V完全研究透彻后，将以RISC－V为基础，研发出更适合时代发展的处理芯片。

审核编辑：符乾江