RISC-V將在AIoT領域引發(fā)的變化分析

由于RISC-V的指令集相當小巧精悍，很多企業(yè)從一開始就看準AIoT市場，并將其作為RISC-V的著力方向，以定制化來開疆拓土。RISC-V這顆種子，已在AIoT領域快速打開局面，很可能成長為參天大樹，催生一場硬件生態(tài)的變革。這篇文章，我將嘗試對RISC-V即將在AIoT領域引發(fā)的變化做一些分析。

315剛過，尚有余溫，這篇文章由一條真實性并未被驗證的新聞開始。

新聞標題是《當你還在觀望時，別人RISC-V芯片的出貨量已經超過10億顆》。

新聞中介紹：

“當新事物出來的時候，大部分人先觀望一番，看看前景如何，如果值得投入再跟進；但也有的人，一開始就一頭扎進去了…比如XX就是這樣一家公司…在創(chuàng)立初期就開始了RISC-V架構的研究，2017年推出了RISC-V芯片，并于2017年底2018年初開始銷售。在2019年5月的時候，XX宣布其RISC-V藍牙芯片出貨量超過1億顆，如今，筆者詢問公司相關人員后獲知，其RISC-V芯片的累計出貨量已經超過10億顆?！?/p>

雖然出貨量數(shù)據有沒有水分不好評價，不過這則新聞激起了我的好奇心，RISC-V的確已經成為了AIoT領域一股不容小覷的力量。

RISC-V是精簡指令集架構，誕生于2010 年，架構簡單、完全開源。我很看好RISC-V的前景，并且愿意相信RISC-V在未來將與ARM和X86架構平起平坐。

根據市場研究機構Semico Research的預測，預計到2025年，采用RISC-V架構的芯片數(shù)量將增至624億顆。2018年至2025年復合增長率將高達146%。

這些芯片將主要應用于工業(yè)、PC、消費電子和通訊市場等。

研究機構Trac tica預測，RISC-V的IP和軟件工具市場也將在2025年達到10.7億美元。

方舟投資的創(chuàng)始人凱瑟琳·伍德也看好RISC-V的發(fā)展，她預測RISC-V和ARM架構在數(shù)據中心領域的營收將達年復合增長率45%，在2030年擴大到190億美元，從而超越X86架構。

在數(shù)據中心市場之外，AIoT是更加適合RISC-V生長的土壤。

由于RISC-V的指令集相當小巧精悍，很多企業(yè)從一開始就看準AIoT市場，并將其作為RISC-V的著力方向，以定制化來開疆拓土。

RISC-V這顆種子，已在AIoT領域快速打開局面，很可能成長為參天大樹，催生一場硬件生態(tài)的變革。

這篇文章，我將嘗試對RISC-V即將在AIoT領域引發(fā)的變化做一些分析：

RISC-V的價值在于重構產業(yè)鏈價值分布和生產關系

RISC-V的發(fā)展有三種主要的驅動力：國產替代、低功耗和數(shù)據安全

RISC-V讓企業(yè)開始謹慎思考跨越硬件和軟件的開源策略

01?RISC-V構建新型生產關系

我們從另一條重要新聞說起。

在今年年初，全球首款RISC-V單板計算機正式發(fā)布，這是RISC-V結合AI應用進入單板計算機領域的里程碑。

這則新聞中，最引人矚目的是，這款RISC-V開發(fā)板是由三家企業(yè)合作共同開發(fā)而成，包括RISC-V處理器的技術提供商A、開源硬件方案孵化器和分銷商B，以及開源社區(qū)運營商C。

