不久前,，特斯拉加入RISC-V基金會(huì),，并考慮在新款芯片中使用免費(fèi)的RISC-V設(shè)計(jì)。至此,，已有IBM,、NXP、西部數(shù)據(jù),、NVIDIA,、高通、三星,、Google,、華為等100多家科技公司加入RISC-V陣營。

　　出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一方面是ARM的授權(quán)費(fèi)用實(shí)在太貴了,，另一方面也是RISC-V提供指令集徹底開放,，非常有希望成為CPU領(lǐng)域的Linux。

　　正是因?yàn)榭春肦ISC-V的未來,，不少科技巨頭在RISC-V還是潛力股的時(shí)候趁早下注。

　　RISC-V的誕生

　　在2010年,，加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在準(zhǔn)備啟動(dòng)一個(gè)新項(xiàng)目,，而要設(shè)計(jì)CPU，必然要選擇一種指令集，然而,，X86指令集被Intel控制的死死的,，ARM的指令集授權(quán)費(fèi)又非常貴，MIPS,、SPARC,、PowerPC也存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。

　　在這種情況下,，伯克利的研究團(tuán)隊(duì)決定從零開始設(shè)計(jì)一套全新的指令集,，且這款新指令集要能滿足從微控制器到超級(jí)計(jì)算機(jī)等各種尺寸的處理器。

　　正如行業(yè)內(nèi)常說的,，設(shè)計(jì)一套指令集并非黑科技,，用這套指令集去實(shí)現(xiàn)CPU才是真正具有含金量的工作。

　　伯克利的研究團(tuán)隊(duì)直用了3個(gè)月就完成了RISC-V的指令集開發(fā),，并公開發(fā)布了第一版指令集,。

　　該指令集的第一個(gè)版本只包含了不到50條指令，可以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備定點(diǎn)運(yùn)算和特權(quán)模式等基本功能的處理器,。如果用戶需要的話,，也可以根據(jù)自己的需求自定義新指令。

　　這樣一來,，這套指令集兼具精簡(jiǎn)和靈活兩大特點(diǎn),。

　　隨后，伯克利的研究團(tuán)隊(duì)將這個(gè)新指令集命名為RISC-V：RISC指的是精簡(jiǎn)指令集的意思,，V是羅馬字母,，代表第五代的意思，因?yàn)椴死中５腄avid Patterson教授在此之前已經(jīng)研制了四代處理器芯片,。

　　更關(guān)鍵的是,，伯克利研究團(tuán)隊(duì)將RISC-V指令集徹底開放，使用BSD License開源協(xié)議,，這就使RISC-V不像ARM,、PowerPC等指令集那樣需要付費(fèi)授權(quán)才能使用，而且BSD開源協(xié)議給予使用者很大自由,，允許使用者修改和重新發(fā)布開源代碼,，也允許基于開源代碼開發(fā)商業(yè)軟件發(fā)布和銷售。

　　怎么說呢,，像Linux的GPL協(xié)議,，就限制了商業(yè)公司的行為，BSD開源協(xié)議則不同,，蘋果的iOS就基于BSD內(nèi)核,，但使用開源軟件之后,，因?yàn)锽SD開源協(xié)議給了蘋果很大的自由度，蘋果依舊可以將iOS閉源并在商業(yè)市場(chǎng)賺錢,。

　　對(duì)于大學(xué)和科研院所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)來說,，RISC-V也是非常有價(jià)值的。中科院計(jì)算所包云崗研究員團(tuán)隊(duì)在做一個(gè)項(xiàng)目時(shí),，最初選擇了SUN的OpenSparc T1,，然而這款處理器的社區(qū)活躍度和軟件支持都不行，而且獨(dú)立性比較差,。然后又選擇了Micro Blaze,，然而這款處理器卻不開源。

　　最后把目光轉(zhuǎn)向了RISC-V,，并完成了科研項(xiàng)目,，相關(guān)技術(shù)成果被華為用在海思的ARM服務(wù)器CPU上。

　　正是因?yàn)镽ISC-V選擇了對(duì)商業(yè)公司非常友好的BSD開源協(xié)議,，以及RISC-V兼具精簡(jiǎn)和靈活等優(yōu)點(diǎn),，眾多商業(yè)公司紛紛關(guān)注RISC-V。

　　RV12RISC-V處理器

　　RISC-V有望復(fù)制Linux的成功

　　目前,，在CPU上,，X86和ARM是兩大霸主。然而這兩位霸主都非常霸道,，Intel根本不允許除AMD和VIA之外的任何一家公司使用X86指令集,，而且一旦AMD被收購，X86指令集授權(quán)都要重新談判,。即便是全美達(dá)想通過翻譯打插邊球,，結(jié)果也被Intel用專利訴訟拖死了。

　　類似的,，ARM雖然比Intel好一些,，但也僅僅是好一些而已。在指令集授權(quán)上也非常吝嗇,，獲得ARM32授權(quán)的公司一只手都能數(shù)的過來,，ARM64授權(quán)雖然多一些，但授權(quán)費(fèi)卻異常昂貴,。

　　法國芯片創(chuàng)業(yè)公司Greenwave表示,，他們?nèi)绻褂肁RM架構(gòu)，要花掉1500萬美元的授權(quán)費(fèi),，而且授權(quán)到期后,，是否繼續(xù)授權(quán)和授權(quán)費(fèi)用都要重新談判。

