探寻后摩尔时代 | RISC-V：有望改变未来芯片产业格局
时间：2021-11-05 13:57:22
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[导读]“编者按：过去的半个多世纪，半导体行业一直遵循摩尔定律的轨迹高速发展，如今单纯靠提升工艺来提升芯片性能的方法已经无法充分满足时代的需求，半导体行业也逐步进入了“后摩尔时代”。”这些年，我们目睹了开源对于软件产业带来的巨大变革，中国科学院院士梅宏说：“目前几乎没有不涉及、不从开源中...
“编者按：过去的半个多世纪，半导体行业一直遵循摩尔定律的轨迹高速发展，如今单纯靠提升工艺来提升芯片性能的方法已经无法充分满足时代的需求，半导体行业也逐步进入了“后摩尔时代”。”
这些年，我们目睹了开源对于软件产业带来的巨大变革，中国科学院院士梅宏说：“目前几乎没有不涉及、不从开源中获益的软件。”后续，开源之火会不会彻彻底底改变未来芯片产业呢？答案正在变得清晰。
谈及CPU与计算生态，就需要谈及CPU指令集。“处理器指令集是软硬件的接口，是核心基础软硬件生态系统的基石。”中国科学院计算所研究员包云岗此前表示，指令集的重要性体现在生态建设，指令集向上承载的是整个软件生态，向下则规范了以处理器芯片为代表的整个硬件生态。
“虽然指令集并非复杂的黑科技，但指令集的真正价值在于围绕其建设的软件生态和指令集的发展权。”胡振波说。
“软件与硬件一起才能形成计算产业，而指令集是软件与硬件交互的规范标准。”中国科学院软件所所长赵琛在接受《中国电子报》记者采访时说。
在RISC-V诞生之前，市场上主要有Arm、MIPS、SPARC、x86等指令集。
其中x86指令集由英特尔在1978年推出；MIPS于1981年出现，由MIPS科技公司开发并授权；Arm则由Arm公司推出，目前全世界超过95%的智能手机和平板电脑采用Arm架构。
2010年，加州大学伯克利分校的一研究团队启动新项目，需选择一种处理器指令集，在分析了Arm、MIPS、X86等指令集后，发现它们不仅设计复杂，而且存在知识产权问题。于是该研究团队用了3个月的时间，设计出一套全新的指令集，能满足各种尺寸的处理器，支持从FPGA到ASIC到未来器件等各种实现，能支持大量的定制与加速功能，能和现有软件栈与编程语言很好适配，而且很稳定。其后该团队将新的指令集命名为RISC-V，并将指令集彻底开放，使用BSD License开源协议。
2015年RISC-V基金会成立，RISC-V以基金会方式运作，吸引了大量厂商加盟，包括高通、英伟达、NXP、三星、Microsemi、美光、华为海思、联发科、谷歌、IBM、西数、希捷、Mentor Graphics、Express Logic等，RISC-V在全球范围内迅猛发展，目前RISC-V基金会成员近1000多名遍布全球70多个国家。为了进一步保持中立性，2020年3月RISC-V基金会将总部迁到瑞士。
RISC-V开源模式改变了传统的封闭性X86和授权模式的ARM的模式，为半导体行业带来经营模式和架构创新的新机会。赛昉科技联合创始人兼CEO徐滔对《中国电子报》记者表示：“RISC-V的典型优势是低成本、模块化和定制化。RISC-V指令集的开源特性使用户可以免费开发自己的处理器，让芯片设计更平民化，降低芯片设计的门槛，让更多的人和公司能拥有自主的芯片。其开源特性一方面大大降低了成本，因为可以免费使用指令集；另一方面允许任何用户自由修改，从而能满足量身定制的需求。”
除了降低成本，可以复用IP、缩短开发时间外，赵琛认为RISC-V开源指令集的好处还在于带来了强劲的创新力，实现大众化、持续化的创新演进，开源软件的蓬勃发展就是最好的例证。
RISC-V作为开源的架构，其商业模式颠覆了x86/Arm的做法，其模块化架构给DSA提供了创新平台，给予业界创新的自由，具有顽强的生命力。
最近有媒体爆出英特尔或将以20亿美元收购RISC-V创业公司SiFive的消息，这意味着RISC-V的燎原之势已经让芯片巨头关注到它的重要性。
也有观点称RISC-V诞生已十年之久，看起来前景美好，但到目前为止，基于RISC-V的创业还没有出现比较有影响力的半导体企业，而大企业虽然支持RISC-V但也仅仅是将其作为备份来发展。