值得注意的是后兩者B和C的參與。

探究這款RISC-V開發(fā)板的誕生過程，可以一窺RISC-V即將引發(fā)的產業(yè)鏈變革。

過去，所有的硬件都是基于這樣的流程設計出來的：芯片企業(yè)設計芯片à方案公司基于芯片設計PCB硬件à系統(tǒng)廠商基于PCB板完成產品。

這些硬件都是基于給定的芯片完成，系統(tǒng)端無法改變芯片設計。所以我們默認了一種模式，就是在等著別人告訴我們這個設備是什么，我們只是選擇購買與否。

這次，上述的流程發(fā)生了一定程度的逆向。

開源社區(qū)運營商C定義了RISC-V開發(fā)板的功能、外殼和應用，并且通過社區(qū)跟軟硬件開發(fā)者互動。

開源硬件方案的孵化器和分銷商B則調集各種力量，幫助基于RISC-V的新興應用快速變成設備，并在市場中試水。

他們的作用力反過來影響了處理器的技術提供商A對于下一代芯片的探索。

由此形成了一個互動的循環(huán)，RISC-V處理器的技術提供商僅是其中的某個節(jié)點，而不一定是起始的原點。用戶可以根據自己的需求，跳過中間環(huán)節(jié)，直接去定制一款硬件，當需求積累到一定程度，甚至可以去定義一顆芯片。

這個流程非常的AIoT。

因為在萬物互聯(lián)時代，智能硬件不再是電腦和手機等有限的幾種，而是非常碎片化，有個大大的長尾。

誰都難以預測下一款爆品、下一個新興場景到底是什么。

這時，話語權和決策權應該放到最終用戶手上，由用戶的需求反向推動技術的迭代，更深入的推進產業(yè)升級。處于上游的芯片技術提供商成為聆聽者和服務者。

02?RISC-V推進價值鏈的重新分布

由于硬件開發(fā)流程的變化，勢必將造成產業(yè)鏈的價值分布也形成轉移。

過去，尤其在X86架構時代，芯片技術提供商保持了很高的利潤率，然后層層加碼最終到達用戶手上。

這次，由于各方聯(lián)合，A、B、C多位一體推動研發(fā)過程，很多事情都會被改變。由于基于共同的開源硬件實現(xiàn)設備的設計和研發(fā)，很多物料、工藝，甚至人才都可以被充分復用。無論是開發(fā)的周期還是成本，都值得重新估算。

RISC-V的重要優(yōu)勢不僅是開源，還勝在彈性。

AIoT應用場景的多樣化和差異化，導致了大量芯片產品的定制化需求。不同的應用領域，對芯片方案的細節(jié)要求有所不同。

RISC-V的彈性體現(xiàn)于，她可根據特定應用場景對指令集進行擴展、裁剪、修改和定制，恰恰是AIoT碎片化需求的最優(yōu)解。

RISC-V包含基本指令集、可選指令集、用戶指令和特權指令?；局噶罴侨魏问褂肦ISC-V的公司或個人都必須做到的，可選指令集給予使用者選擇空間，用戶和特權指令集則可以根據應用場景的需求增加。

根據RISC-V 基金會中國顧問委員會主席方之熙博士的分析，正是因為RISC-V提供可拓展指令集，也讓RISC-V具備彈性，這一點非常重要。

躍昉科技CTO江朝暉做了一個非常形象的比喻。

比如同樣是請客吃飯，傳統(tǒng)芯片就像是請你去吃日式自助套餐，298元什么菜都自動送上桌，吃的掉吃不掉反正就是這些菜。不過可能你吃幾個壽司，一盤沙拉就飽了。也有可能你沒吃飽，還想加菜，不過加菜就又要交錢。

RISC-V就像是根據你的需求，點什么菜上什么菜，花錢少，吃飽就好。而且RISC-V大食堂里面的廚師還很貼心，圍繞RISC-V架構做了很多開源的選項，就像有些刺身、壽司還可能提供免費版本，你可以選擇付費的，當然也可以嘗嘗免費的好吃不好吃。你開心，廚師也很開心。

真正理解RISC-V所帶來的生產關系和價值鏈重構，可以更好的利用RISC-V的優(yōu)勢，根據應用特性，設計出個性化的RISC-V系統(tǒng)方案，更好的滿足市場需求。

