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[导读]据悉美国创立不久的SiFive公司研发的RISC-V架构核心获得了美国宇航局(NASA)的认可,这对于中国正力推的RISC-V架构无疑是又一针强心剂,而对于ARM来说则是又一记重拳。

据悉美国创立不久的SiFive公司研发的RISC-V架构核心获得了美国宇航局(NASA)的认可,这对于中国正力推的RISC-V架构无疑是又一针强心剂,而对于ARM来说则是又一记重拳。

据悉SiFive公司研发的RISC-V架构核心被NASA认为具有高可靠性、低功耗、高容错率等特点,比ARM架构更优秀,这体现RISC-V架构的优秀,如此将有助于推动RISC-V架构进一步获得全球芯片行业的认可。

RISC-V架构诞生于2010年,不过在头几年这个架构一直不瘟不火,直到2018年中国芯片行业开始关注RISC-V架构,到2019年华为由于众所周知的原因无法获得ARM的授权,中国芯片开始全力投入RISC-V阵营,至今RISC-V的19个高级成员就有12家是中国芯片企业。

自那时候起,RISC-V开始进入飞速发展阶段,尤其是以阿里平头哥为首的国产芯片企业为RISC-V的发展做出了巨大的贡献,据称阿里平头哥开发的RISC-V架构芯片玄铁910自推出以来,通过向国内芯片企业授权,已出货超过30亿颗,在中国芯片的力推下,RISC-V架构芯片仅花了12年时间就出货100亿颗,比ARM当年实现100亿颗芯片出货量提前7年。

阿里平头哥和国内芯片企业基于RISC-V架构研发的芯片被广泛用于物联网行业,由此RISC-V架构在物联网行业站稳了脚跟,逐渐形成了RISC-V占据物联网芯片市场,ARM垄断移动芯片市场,Intel则在PC处理器和服务器芯片市场居于主导地位的三足鼎立之势。

RISC-V获得中国芯片的青睐在于它属于全新架构,这就意味着欧美企业都未能获得优势的专利,中国芯片基于RISC-V架构开发芯片将不受欧美企业限制,这与ARM因为美国企业贡献了太多专利,导致ARM一直受制于美国有很大差异。

RISC-V从一开始就定位为开放架构,任何企业、个人都可以基于RISC-V开发芯片,它的授权费几乎为零,这对于刚创业不久的中国芯片企业非常合适,可以大幅降低开发芯片的难度,而ARM架构的授权费虽然已很低,但是开发芯片加上流片费用首期可能要千万美元,这是许多创业芯片企业无法承受的。

当然RISC-V架构自身也足够优秀,RISC-V的开创者就是希望开发一个可以用成熟工艺生产出性能更强的芯片,同时进一步降低功耗,基于这一理念,RISC-V的核心架构比ARM更简洁、效率更高,从SiFive公司和中国芯片基于RISC-V开发的芯片来看也证明了这一点。

到如今连最看重稳定性、可靠性的NASA也选择RISC-V架构,无疑证明了RISC-V架构确实足够优秀,这将进一步加速RISC-V架构在全球的发展。

在国内半导体生态发展进程中,越在产业链上游,相比海外市场的成熟度越弱些,挖掘相比之下较新的技术路线,正是其中一个成长机会点。

目前市场上大规模主流应用的芯片架构中,服务器市场霸主X86架构以英特尔和AMD为主导;Arm架构在移动终端市场占据超过95%份额,此前被英伟达收购未果后寻求独立上市。

但这两大架构都以海外厂商为主导,寻求一个相对独立且开源的芯片架构,将对自主生态发展带来重大意义,RISC-V就是这样一种新架构。

但由于起步晚于前述两大芯片架构,RISC-V在生态方面还远没有达到成熟的地步。不过近些年来,各个国家都在积极对RISC-V投入研发,国内目前多在物联网场景积极推进,一些高端RISC-V架构CPU芯片也在陆续探索,产业角色面对汽车物联等场景也在探索应用落地。

