貝爾定律認(rèn)為,，每隔10~15年運(yùn)算平臺會發(fā)生一次重大演進(jìn),，運(yùn)算芯片的系統(tǒng)架構(gòu)會隨著應(yīng)用市場及商業(yè)模式的變化而發(fā)生一次重大變革,。就像PC時(shí)代是英特爾和微軟聯(lián)合構(gòu)建了Intel+Microsoft生態(tài)，而在智能手機(jī)時(shí)代是ARM+iOS/Android生態(tài)一樣,，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也將有新的組合出來,。從高通,、英特爾、西部數(shù)據(jù)等半導(dǎo)體公司高度關(guān)注,，到相關(guān)產(chǎn)品相繼落地,，RISC-V正在成為全球半導(dǎo)體界不容忽視的“小鮮肉”，而且大有未來“挑大梁”的趨勢,。

　　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代“挑大梁”者?

　　RISC-V是一種開源的指令集架構(gòu),。中國軟件行業(yè)協(xié)會嵌入式系統(tǒng)分會副理事長何小慶介紹，RISC-V不是一款CPU產(chǎn)品,。一個(gè)CPU支持的指令和指令的字節(jié)級編碼,，就是CPU的指令集(ISA)。ISA在CPU軟件和CPU硬件設(shè)計(jì)者之間,，提供了一個(gè)抽象層(接口),。不同的CPU家族，例如Intel X86,、IBM/Freescale PowerPC和ARM,，都有不同的ISA。RISC-V是其中唯一的開源ISA,，它起源于加州伯克利大學(xué),，采用開源BSD license，任何企業(yè),、大學(xué)和個(gè)人都可以遵循RISC-V架構(gòu)設(shè)計(jì)CPU,，現(xiàn)在全球已有幾十個(gè)開源版本RISC-V CPU核。

　　一個(gè)指令集架構(gòu)有多重要?當(dāng)指令集與構(gòu)建計(jì)算生態(tài)密切相關(guān),，其地位就顯得至關(guān)重要了,。芯謀首席分析師顧文軍在接受記者采訪時(shí)表示，其實(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)指令集架構(gòu)不難,，真正難在生態(tài)建設(shè)。而生態(tài)建設(shè)中最昂貴的成本是教育成本(即人們普遍的熟悉程度),，以及接受成本(即人們愿意投入的時(shí)間),，而這兩個(gè)成本昂貴到無法用金錢造就和購買。這也就是多年來無論是國內(nèi)還是國外,，都存在過一些私有指令集架構(gòu),，但始終停留在小眾市場而無法被廣泛接受成為主流指令集架構(gòu)的原因。RISC-V是一套徹底開放的指令集架構(gòu),，由于其開放性和先進(jìn)性,，生態(tài)發(fā)展速度驚人，社區(qū)生機(jī)勃勃,，解決了生態(tài)建設(shè)中的核心問題,。因此,，使用RISC-V架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)繁榮的產(chǎn)業(yè)生態(tài),。

　　英特爾公司前全球副總裁,、RISC-V基金會中國顧問委員會主席方之熙在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)曾表示：“做芯片不僅僅要解決技術(shù)問題，更要解決商業(yè)上的問題,?！笔聦?shí)上，英特爾在PC芯片和服務(wù)器芯片市場上獲得的成功,，不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)上,，更體現(xiàn)在生態(tài)和商業(yè)上。

　　CPU之爭其實(shí)是生態(tài)之爭,。方之熙進(jìn)一步表示,，大家都知道摩爾定律，但知道貝爾定律的人相對較少,。貝爾定律指出：系統(tǒng)架構(gòu)(CPU+OS)決定運(yùn)算平臺,，運(yùn)算平臺決定應(yīng)用軟件生態(tài)，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用市場增長的需求,，每隔10-15年運(yùn)算平臺會發(fā)生一次重大演進(jìn),，運(yùn)算芯片的系統(tǒng)架構(gòu)會隨著應(yīng)用市場及商業(yè)模式的變化而發(fā)生一次重大變革，伴隨其新的編程平臺,、網(wǎng)絡(luò)接口,、用戶界面，會帶來新的用戶體驗(yàn)和新的商業(yè)機(jī)會,。就像PC時(shí)代是英特爾和微軟聯(lián)合構(gòu)建了(Intel+Microsoft)生態(tài),，而在智能手機(jī)時(shí)代是ARM+iOS/Android生態(tài)一樣，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也將有新的組合應(yīng)運(yùn)而生,。

　　如果按照方之熙所言的貝爾定律,，每一個(gè)計(jì)算架構(gòu)最多只能“各領(lǐng)風(fēng)騷”10-15年，那么移動(dòng)時(shí)代從2010年前后算起,，似乎巔峰期已過,，手機(jī)市場增速放緩已經(jīng)釋放出信號，那么未來誰會是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的“挑大梁者”呢,？