03?推動RISC-V的三重驅動力量

目前推動RISC-V發(fā)展的力量，主要來自于三個方面。

第一股力量：國產替代的需求方。

RISC-V指令集在中國備受關注，尤其在目前的國際形勢下，發(fā)力RISC-V有其特殊意義。

現(xiàn)在很多行業(yè)都意識到芯片和相關技術自主可控的重要性，對于國內企業(yè)來說，RISC-V是實現(xiàn)中國芯、提升自主創(chuàng)新能力的契機。

中國RISC-V產業(yè)聯(lián)盟和中國開放指令生態(tài)系統(tǒng)（RISC-V）聯(lián)盟在2018年相繼成立，上海市經信委發(fā)布《上海市經濟信息化委關于開展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產業(yè)發(fā)展專項資金（集成電路和電子信息制造領域）項目申報工作的通知》，其中包含基于RISC-V指令集架構的處理器芯片方向，成為國內首個支持RISC-V研發(fā)的相關政策。

第二股力量：低功耗場景的使用方。

功耗，正是AIoT應用中對芯片非常重要的衡量指標之一。英偉達在研究中也發(fā)現(xiàn)，選擇RISC-V可以制造出比其他任何產品都小的芯片，還能將功耗降至最低。

根據部分企業(yè)的實踐，同樣條件下，相比ARM架構，RISC-V可以將功耗降低三分之一。功耗更低，適用場景自然更廣，功耗敏感型應用推動了RISC-V的普及。

第三股力量：數(shù)據安全可追溯的應用方。

萬物互聯(lián)的時代，將有數(shù)百億臺AIoT設備被連接起來，此時數(shù)據安全并不是奢侈品，而是必需品。RISC-V開源特性允許各方共同檢查其體系結構，并且避免大范圍的危機事件發(fā)生。

每天物聯(lián)網設備都在產生海量數(shù)據，也由此帶來了很多需要解決的問題：誰拿了我們的數(shù)據？他們拿了我們的數(shù)據做什么？哪些數(shù)據有價值？我們全都不知道。因為我們只是數(shù)據的產生者和傳播者，然而賺錢最多的卻是數(shù)據使用者。Google每秒鐘就會賺幾百億美金，但數(shù)據的產生者和傳播者并沒有賺錢，回報分配的問題需要被解決。

這就需要兩項技術的完美配合：RISC-V和區(qū)塊鏈。

RISC-V與區(qū)塊鏈開放性、去中心化、不可篡改的架構聯(lián)合在一起，使得我們可以通過區(qū)塊鏈從源頭上追蹤數(shù)據，知道數(shù)據被用在哪里，調用了多少次，保障數(shù)據生產者和傳播者應得的價值。

最近，RISC-V基金會成立了區(qū)塊鏈行業(yè)工作組，以理解、定義和協(xié)調區(qū)塊鏈在RISC-V架構上的實現(xiàn)和應用。

04?ARM向左，RISC-V向右

談到RISC-V，還有一個話題不得不談，那就是RISC-V與ARM架構的對比。

很多文章在同時提到兩者時，一般會用“威脅”、“超越”、“對決”等形容，將他們放到對立的關系上。

其實她們并不是非此即彼的關系，沒有孰優(yōu)孰劣，只不過各自選擇的路徑不同，因此構建了不同的生態(tài)。

兩者的最大區(qū)別是閉源和開源，就像iOS和安卓。

在閉源的生態(tài)下，我們最為熟悉，ARM自己生產CPU或者授權IP給別人生產CPU，推動設備廠商把新的算力帶給消費者。

在開源的生態(tài)下，軟件最先開始了開源之旅，然后有了一部分開源硬件，比如Arduino開發(fā)板。但是開源一直都不夠徹底，因為無論軟件、硬件如何開源，芯片始終不是開源的。

這些“開源”硬件都是基于給定的芯片完成設計，即便有人提出自由硬件的口號，那也是僅僅開源了硬件中的一些算法和程序而已，不是真正的硬件開源。

直到有了RISC-V，開源終于“下沉”到指令集，設計團隊可以方便地設計出真正滿足自己需求的處理器，自由硬件的夢想不再遙遠。