RISC-V：三分天下还有多远？

文｜爱集微

图源｜爱集微

集微网报道回溯指令集架构的各领风骚历程，莫不是与时代“共生共荣”的产物。

如x86架构在PC时代一家独大，移动互联时代Arm架构一统江湖。而随着万物互联的AIoT时代开启，拥有开放性、优异PPA性、可模块化、可拓展性的RISC-V正在强势崛起，成为新的代言人。

有数字为证：起步于2010年的RISC-V架构已经度过了最初的蛰伏期，在2022年年底就已实现100亿颗的出货量，用12年时间走完了传统指令集架构30年的发展历程。

“RISC-V架构拥有更好的处理器和生态系统，发展势不可挡。预计到2025年，RISC-V内核数将增至800亿颗。”RISC-V主要发明人、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanović教授在前不久举办的2023 SiFive RISC-V中国技术论坛演讲时对未来寄予厚望。

在800亿的大盘中，Counterpoint Research预测RISC-V将占据全球14%的CPU市场、28%的IoT市场、12%的工业市场和10%的汽车市场。

AI+高性能+汽车成落子关键领域

所谓“芯”有多大舞台就有多大。

从RISC-V核当前应用来看，更多集中在MCU、IoT领域。业界对RISC-V架构的定位和期许是“三分天下有其一”，要实现这一宏愿，必然要在主赛道拼杀，以形成规模化应用的示范效应和“滚雪球”似的正向循环。RISC-V阵营也在群策群力，逐步进入移动、服务器、AI、汽车电子等领域，成为RISC-V发力的落子方向。

作为RISC-V发明者与领导厂商的SiFive，企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚表示，RISC-V将专注于四大市场发力：一是对功率效率有较高要求的领域，比如移动市场，对比来看RISC-V的功率效率相比Arm会有30%~40%的提升；二是在汽车领域，电动化和自动驾驶已经彻底颠覆汽车业，从硬件到软件的彻底焕新将催生一个全新的生态，RISC-V的灵活性、高效能以及低功耗将成为一大选择；三是在近期火爆的生成式AI方面，RISC-V的开源开放属性、低功耗和低延迟十分契合生成式AI的需求；四是在十分注重安全的航空航天和工业领域都蕴含巨大商机，如NASA已在大型航天和工业项目中采用了RISC-V。

瞄准这些方向，SiFive也身先士卒不断扩充产品线。“仅历时3年，SiFive的产品路线图已从过去Essential系列下的5大CPU IP产品，扩充并新增Automotive、Intelligence、Performance多条产品线的RISC-V全产品矩阵。这些领域不仅将成RISC-V未来破局的关键，更是SiFive率先布局以期抢占市场的重要支点。”刚至坚强调。

细化来看，面向潜力无限的汽车市场，SiFive Automotive系列展示了E6-A、S7-A、X280-A三大产品线，涵盖了64位元高效能CPU、32位元嵌入式CPU、矢量运算、虚拟化、安全性以及符合ASIL-B和ASIL-D等丰富特性，特别是SiFive还首次官宣发布面向自动驾驶、中央网关等需要高性能计算的P870-A，这也是车用处理器中性能最高的IP。

为适应生成式AI芯片灵活的硬件架构、稳定高效软件开发的需求，SiFive的Intelligence IP采用最新的软件优先设计方法，具备高性能的矢量运算，而且由于仅需单一的ISA，工具链并采用开放软件，可大幅简化编程工作。以X280为例，谷歌已决定采用X280来打造新的TPU。

SiFive Performance作为针对较高性能又具备面积优化应用的高性能处理器IP，符合RISC-V RVA22规范。其中，P470和P670系列IP可提供数倍优于竞争对手的运算效能，并首次加入了虚拟化I/O技术和矢量加密扩展技术。凭借优异的能效与运算密度，此系列RISC-V应用处理器适用于可穿戴设备、智能家居、移动设备、网络设备等应用。此外，SiFive还透露未来将推出更高性能的P870系列，比P670性能高出近29%。

生态体系构建加速

要看到的是，x86和Arm架构的成功离不开生态的助力，无论是Wintel（Windows+Intel）还是AA联盟（Android +Arm），决定竞争终局的或许不止是技术本身，而是包括丰富的上层应用、高效的软硬协同等在内的生态考验。