近日举行的第十二届松山湖中国IC创新高峰论坛期间,跃昉科技产品总监李涛介绍道,公司聚焦面向工业互联网场景的SoC产品,主要希冀解决包括目前主流架构存在一定环境风险、面临相对高昂的授权费用、功能同质化等典型问题。据介绍,去年第四季度该公司已成功流片业界首款Full Mask(全掩膜流片)的RISC-V架构高端应用处理器NB2。

头豹研究院TMT行业分析师陈文广告诉21世纪经济报道记者,基于RISC-V功能上的优势且暂无一家企业占领主导地位,预判其先基于物联网发展,但随着配套软件等生态圈不断完善,RISC-V有望逐步进入PC、智能网联车等领域,并成为世界主流CPU之一。

从源头来说,Arm架构也属于一种基于RISC(精简指令集计算)原理建立的架构,这是其相对更适合应用在移动终端市场的原因之一。

顾名思义,RISC-V是第五代基于RISC的CPU指令集架构,2010年由美国加州大学伯克利分校计算机科学部门发明。这是一个免费、开放的架构,用户基于该架构进行产品设计和拓展后,可自主选择是否公开发行、如何商业运营等。

相比前述两大已经商用多年的架构,RISC-V目前相对主要被应用在物联网市场,且高端处理器产品偏少。

头豹研究院TMT行业分析师陈文广向记者分析,因为RISC-V架构简单、易于移植,具备设计成本低的特点,此外还有低功耗、体积小等优势,这些满足了物联网时代对芯片的需求。

具体来说,物联网对芯片、应用市场有高成本敏感性。RSIC-V开源免费及轻量化架构优势可降低芯片的研发、应用成本,高度契合物联网碎片化特征。而RISC-V的模块化灵活设计有助于芯片研发人员对指令集进行定制化扩展、修改等,可满足物联网的差异化需求。

此外,相比市场主流X86和Arm指令集具有丰富完整的生态体系,但物联网的碎片化特征,令RISC-V应用于物联网可弱化其在生态系统成熟度上的劣势。

在芯片的研发和设计方面,我国一直十分依赖欧美国家的芯片架构。但随着国产技术的不断创新发展,国产芯片已经取得了显著进展,半导体产业得到了飞速发展。关于“准国产芯”的研发,中科院频频传来好消息。在上海科技大学展开的首届RISC-V峰会上,中科院大学教授包云岗推出了“香山”,这是首个国产开源高性能RISC-V处理器的核心部分,意味着“准国产芯”即将出现在大众面前。

“雁栖湖”还需要优化,“香山”与国产企业进行合作

在RISC-V架构的基础上,设计一个不仅可以应用在工业界,而且可以支持学术界创新理念的存活时间可长达30年的处理器,这是中科院研发“香山”的主要目的。根据公开资料显示,“湖”是香山处理器的架构代号,第一版香山架构的名称是“雁栖湖”,这是为了纪念“创始人”中科院大学而命名的。

在中科院的努力研发之下,“雁栖湖”的频率达到了1.3GHz,今年有望基于台积电的28nm芯片工艺流片。第二版香山架构的名称是“南湖”,理想的频率达到了2GHz,目标是基于中芯国际的14nm芯片工艺流片。

与“雁栖湖”架构实力不相上下的是ARM公司的A72或A73架构,在发射宽度上,“雁栖湖”基本与ARM公司的部分高端处理器核处于同一水平。不过,“雁栖湖”架构依然需要继续升级优化。值得一提的是,“香山”使用的处理器是完全开源的RISC-V,目前已经与大部分国产企业展开了密切的合作,包括字节跳动、优矽科技公司、ESWIN等,通过强强联手共同推进国产架构的开发设计。

避开美国技术的限制,实现“准国产芯”目标

关于RISC-V处理器成功避开美国技术,成为“准国产芯”的处理器问题,主要是因为以下两个原因。

其一: RISC-V架构是完全面向大众开放的,用户不需要支付任何授权费用,这个特点让RISC-V架构显得与众不同,并且突破了芯片市场的壁垒。

其二: 基于RISC-V架构,开发者可以自行更改源代码,不会受到任何因素的限制,这个特点让RISC-V架构拥有更多可能性。

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