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[导读]未来,随着这一指令集架构的逐渐成熟和更多的大公司加入,它将非常有希望去挑战ARM和X86对市场的统治。

芯片作为信息时代最底层的技术,它的重要性不言而喻,但目前芯片的指令集架构却被ARM和X86两大霸主垄断。为了打破这一市场格局,近几年RISC-V越来越受到人们的关注。

对此,中国工程院院士、中科院计算技术研究所研究员倪光南曾在“第十五届中国(南京)软件产品和信息服务交易会”上表示,未来RISC-V很可能成为世界主流的CPU之一,从而在CPU领域形成Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。

那么,究竟什么是RISC-V?

RISC-V一般被念做“risk five-V”,就是罗马数字5。大多数人提到RISC-V,都会说它是开源芯片。其实,这种说法是错误的。

准确来讲,RISC-V是一个基于“精简指令集(RISC)”原则的开源指令集架构。通俗来讲,就是指令集。对于CPU来说,就是介于软件和底层硬件之间的一套程序指令的合集。而指令集存储于CPU内部,引导CPU进行运算,并帮助CPU更高效地运行。

PC电脑里面的CPU芯片(中央处理器)

图:PC电脑里面的CPU芯片(中央处理器)

现代的芯片设计规模越来越大,复杂度也越来越高。然而,并不是说要求设计者一味地逃避使用复杂的技术,而是应该将好钢用在刀刃上,将最复杂的设计用在最为关键的场景。在大多数有选择的情况下,尽量选择简洁的实现方案。

而与ARM和X86相比,RISC-V可谓是“大道至简”。作为一种后发技术,尽管RISC-V仍然处于刚刚起步阶段,但它的代码极为简洁,并且支持模块化和可扩展性,这对于企业设计是非常有利的。

RISC-V与ARM、X86的对比

图:RISC-V与ARM、X86的对比

或许,正是因为看到了RISC-V具有“精简、低功耗、模块化、可扩展” 等技术优势,近几年相继吸引了IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为与特斯拉等100多家科技公司加入到RISC-V基金会阵营,而行业也在不断围绕它构建生态系统。比如,阿里巴巴旗下的平头哥半导体有限公司于2019年7月发布了号称业界最强的高性能RISC-V处理器——玄铁910。

事实上,就中国当前发展现状来看,研发RISC-V是恰逢其实:

1、宏观环境:在中美贸易摩擦之后,那些知识产业受制于人的行业发展刻不容缓,而芯片产业就是其中之一。由于目前芯片的架构基本都是在ARM和X86的基础之上,我国约90%的芯片都是靠进口,这表现出来的主要问题就是缺乏自主知识产权,缺乏统一的指令集标准。

2、政策驱动:就算没有贸易摩擦,国家也是高度重视芯片产业,高层在政府工作报告中提出“加快制造强国建设,推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展”,把推动集成电路放在建设制造强国的首位强调。因此,寻求一种新的开源指令集架构作为各国发展芯片产业达到自主可控成为必然。

3、新技术加速场景渗透运用:在2003年互联网时代,随着PC的普及,Intel的x86芯片大获全胜;而到了2009年移动互联网时代,随着移动终端的普及,ARM芯片又大获全胜;现如今,随着大数据、物联网、人工智能等新兴技术不断深化,新的指令集架构将有望在新兴领域占有一席之地。

总之,RISC-V正在逐渐进军主流市场,在众多设计领域崭露头角,并获得了越来越多的芯片制造商、工具供应商、大学和代工厂的支持。未来,随着这一指令集架构的逐渐成熟和更多的大公司加入,RISC-V将非常有希望去挑战ARM和X86对市场的统治,从云计算到物联网,成为当今这个互联网世界最基本和不可或缺的“轮子”之一。

 

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