相较来说，生态依旧是RISC-V未来发展过程中绕不过的坎。

毕竟，仅仅指令集的开源还远远不够，RISC-V产业要实现敏捷开发、快速迭代，各种操作系统的移植、中间件和库函数的优化以及各种开发框架的适配等都是巨大的工程，特别是面向未来的高性能芯片领域，RISC-V还尚需统一操作系统、算法库等软件生态的支持。

为加快生态“补位”，SiFive也在高举高打。据介绍，SiFive已可向客户免费提供从编译器到调试工具、实用程序库到Linux内核端口、ISS模型等工具。并且，RISC-V已实现了对于LiteOS、FreeRTOS、Linux、安卓AOSP等众多等操作系统的支持，这也意味着RISC-V完全有能力通过云、桌面、终端等不同操作系统承接各类软件应用。

诚然，RISC-V的生态仍需要行业参与者的合力构建。在此次论坛上，众多生态合作伙伴如新思、Imperas、Lauterbach、思尔芯、IAR、Green Hills、芯带科技等企业代表，纷纷从IP、软硬件仿真、验证等角度，阐述了对RISC-V生态构建的价值所在。

而行业发生的一系列“事件”都在为RISC-V的生态圈扩容按下加速键。目前，Google已经宣布将RISC-V架构作为Android的主要支持平台，英特尔、三星、高通等龙头企业都已开始导入RISC-V方案，这也意味着全球前十的半导体大厂中8家都已与SiFive展开合作，将为RISC-V生态系统带来强劲动能。

据悉，目前RISC-V国际基金会的会员单位已经超过了3664位，相比2019年之时的435位，3年半时间增长了超过742%，相比去年底的数据又增长了超过15%，可见RISC-V发展速度之快。

Krste Asanović教授进一步表示，从整合开发环境和工具、编译器、中间件、程序库到解决方案，都已有越来越多的龙头企业参与研发，RISC-V生态系统正在迅速发展。尽管当前面世的硬件较少，但RISC-V已经研发出了一套先进的软件生态系统。预计新的开发板或产品将在未来1~2年内大批出现，届时将进一步加速软件生态系统的构建。

但不可否认的是RISC-V的生态建设仍要久久为功。有业内专家指出，RISC-V存在三个问题：一是核数上不去NOC，IP开发难度极大；二是缺乏强绑定的软件生态，所以很难进入强生态的场景比如服务器PC；三是缺乏一个带头大哥，缺乏具备Core开发、接口、互联、存储等一系列基础技术开发能力的应用端大企业all in RISC-V。

中国成RISC-V成功重镇

值得注意的是，在已经出货的100亿颗RISC-V处理器芯片中，有近一半产自中国。可以说，在中国的成功也意味着RISC-V的成功。

正所谓“时势造英雄”，在国内外复杂形势的影响下，中国半导体产业要突破“卡脖子”问题，开放的指令集架构RISC-V或成为追求自主可控的重要选择。

中国产业界也在集结发力：一众大厂如腾讯、阿里巴巴、华为、紫光展锐、中兴通讯等加入RISC-V阵营，并不断推出基于RISC-V架构面向各类应用的芯片，为RISC-V的发展注入了新活力。此外，中国半导体业界也正在形成覆盖芯片设计、设计工具、基础软件、应用直到人才培训等方面的广泛的RISC-V生态，持续推动着RISC-V的落地和发展。

如阿里的RISC-V芯片已经形成C、E、R三大系列，可应用于包括AI、高性能计算、低功耗应用等领域；在生态上，阿里的RISC-V芯片已与国际主流和国产操作系统深度适配，可用于智能手机、PC、服务器等。

刚至坚也表示，SiFive一直深耕中国市场，从一开始就在这个生态圈中为中国客户提供各种支持与协助，希望与中国客户和市场一起见证RISC-V产业和生态的腾飞。

而中国要在RISC-V领域“开出大大的花”，仍需要致广大尽精微。

有专家建议，RISC-V要注重软硬件协同发展，联合产业链合作伙伴一起全力投入，实现从IP到SoC、到开发工具再到操作系统适配的全面优化；同时，要寻求明确的市场切入点，着重于高性能和新兴领域发力，一直强力深耕；此外，还要在产学研融合层面下工夫。

打破x86和Arm双雄鼎立从而三分天下的局面，RISC-V还需要多久？唯让时间给出答案。

责编：张轶群

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