哪种嵌入式处理器架构将引领未来十年的发展？

作者：e络盟亚太区业务总裁朱伟弟

一段时间以来，许多工程师和开发人员一直在讨论嵌入式处理器架构的未来。

虽然嵌入式芯片架构市场上有明确的引领者，但该行业正在快速扩张，预计未来几年将出现许多新的机会。当然，在这样的热门行业中，永远有创新技术和新产品的一席之地。

因此，关键的问题仍然是——哪种技术将在未来十年主导市场？

目前引领行业的三大产品

凭借80多年的电子元器件分销经验，e络盟对嵌入式芯片市场有着深刻了解。目前市场上有三种具有竞争性的产品：x86、ARM和RISC-V微处理器。这三种指令集架构（ISA）代表了截然不同的方法。

这些ISA并不专门用于嵌入式应用。x86（英特尔和AMD）处理器通常主要用于计算机和服务器，而ARM（高通和联发科)处理器通常是智能手机和平板电脑的首选架构,它在当前主导市场的嵌入式系统中应用广泛。最新出场的RISC-V构思于2011年，是在第一个ARM处理器生产的26年后。

通过观察这些不同应用的产品可以发现，RISC-V和ARM处理器基于精简指令集计算（RISC），而x86处理器使用复杂指令集计算(CISC)。当然，两者各有优缺点，这也是市场观察者意见不一的原因。然而，在嵌入式系统中，RISC架构的低功耗使得它们更适用于功率有限的应用，特别是需要电池供电的设备。

开放标准和封闭标准

x86是英特尔的专有技术，但AMD开发出了兼容的处理器，可以运行相同的代码。ARM也是一个专有ISA，将它与处理器内核的设计一起授权给公司以实现指令集。然而，RISC-V采用了一种迥然不同的方法。它是一个开放标准的ISA，这意味着任何人都可以使用它来设计自己的芯片，而无需支付任何许可费用。此外，开发人员还可以进行定制。

据Semico Research在2019年的一项研究，越来越多不同规模的公司开始设计RISC-V解决方案，预计到2025年市场将消耗624亿个RISC-V内核（其中工业领域将占167亿）。这大约是2022年ARM内核出货量的两倍。

然而，工程师们似乎不相信这种向RISC-V的迁移将会成为现实。他们中的大多数人参加了e络盟社区最近的一项调查，他们认为该行业将由32位架构主导。

模块化RISC ISA

考虑到不同嵌入式软件架构的相对优势，51%的受访者认为ARM将在未来十年主导市场。相比之下，23%的人支持RISC-V，13%的人选择x86。在余下13%的受访者中，大多数人认为未来十年内更有可能出现一种新的架构主导市场，取代所有的现有架构，包括像MIPS这样的现有架构。

加州Grand View Research的数据显示，近一半的嵌入式市场是32位架构，因此工程师们认为32位或64位架构将占据主导地位也就不足为奇了。有趣的是，他们认为，虽然开源RISC-V可能成本更低、灵活性更低，但并不会因此比专有ISA更具吸引力。

然而，ARM已经获得了许多工程师和嵌入式企业的信任。他们投资开发这种体系结构的专业知识，编写可重用的代码，并购买了许多新的开发工具。尽管ARM在短期时间内存在一些不确定性，包括在2023年末进行首次公开募股，但市场对这种对架构仍具有信心。

迎合所有市场需求

在e络盟接触过的工程师和开发人员中，不到四分之一的人认为RISC-V将在未来十年内成为主流嵌入式处理器架构；与此相比，由于对PC优化的关注往往意味着基于这种架构的处理器不太适合嵌入式应用，而且物联网革命正在推动对极低功耗、电池供电的嵌入式产品的巨大需求，因此x86在调查中的结果是意料之中的。尽管如此，在可预见的未来，x86架构仍有望在大量嵌入式系统中应用。

无论市场的走向如何，e络盟都将会迎合所有市场需求。嵌入式处理器市场的从业者必须密切关注趋势和发展，否则难免会被一个不成功的架构所捆绑，从而导致市场上处理器数量减少的风险。如果工程师和开发人员选错方向，可能会使市场上的产品选择减少，从而导致他们只能在设计中使用不太理想的设备。如果市场能够朝着满足各种用户需求的方向发展，他们也就不用考虑这个问题了。