RISC-V與Arm一較高下還要多遠(yuǎn)

集微網(wǎng)消息 處理器內(nèi)核領(lǐng)域已經(jīng)被x86和Arm架構(gòu)“統(tǒng)治”了太長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)自主可控孜孜以求的中國(guó)半導(dǎo)體人一直在尋找突圍機(jī)會(huì)，從龍芯MIPS架構(gòu)到申威Alpha架構(gòu)，努力始終不曾停止。而中美貿(mào)易摩擦的爆發(fā)，尤其是華為禁令事件的發(fā)生，讓一切忽然之間變得更加迫切起來(lái)。在此背景下，RISC-V帶著中國(guó)“芯”自主可控的希望火遍全網(wǎng)。

然而，與后發(fā)優(yōu)勢(shì)、精簡(jiǎn)、模塊化、易實(shí)現(xiàn)、自定制指令擴(kuò)展等預(yù)示著RISC-V未來(lái)前途無(wú)量描述同時(shí)進(jìn)入人們視野的，是軟硬件生態(tài)不足、缺乏商業(yè)成功產(chǎn)品等不利現(xiàn)狀。那么，拋開復(fù)雜的外力影響，僅從現(xiàn)有差距來(lái)看，RISC-V距離與Arm一較高下還有多遠(yuǎn)？有志于利用RISC-V架構(gòu)實(shí)現(xiàn)變道超車的玩家又該從何處入手進(jìn)行突破？

全面“爭(zhēng)鋒”可能還需5-10年

從1978年英特爾8086誕生至今，x86架構(gòu)已經(jīng)年過不惑。從1985年Arm1 Sample問世計(jì)算，Arm架構(gòu)也已走過35年光陰。與它們相比，始于2010年的RISC-V年輕太多，也稚嫩太多。據(jù)分析機(jī)構(gòu)Semico Research預(yù)測(cè)，到2025年，市場(chǎng)將總共消費(fèi)624億個(gè)RISC-V CPU核心。而據(jù)Arm官方數(shù)據(jù)，截至2019年10月，Arm核的出貨量已經(jīng)超過1500億。

尤其是，在高端主控和高性能服務(wù)器CPU還沒有應(yīng)用范圍廣的成品。也就是說(shuō)，在諸如高端工業(yè)控制處理器、手機(jī)處理器、平板處理器、桌面級(jí)別CPU、服務(wù)器級(jí)別CPU等高端領(lǐng)域，還沒有基于RISC-V的通用型芯片。

“X86壟斷、ARM太貴、RISC-V未來(lái)可堪大用”是RISC-V中國(guó)聯(lián)盟理事長(zhǎng)倪光南的觀點(diǎn)，但距離那個(gè)“未來(lái)”顯然還有點(diǎn)距離。

RISC-V基金會(huì)官網(wǎng)顯示，目前該基金會(huì)有超過325個(gè)成員單位。RISC-V 基金會(huì)執(zhí)行董事 Calista Redmond在集微網(wǎng)此前的采訪中提到，在中國(guó)該基金會(huì)有30位成員。而據(jù)Arm中國(guó)官方數(shù)據(jù)，目前Arm在中國(guó)市場(chǎng)已擁有超過200家芯片設(shè)計(jì)類客戶，95％的中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司都推出了基于Arm架構(gòu)的芯片。

核芯互聯(lián)科技有限公司總經(jīng)理胡康橋?qū)⒕W(wǎng)記者表示：“當(dāng)設(shè)計(jì)RISC-V芯片的廠家數(shù)量跟Arm在同一個(gè)數(shù)量級(jí)的時(shí)候，才意味著生態(tài)可以跟Arm PK了。”如果要說(shuō)距離那個(gè)“未來(lái)”的具體時(shí)間的話，他估計(jì)需要5-10年。

從應(yīng)用角度來(lái)看，只有基于RISC-V架構(gòu)的高性能移動(dòng)終端或PC、服務(wù)器大范圍投入市場(chǎng)，并能運(yùn)行Andriod、Windows等操作系統(tǒng)，且有大量開發(fā)人員圍繞在其中之際，RISC-V架構(gòu)才具備與Arm爭(zhēng)鋒之力。

