物联网领域的RISC-V到底有什么作用

发展迅猛的RISC-V

1978 年，英特尔率先推出复杂指令集架构X86。不仅产品性能极强，在经过一系列商业化运作后，比如Wintel联盟的成立，X86几乎垄断了PC芯片市场，开创了属于X86架构的时代。1985年，Arm的前身Acorn公司成功研发了第一款面向低功耗、低成本场景的处理器芯片ARM1，到1990年Arm开始采用芯片IP授权的方式经营业务，适逢此后抓住移动电话的机遇，尤其在获得苹果iPhone、谷歌安卓的采用后，后来全球95%的手机芯片都基于ARM框架开发。

对比之下，X86指令集架构有40多年历史，ARM架构有30多年历史，而时下正在兴起的RISC-V架构其实只有大约10年历史。虽然RISC-V很年轻，但已经有太多迹象表明，它的发展正在按下快进键。RISC-V是一个基于精简指令集(RISC)原则的开源、免费指令集架构，它的一大特点在于开源：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。

另一方面，不同于主流的x86与ARM架构指令数目多、冗余严重，文档数量庞大，导致在此两种架构上开发新操作系统或应用门槛较高，RISC-V基础指令集只有40余条，加上其他的模块化扩展指令总共不到100条，开发门槛非常低，同时，RISC-V具有功耗更低、操作系统易移植、模块化设计等优点。

得益于这些优点，RISC-V芯片发展得非常迅猛，目前累计出货量已经突破100 亿颗。作为比较，出货 100 亿颗处理器所花的时间，英特尔的X86 架构花了几十年，ARM 花了 17 年，而 RISC-V 只用了大约 10 年的时间。有数据预测，到 2025 年，采用 RISC-V 架构的处理器将突破 800 亿颗。

RISC-V，与物联网更配哦

前文说到，RISC-V的一大特点就是功耗低，这非常满足物联网产品的需求。又因为其开源的特点，方便了不同开发者做出满足物联网碎片化应用需求的芯片。据了解，高通从其产品骁龙865开始，就把RISC-V根植到SoC作为底层微控制器，原因是其满足独特要求、可定制、面积小。目前高通RISC-V芯片已广泛应用在底层管理硬件，包括手机、可穿戴设备、联网汽车、虚拟现实头戴等设备上。

阿里巴巴旗下的平头哥半导体，已实现在RISC-V架构上运行安卓12。据了解，平头哥的RISC-V相关芯片累计出货超过10亿颗，涉及无线接入、语音识别、AI视觉、智能家电、工业控制、物联网安全等领域。

中国移动旗下芯片公司芯昇科技发布了两款RISC-V内核物联网通信芯片，一颗为40nm工艺的NB-IoT芯片，另一颗为22nm工艺的Cat.1 bis芯片。据了解，这是RISC-V内核首次应用于蜂窝物联网领域。

而最近赛昉科技已在物联网安全领域落地了芯片产品，应用于居民燃气表中，是行业首款 RISC-V 物联网安全芯片，可实现与相关物联网平台的双向认证、密钥及数据的安全存储以及关键数据的加密传输等以保证数据安全通信。

在 AIoT 领域，有机构预测到 2025 年将会有 28% 的市场会被 RISC-V 所占有。考虑到RISC-V年轻的历史，达到这一成就其实并不简单。

RISC-V，还是国产替代的一条出路

事实上，在目前出货的100亿颗RISC-V架构的处理器里，有一半来自中国。RISC－V国际基金会的19个高级会员中，和中国相关的会员有12个。中国有很多的芯片厂商都在布局RISC-V，包括芯来科技、紫光展锐、兆易创新、乐鑫、中科蓝讯、全志科技、汇顶科技等等。据统计数据，包括IP内核与芯片设计等主要内容在内，中国目前有300家以上公司在关注RISC-V或以RISC-V指令集进行开发。

中国芯片公司如此关注RISC-V，一方面是因为其简洁好用，另一方面，在外国对传统架构的芯片有垄断优势，且对我国的芯片封锁日益严格的背景下，RISC-V开源的特性可以防止我国所需芯片又出现被管制的现象。之前很火的Chiplet是绕过晶圆制造技术，通过封装环节来达到更强性能，而CPU中绕开现有体系另起炉灶的一条路径就是RISC-V体系。

计算机专家，中国工程院院士，中国科学院计算技术研究所研究员倪光南表示：“未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成X86、ARM、RISC-V三分天下的格局。对RISC-V，中国只要加大投入，依靠中国科技人员的创新，有可能在CPU核心技术上获得很大的话语权。”

因此，RISC-V目前可能是国产替代的一条好出路甚至唯一出路。

写在最后

之前，RISC-V被诟病的是生态体系不够完善。最近几年，RISC-V基金会快速壮大，RISC-V的配套软件工具等生态体系不断完善，英伟达、高通、三星、谷歌、华为、阿里、Red Hat 与特斯拉等 100 多家科技公司也加入其阵营，行业也不断在围绕它构建生态系统。以后的RISC-V会越来越好用，也会从一开始的物联网领悟拓展到其它领域。

平头哥半导体副总裁孟建熠表示：RISC-V最有机会发力的领域是AI和机器学习，RISC-V架构将在一两年内应用到车规级芯片上；在数据中心方面，RISC-V架构将从AI专用芯片切入，逐步扩展至通用芯片。再加上国产替代的推动，相信RISC-V会发展得越来越好，未来更多能满足不同需求的国产RISC-V处理器会被开发出来。

编辑：黄飞