RISC-V架构呼声高涨

近两年国内对于RISC-V架构的呼声越来越高,原因很简单,自“中兴事件”后,国内开始力推RISC-V架构。

一直以来,我国芯片产业发展一直被国外压制,尤其是ARM、英特尔等芯片严格的知识产权保护体系。不仅在芯片研发上无法获得授权,即是能获得授权,也要缴纳极其昂贵的授权费,绝大多数小微初创企业根本难以承受。

更重要的是,RISC-V由国际开源芯片技术组织RISC-V基金会运营,它并非是由单一的美国公司开发的技术。这也意味着,非美系企业在采用RISC-V架构进行开源芯片研发时,能更好地避免受到美国芯片霸权主义的影响和制约。随着半导体、物联网、云计算等新兴产业出现,X86与ARM架构相对封闭及成本昂贵的特性让企业不得不去寻找更好地解决办法,因此RISC-V架构的开放生态体系逐渐受到科技企业的青睐。

RISC-V最大的特性在于“精简”。虽然与ARM同属于精简指令集架构,但因RISC-V是近年来才推出,没有背负向后兼容的历史包袱,架构短小精悍。相比于x86和ARM动辄几百数千页,RISC-V的规范文档仅有145页,且“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。

优势一:模块化与指令数目少

·模块化:RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起,并试图通过一套统一的架构来满足各种不同的应用场景,这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。

·指令数目少:受益于短小精悍的架构以及模块化的特性,RISC-V架构的指令数目非常的简洁。基本的RISC-V指令数目仅有40多条,加上其他的模块化扩展指令也总共只有几十条指令。

优势二:开源,彻底免费开放

·RISC-V全面开源,且具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境(IDE),其开源的特性允许任何用户自由修改、扩展,从而能满足量身定制的需求,大大降低指令集修改的门槛。相比同类产品,ARM需要支付高昂的IP费用才可使用,甚至需支付“预付款”才可看到细节。

未来可堪大用

在历史的长河中,处理器架构一直被X86/ARM两大阵营所垄断。两者之间最大的区别在于,X86架构由于其封闭性,相对于ARM架构成本更高,但有着更高的性能、更快的速度和兼容性。由Intel推动的x86架构市场已经相当庞大,几乎从传统PC到数据中心规模的服务器都会使用x86架构处理器,同时相关软件带动的应用服务也有长达40年的发展历史。

ARM以授权为主,强开放性给予高自主开发空间。从生态开放性上,ARM架构最早由爱康电脑公司设计开发,区别于X86架构的封闭生态(Intel ),目前ARM并不出售芯片,而是采用授权方式,使得其他半导体厂商能够在授权架构基础上使用和开发新产品,授权方式包括有,架构/指令集层级授权(可以对架构进行对付改造)、IP核授权(内核基础上修改缓存、频率等)、使用层级授权(不可修改,直接使用设计完成的芯片),大大提高了透明度、开放性和适用范围。

随着物联网时代的来临,而RISC-V作为新兴架构,以其精简的体量,或许在未来的IoT领域中能取得绝对的优势。目前,RISC-V国际协会在全球范围内的会员数已达到300家,包括谷歌、IBM、阿里云、西部数据、华为等众多海内外顶级科技公司。国内方面来看,中国RISC-V产业联盟由海内外RISC-V领域重点企业、研究机构、和行业协会发起成立,芯原控股公司担任联盟首任理事长单位,北京君正、晶心科技、芯来科技、致象尔微电子担任联盟副理事长,目前已有五十余家RISC-V领域相关企业以及十余家大学和研究机构加入。

虽然说ARM和英特尔在全球几十年的垄断格局绝非一朝一夕就能打破,但如今RISC-V架构的诞生无疑给国内芯片产业带来了更多发展的可能,正如倪光南院士曾说过的一句话:“X86垄断,ARM太贵,RISC-V未来可堪大用!”