　　RISC-V或許是下一個(gè)計(jì)算生態(tài)的“Mr Right”,，RISC-V顯示出諸多優(yōu)異性。何小慶表示,，RISC-V有三大好處,，其一也是最大的優(yōu)勢就是開源和免費(fèi)。免費(fèi)意味著RISC-V可以幫助開發(fā)者低成本完成CPU設(shè)計(jì),，如果最終量產(chǎn),，就免去面對版稅的糾紛,。其二是簡單?；A(chǔ)指令集只有40多條,，短小精悍的架構(gòu)和模塊化指令集讓使用RISC-V技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)者，可以開發(fā)出很簡單的RISC-V CPU,。該CPU功耗可以很小,，代碼密度也比較低。其三是靈活,。RISC-V架構(gòu)通過預(yù)留大量的編碼空間和4條用戶指令,，可以幫助用戶擴(kuò)展指令集。這個(gè)特性在AIoT和信息安全市場備受關(guān)注,。

　　RISC-V發(fā)展越來越好,，不僅僅是因?yàn)闃I(yè)界的大公司大都加入了其基金會， 還有越來越多的國家包括美國DARPA,、以色列國家創(chuàng)新局(Israel Innovation Authority)都選擇基于RISC-V研制作為全國企業(yè)服務(wù)的處理平臺,，這幾年印度政府資助的處理器項(xiàng)目不斷向RISC-V靠攏，越來越多的國家看到了RISC-V的機(jī)會,。

　　就像何小慶在《中國電子報(bào)》撰文所言,，人們對它已經(jīng)從“談芯”走向了“用芯”。今年的德國紐倫堡嵌入式世界展上,，許多著名的嵌入式軟件和工具公司都開始支持RISC-V,，比如德國SEGGER、勞特巴赫,、瑞典IAR,、Amazon FreeRTOS、嵌入式芯片公司NXP和Microchip,，都展示了他們的RISC-V MCU產(chǎn)品,。

　　方之熙表示，RISC-V指令集如果不犯很大錯(cuò)誤的話,，這個(gè)架構(gòu)應(yīng)該就是硬件和CPU的未來,，RISC-V生態(tài)系統(tǒng)將為未來50年的計(jì)算設(shè)計(jì)和創(chuàng)新發(fā)展鋪平道路。目前看,，RISC-V將在以下這些市場率先獲得應(yīng)，一是物聯(lián)網(wǎng),。二是RISC-V控制器,，包括西部數(shù)據(jù)、英偉達(dá)已經(jīng)在他們的產(chǎn)品中內(nèi)嵌一個(gè)RISC-V CPU來降低成本和功耗,，提高安全性和靈活性,。三是數(shù)據(jù)中心,，主要用于加速、深度學(xué)習(xí),，更強(qiáng)調(diào)對應(yīng)用場景的定制化設(shè)計(jì),。四是增量市場，以智能音箱,、智能家居產(chǎn)品最具代表性,，這一類應(yīng)用更強(qiáng)調(diào)“邊緣計(jì)算”能力，對靈活性要求高,，遇到市場和技術(shù)變化要求能夠及時(shí)做出調(diào)整,。RISC-V指令集目前對于手機(jī)、PC和刀片式服務(wù)器市場來說,，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠成熟的,，它更適合碎片化市場。

　　有人說,，高通投資SiFive是為了獲得“備胎”,，“雞蛋多放幾個(gè)籃子里”，不管怎么樣,，至少這個(gè)籃子的分量在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局中正變得越來越重,。

　　如何抓住RISC-V機(jī)會?

　　RISC-V正在全球不斷撒“糖”，如果RISC-V是未來計(jì)算50年的“挑大梁者”,，那么我們應(yīng)該做些什么?

　　我們應(yīng)該在發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的思路上進(jìn)行調(diào)整,。不僅要做“人有我有”的東西，更要抓住新的技術(shù)變局期,，做下一代的新技術(shù),。方之熙表示，集成電路產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域極廣,，芯片的生產(chǎn)鏈很長,，每個(gè)專業(yè)、每個(gè)產(chǎn)品,、每個(gè)技術(shù)都有其獨(dú)特的規(guī)律,，從上升期、成熟期到下坡期……不要投資處于下坡期的技術(shù),，需要把控芯片行業(yè)的發(fā)展規(guī)律,，根據(jù)國情國力，找到突破口,。

　　顧文軍表示,，RISC-V的生態(tài)正在蓬勃發(fā)展，中國企業(yè)應(yīng)該充分看到這一點(diǎn)并更好地利用RISC-V,?！癛ISC-V正好具備開放性,，是封閉、獨(dú)家指令集的最好替代品,，使用RISC-V指令集既能與國際接軌,，在技術(shù)和商業(yè)上又最有可能成功，產(chǎn)業(yè)意義巨大,?！狈街醣硎尽?/p>