　　正是因?yàn)閄86和ARM在授權(quán)上異?？量?，很多大公司都對(duì)Intel和ARM非常不滿,，而這恰恰給了RISC-V這樣的后起之秀機(jī)會(huì),。

　　包括Google,、華為、IBM,、鎂光,、NVIDIA、高通,、三星,、西部數(shù)據(jù)等商業(yè)公司，以及加州大學(xué)伯克利分校,、麻省理工學(xué)院,、普林斯頓大學(xué)、ETHZurich,、印度理工學(xué)院,、洛倫茲國家實(shí)驗(yàn)室、新加坡南洋理工大學(xué)以及中科院計(jì)算所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)紛紛加盟RISC-V,。在2017年11月召開的第7屆RISC-VWorkshop上,，全球共有138個(gè)公司、35所大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)參會(huì),。

　　除了商業(yè)公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)之外,，印度政府更是對(duì)RISC-V情有獨(dú)鐘。在2011年,，印度開始實(shí)施處理器戰(zhàn)略計(jì)劃,，在全國范圍資助2-3個(gè)研制處理器的項(xiàng)目。

　　印度理工學(xué)院馬德拉斯分校的G.S.Madhusudan與V.Kamakoti教授在該計(jì)劃支持下啟動(dòng)了SHAKTI處理器項(xiàng)目,。SHAKTI項(xiàng)目就選擇了RISC-V,，并獲得印度政府超過9000萬美元的經(jīng)費(fèi)支持。

　　在2016年,，印度先進(jìn)計(jì)算發(fā)展中心獲得印度電子信息技術(shù)部4500萬美元的資助,，目標(biāo)研制一款基于RISC-V指令集的2GHz四核處理器。

　　在過去數(shù)年中,，印度政府資助的處理器相關(guān)項(xiàng)目都開始向RISC-V靠攏,，RISC-V成為了印度的事實(shí)國家指令集。

　　目前,，伯克利研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了基于RISC-V指令集的順序執(zhí)行的64位處理器核心（代號(hào)為Rocket）,，并前后基于45nm與28nm工藝進(jìn)行了12次流片。

　　Rocket芯片主頻大于1GHz,，與ARM Cortex-A5相比,，實(shí)測(cè)性能較之高10%,，面積效率高49%，單位頻率動(dòng)態(tài)功耗僅為Cortex-A5的43%,。在嵌入式領(lǐng)域,，Rocket已經(jīng)可以和ARM爭(zhēng)市場(chǎng)了。

　　正是因此,，西部數(shù)據(jù)聲明,，每年將使用10億個(gè)RISC-V核；NVIDIA也宣布,，將把RISC-V用于GPU內(nèi)部的控制器,。美國DARPA也資助一些公司基于RISC-V設(shè)計(jì)航天器的宇航芯片；還有眾多商業(yè)公司計(jì)劃基于RISC-V開發(fā)面向IoT的智能芯片,，面向安全的芯片,，以及服務(wù)器上的主板管理控制器等。

　　在軟件生態(tài)方面,，也逐步在完善,，比如調(diào)試工具鏈、中斷控制器,、JVM,、LLVM、Python等開發(fā)者常用的軟件工具都在完善之中,。

　　正是依靠開源和免費(fèi),，全世界的商業(yè)公司、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)都可以開發(fā)兼容RISC-V指令集的處理器,，而且不需要支付一分錢的費(fèi)用,。

　　這使RISC-V有望被全球的開發(fā)者廣泛應(yīng)用，并復(fù)制Linux的奇跡,。何況RISC-V的BSD開源協(xié)議,，比GPL協(xié)議對(duì)商業(yè)公司更加友好，使商業(yè)公司有很強(qiáng)的動(dòng)力去推動(dòng)這件事,。

　　結(jié)語

　　誠然,，依靠開源和免費(fèi)，RISC-V非常受大學(xué)和科研院所青睞,，并有望在教學(xué)領(lǐng)域大展拳腳,，而這又會(huì)給RISC-V培養(yǎng)源源不斷的后備軍。

　　對(duì)于商業(yè)公司來說,，由于ARM的授權(quán)費(fèi)實(shí)在是太貴了,，也有較強(qiáng)的動(dòng)力去做RISC-V，給自己留一個(gè)備份，避免被綁死在ARM上,。

　　不過,，RISC-V也存在一個(gè)隱憂，那就是缺乏強(qiáng)有力的主導(dǎo)者,，進(jìn)而導(dǎo)致破碎化的問題,。

　　當(dāng)年的MIPS其實(shí)也非常學(xué)院派，MIPS陣營的商業(yè)公司可以自由添加指令,，比如龍芯就以MIPS為基礎(chǔ)添加了1000多條新指令,，進(jìn)而形成了自己的指令集Loong ISA。這又使開發(fā)軟件的時(shí)候,，即便同樣屬于MIPS，也必須分為龍芯版和MIPS版……

　　由于RISC-V也允許用戶自己加新指令,，這就有可能使RISC-V破碎化,，也許未來華為、高通,、Google開發(fā)出的RISC-V處理器雖然都屬于RISC-V,，但卻不能跑同樣一套軟件。

　　畢竟完全開放與有力的領(lǐng)導(dǎo)是一對(duì)矛盾,，如果無法解決這個(gè)問題,，恐怕RISC-V很難成長(zhǎng)到能與X86和ARM爭(zhēng)雄的水平。