生態(tài)仍處起步階段

從現(xiàn)實(shí)來(lái)看，RISC-V目前最大的短板在于基于這一架構(gòu)的生態(tài)發(fā)展還處于初級(jí)階段。

生態(tài)是個(gè)很龐大的概念，所謂RISC-V的生態(tài)包括開放架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、硬件生態(tài)、工具鏈軟件生態(tài)、應(yīng)用軟件生態(tài)等內(nèi)容。其中，硬件生態(tài)包括開源內(nèi)核IP、開源SoC、商業(yè)IP等；工具鏈軟件生態(tài)包括編譯器、匯編器、鏈接器、調(diào)試器等開源工具鏈和商業(yè)工具鏈；應(yīng)用軟件生態(tài)就是操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用軟件等。

在這張RISC-V生態(tài)“拼圖”上，除了最核心的開放架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，其余都需要從業(yè)者去完善。雖然正在完善這張“拼圖”的玩家尚有一些，如賽昉（SiFive）中國(guó)、芯來(lái)科技、平頭哥、臺(tái)灣晶心科技（Andes）等，但整體而言生態(tài)發(fā)展還在起步階段，這對(duì)于RISC-V產(chǎn)品的研發(fā)、推廣是極為不利的。

即使是不考慮自己開發(fā)IP核和工具鏈，就基于開源IP、工具鏈的基礎(chǔ)上做RISC-V芯片，生態(tài)不成熟的影響也是巨大的。在胡康橋看來(lái)，生態(tài)最重要的作用就是能讓用戶“快速上手”，比如參考設(shè)計(jì)等，即向智能門鎖、手表、手環(huán)、電機(jī)控制、平衡車控制等特定市場(chǎng)打造的軟硬件方案。

他舉例說(shuō)：“比如我們向客戶推廣的時(shí)候，客戶可能第一時(shí)間就會(huì)問有沒有參考方案。對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)有了參考方案，只需要略微修改就可以定制出自己的方案?！睕]有參考設(shè)計(jì)，合作很難深入談下去，但目前而言，拿出參考方案并不容易。

好消息是RISC-V的生態(tài)已在逐漸完善。使用RISC-V架構(gòu)設(shè)計(jì)芯片的企業(yè)越來(lái)越多，從硬件IP到軟件工具鏈，再到操作系統(tǒng)以及開發(fā)環(huán)境，都為設(shè)計(jì)企業(yè)帶來(lái)了更多的選擇，既有免費(fèi)的開源版本，也有穩(wěn)定高效的商業(yè)版本。并且由于軟硬部分都是基于同一套體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，所以國(guó)內(nèi)外很多公司和組織的技術(shù)演進(jìn)、合作創(chuàng)新都在不斷促進(jìn)生態(tài)的完善。

高端定制化專用芯片突圍

盡管差距很大，但機(jī)會(huì)同樣是存在的。而且，機(jī)會(huì)并不在于RISC-V最為人津津樂道的特點(diǎn)——開源上，而在于自主定制。

開源或閉源并不是一個(gè)改變競(jìng)爭(zhēng)格局的關(guān)鍵因素，商業(yè)上的成功才是。對(duì)于RISC-V和Arm來(lái)說(shuō)，RISC-V的開源特性可以為開發(fā)節(jié)省一部分經(jīng)費(fèi)，如果把省掉的經(jīng)費(fèi)反哺給商家，就是一大優(yōu)勢(shì)。但如果由于生態(tài)不成熟等原因，導(dǎo)致商家后續(xù)需要更多投入，那RISC-V的價(jià)格優(yōu)勢(shì)就不再是優(yōu)勢(shì)了。

而目前通用產(chǎn)品市場(chǎng)已大都被x86和Arm占領(lǐng)，短期內(nèi)很難殺入這個(gè)血海。因此，胡康橋表示，短期內(nèi)核芯互聯(lián)并不打算繼續(xù)在通用型芯片上著力，為了避免低端同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)等問題，核芯互聯(lián)關(guān)于RISC-V的規(guī)劃是往高端定制化專用型芯片發(fā)展，用自己的方式去彌補(bǔ)RISC-V的一些缺陷。

具體而言，胡康橋認(rèn)為：“RISC-V適合程序不用大改、不依賴生態(tài)、出貨量又很大的細(xì)分市場(chǎng)，例如智能手環(huán)、智能手表、電容筆、智能門鎖、電子煙等領(lǐng)域。尤其適合想上探到芯片領(lǐng)域的下游產(chǎn)品廠家，例如華米、西部數(shù)據(jù)、格蘭仕等?！?/p>

在通用領(lǐng)域還需“長(zhǎng)征”之際，在專用芯片市場(chǎng)打開局面或是必由之路。