如果RISC-V能够三分天下，那么中国应该如何布局。谈及目前中国RISC-V的发展，中国软件行业协会嵌入式分会副理事长何小庆在接受采访时特别提及了不久前在上海举办的2021 RISC-V中国峰会的情况，超过1000多人的会场、数万人线上观看、100余场技术峰会，从一个维度看出RISC-V在中国的蓬勃态势。
这些年，我们目睹了开源对于软件产业带来的巨大变革，中国科学院院士梅宏说：“目前几乎没有不涉及、不从开源中获益的软件。”后续，开源之火会不会彻彻底底改变未来芯片产业呢？答案正在变得清晰。
谈及CPU与计算生态，就需要谈及CPU指令集。“处理器指令集是软硬件的接口，是核心基础软硬件生态系统的基石。”中国科学院计算所研究员包云岗此前表示，指令集的重要性体现在生态建设，指令集向上承载的是整个软件生态，向下则规范了以处理器芯片为代表的整个硬件生态。
“虽然指令集并非复杂的黑科技，但指令集的真正价值在于围绕其建设的软件生态和指令集的发展权。”胡振波说。
“软件与硬件一起才能形成计算产业，而指令集是软件与硬件交互的规范标准。”中国科学院软件所所长赵琛在接受《中国电子报》记者采访时说。
在RISC-V诞生之前，市场上主要有Arm、MIPS、SPARC、x86等指令集。
其中x86指令集由英特尔在1978年推出；MIPS于1981年出现，由MIPS科技公司开发并授权；Arm则由Arm公司推出，目前全世界超过95%的智能手机和平板电脑采用Arm架构。
2010年，加州大学伯克利分校的一研究团队启动新项目，需选择一种处理器指令集，在分析了Arm、MIPS、X86等指令集后，发现它们不仅设计复杂，而且存在知识产权问题。于是该研究团队用了3个月的时间，设计出一套全新的指令集，能满足各种尺寸的处理器，支持从FPGA到ASIC到未来器件等各种实现，能支持大量的定制与加速功能，能和现有软件栈与编程语言很好适配，而且很稳定。其后该团队将新的指令集命名为RISC-V，并将指令集彻底开放，使用BSD License开源协议。
2015年RISC-V基金会成立，RISC-V以基金会方式运作，吸引了大量厂商加盟，包括高通、英伟达、NXP、三星、Microsemi、美光、华为海思、联发科、谷歌、IBM、西数、希捷、Mentor Graphics、Express Logic等，RISC-V在全球范围内迅猛发展，目前RISC-V基金会成员近1000多名遍布全球70多个国家。为了进一步保持中立性，2020年3月RISC-V基金会将总部迁到瑞士。
RISC-V开源模式改变了传统的封闭性X86和授权模式的ARM的模式，为半导体行业带来经营模式和架构创新的新机会。赛昉科技联合创始人兼CEO徐滔对《中国电子报》记者表示：“RISC-V的典型优势是低成本、模块化和定制化。RISC-V指令集的开源特性使用户可以免费开发自己的处理器，让芯片设计更平民化，降低芯片设计的门槛，让更多的人和公司能拥有自主的芯片。其开源特性一方面大大降低了成本，因为可以免费使用指令集；另一方面允许任何用户自由修改，从而能满足量身定制的需求。”
除了降低成本，可以复用IP、缩短开发时间外，赵琛认为RISC-V开源指令集的好处还在于带来了强劲的创新力，实现大众化、持续化的创新演进，开源软件的蓬勃发展就是最好的例证。
RISC-V作为开源的架构，其商业模式颠覆了x86/Arm的做法，其模块化架构给DSA提供了创新平台，给予业界创新的自由，具有顽强的生命力。
最近有媒体爆出英特尔或将以20亿美元收购RISC-V创业公司SiFive的消息，这意味着RISC-V的燎原之势已经让芯片巨头关注到它的重要性。
也有观点称RISC-V诞生已十年之久，看起来前景美好，但到目前为止，基于RISC-V的创业还没有出现比较有影响力的半导体企业，而大企业虽然支持RISC-V但也仅仅是将其作为备份来发展。
如果RISC-V能够三分天下，那么中国应该如何布局。谈及目前中国RISC-V的发展，中国软件行业协会嵌入式分会副理事长何小庆在接受采访时特别提及了不久前在上海举办的2021 RISC-V中国峰会的情况，超过1000多人的会场、数万人线上观看、100余场技术峰会，从一个维度看出RISC-V在中国的蓬勃态势。
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