　　在顧文軍看來,，要想充分利用好RISC-V,，中國企業(yè)應(yīng)該參與生態(tài)建設(shè)。對于處理器領(lǐng)域以及相關(guān)生態(tài),，過去我們都是跟隨者,，但對于RISC-V而言，我們起步不晚,，與國外差距也不大,，因此還有機(jī)會。

　　對于開源技術(shù)的貢獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)制定,，方之熙表示,，目前中國有不少公司關(guān)注到RISC-V。不過目前中國大部分公司僅僅使用開源的RISC-V代碼,，而在RISC-V開源社區(qū)的貢獻(xiàn)依然非常少,，也沒有太多的話語權(quán)。方之熙建議,，中國企業(yè)應(yīng)該從更高的層次上看到RISC-V的戰(zhàn)略意義,，及早對運(yùn)算平臺進(jìn)行布局。

　　現(xiàn)在越來越多的初創(chuàng)企業(yè)采用RISC-V,，而且RISC-V非常適合小公司,。除了免費(fèi)，修改外圍也可以不上傳,。但這樣既有好處也存在問題,，因?yàn)榇蠹叶伎梢孕薷亩簧蟼鳎腿菀酌媾R碎片化的問題,，就很難形成廣泛接受的通用運(yùn)算平臺,。

　　方之熙表示，如果未來有一個(gè)大公司來接手RISC-V,，它的發(fā)展命運(yùn)就有點(diǎn)像當(dāng)年的安卓,，由于有谷歌的接手和控制，安卓能維持持續(xù)化發(fā)展和規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。RISC-V的勢頭正冉冉升起,，如果中國企業(yè)通過大力支持RISC-V，共同搭建一個(gè)基于“開源架構(gòu)”RISC-V的芯片公共服務(wù)平臺,，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代就可能獲得逆襲,。

　　目前，面對RISC-V,，包括美國,、以色列、印度等國家,，已經(jīng)從更高層給予了或是政策或是專項(xiàng)資金引導(dǎo)的支持,。顧文軍表示，中國企業(yè)發(fā)展RISC-V,，要重視生態(tài)體系的構(gòu)建,，既要做到有相應(yīng)的IP和設(shè)計(jì)工具供應(yīng)，又要做到有下游客戶配合采用,，還要做到學(xué)校,、科研院所有相關(guān)人才的輸出。

　　方之熙表示,，RISC-V是一個(gè)開源架構(gòu),，RISC-V基金會是一個(gè)非盈利組織，目前在上面運(yùn)行的只是GCC,、Linux等基本軟件,，缺少系統(tǒng)級軟件的支持，這個(gè)問題需要解決,，RISC-V基金會董事會成員和會員公司也都意識到了這一點(diǎn),。雖然最近重點(diǎn)增加了對嵌入式和計(jì)算發(fā)行版的Linux操作系統(tǒng)支持，但要支持更多的系統(tǒng)軟件,，離不開資金的支持,。

　　中國應(yīng)該積極擁抱應(yīng)用定義的新時(shí)代。一方面摩爾定律的終結(jié)表示一個(gè)新的體系結(jié)構(gòu)的時(shí)代即將來臨,，也催生了面向領(lǐng)域架構(gòu)(DSA,，Domain Specific Architecture)，即通過設(shè)計(jì)針對特定領(lǐng)域的架構(gòu)來更高效的解決問題,。另一方面在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,，要滿足場景的多樣性，滿足客戶的體驗(yàn)和需求,，需要軟硬結(jié)合更加緊密,，進(jìn)而帶來對架構(gòu)需求的多樣性。

　　此外，越來越多擁有用戶和場景的互聯(lián)網(wǎng)公司,、應(yīng)用公司,、系統(tǒng)公司正在通過頂層分析定義自己的芯片。而RISC-V在設(shè)計(jì)初衷就是為了滿足未來需求,，吸收了過去架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)摒棄了過去架構(gòu)的弊端,，最終設(shè)計(jì)了一套便于裁剪和擴(kuò)展的指令集架構(gòu)。用戶可以根據(jù)自己實(shí)際需求通過配置和擴(kuò)展來定制滿足自己的處理器內(nèi)核,，比如智能傳感器上,，只需要配置RV32EC的指令集架構(gòu)，而針對高性能的需求場景則可以配置成為RV32IMFDC等,。

　　通過類似芯來科技內(nèi)核的NICE方案,，方便地?cái)U(kuò)展自定義指令，在處理器內(nèi)核上增加加速單元,，以及通過程序?qū)崿F(xiàn)和調(diào)用這些指令,，可以達(dá)到滿足產(chǎn)品差異化的需求，并迎合面向領(lǐng)域架構(gòu)應(yīng)用定義芯片的趨勢,。