RISC-V生態未來的三種可能

誕生於加州大學伯克利分校的開源指令集架構RISC-V發展至今已有十年之久,在x86架構與Arm架構都需要向公司支付專利費用才可以商用的對比下,RISC-V的優勢凸顯,尤其是對於暫時還未有成熟自主指令集架構的中國而言,RISC-V似乎是一個不錯的選擇。

事實上,鑒於RISC-V的開源優勢,近些年國內確實有不少企業和機構在積極擁抱RISC-V,且取得不錯的成績:

致力於RISC-V架構處理器內核IP研發及商業化的芯來科技,客戶已經覆蓋國內外超200家芯片公司和系統公司;

今年1月,賽昉科技推出全球首款RISC-V AI單板計算機,阿里平頭哥成功將安卓10 系統在其玄鐵910 RISC-V處理器上順暢運行;

全球第一家用RISC-V指令集設計DSP的公司中科昊芯也在中國,並在今年3月底實現量產……

在RISC-V就快和ARM、x86形成三足鼎立局面的階段里,我們迫切地期望能夠透視RISC-V未來的生態發展究竟會走向何處,在上周舉辦的RISC-V 2021中國峰會上,雷鋒網等行業內容平台同業內大咖進行交流,看見RISC-V生態發展的三種可能。

RISC-V生態未來的三種可能

與X86“聯盟”對抗ARM,在巨頭推動下建設加速

本月中旬,彭博社報道稱有知情人士透露英特爾提出以20億美元的收購RISC-V領域的明星公司SiFive,雖然英特爾和SiFive均拒絕置評該收購交易,但這一傳言依然在業內引發廣泛討論,不少人擔心該筆交易可能會像英偉達收購Arm影響Arm的中立性那樣,讓原本開源的RISC-V新增專利壁壘。

中國科學院軟件研究所副總工程師武延軍認為,收購SiFive屬於英特爾單方面的戰略,”英特爾一直未能在移動終端、物聯網端打開局面,英特爾可能希望利用SiFive在物聯網方面的優勢,彌補其在同ARM競爭中的劣勢。

所謂競爭劣勢,不僅僅是指X86架構難以進入對功耗要求更高的移動端和物聯網端,還指ARM架構進軍服務器也來勢洶洶,基於ARM架構的華為鯤鵬處理器進入服務器領域、基於ARM架構自研的蘋果M1芯片在PC端性能優異都是極好的證明。因此英特爾可能希望通過收購SiFive扭轉X86受壓制的局面。

“一方面RISC-V作為大家都看好的指令集,英特爾需要對其進行前瞻布局,另一方面英偉達收購ARM的計劃正在推進,意味着英特爾與英偉達之間的競爭可能會進一步升級,上升到整個生態的競爭。”武延軍如此理解英特爾收購SiFive的動機與原因。

在同英偉達競爭方面,武延軍進一步解釋,“看見英偉達從GPU轉向CPU,我覺得英特爾可能也希望從通用處理器切換到專用領域,目前看來RISC-V是一個比較好的選擇,無論是從架構上、還是技術上,都具有模塊化和可拓展性,對於定製專用處理器而言非常便捷。”

這意味着英特爾希望通過收購SiFive聯合RISC-V和X86,與ARM建立起的生態抗衡,同樣也意味着RISC-V的核心專利可能會被英特爾一同收購,給予使用RISC-V的中國企業一定的打擊。

“但總體上是利好的。”武延軍和中國科學院計算書研究所副所長包雲崗都這樣認為。

利好原因有三

一是巨頭想入局,證明了產業界對RISC-V的認可;

二是從英特爾大力投入推動Linux內核及社區發展的案例來看,過去二十年英特爾一直是Linux最大的貢獻者,未來也可能成為RISC-V的最大貢獻者,加速RISC-V的成熟度;

三是無論是在移動領域還是控制領域,RISC-V在中國的市場遠高於其他國家,如果RISC-V想要打開市場,中國將會是首選。

與通用操作系統結盟是必然,但會比“Wintel”多一個“s”

英特爾收購SiFive尚未定論,但對於RISC-V的生態發展而言,無論是尚未有巨頭涉足的“三足鼎立”,還是與x86共同抗衡ARM,RISC-V想要建成熟的生態,就需要像X86架構一樣形成自己的“Wintel”聯盟,或是像ARM架構一樣形成自己的“Quandroid”聯盟。

雖然目前RISC-V尚未與某種操作系統形成聯盟,但是我們已經能夠看到一些可能性。

“RISC-V時代很可能會出現一種Wintels,”武延軍做出預測。

傳統意義上,Wintel聯盟代表通用處理器與通用操作系統結合的生態,RISC-V指令集的核心是基礎指令集加上擴展指令集,也就意味着在擴展指令集層面會誕生各種不同領域的處理器,但每種處理器都去配備一套不同的系統軟件或操作系統,維護代價非常高。

觀察市場上使用RISC-V的廠商分佈情況,可以發現,雖然RISC-V芯片設計廠商在前期擁有一定的成本優勢,但由於後期的生態建設需要投入更多開銷,讓很多想要入局RISC-V的企業望而卻步。

這裡的生態建設開銷,其中一部分源於尚未形成業界公認的基礎軟件和操作系統,開發人員或程序員需要不停地學習不同的操作系統適配不同的處理器,對廠商而言成本極高。

因此儘管RISC-V硬件生態多樣化,但RISC-V要在未來形成健康的生態模式,擁有一套標準的系統軟件是必經之路,而Wintels就是RISC-V未來與操作系統的結盟方式。

“Wintels是指一套通用的操作系統搭配基於RISC-V指令集的不同處理器,這套系統軟件最好是開源的,例如基於Linux的操作系統,可以適配不同的RISC-V處理器。”武延軍解釋道。

RISC-V生態建設不止在於RISC-V

值得注意的是,RISC-V生態建設其實也是中國半導體上下游產業鏈生態建設的好機會。

以芯片設計工具EDA為例,一直以來全球EDA市場幾乎被美國EDA三巨頭(Synopsys、Cadence、Mentor)分食,在製程先進的芯片設計領域,基本都逃不開使用EDA三巨頭的設計工具。

而在RISC-V目前所面向的物聯網場景,對芯片製程要求還不太高,未必需要用到5nm、7nm等尖端工藝,28nm、40nm足以滿足需求,這正好為近幾年國內新成立的一批國內EDA公司帶來市場機會。

“需要EDA工具支持5nm、7nm難度非常大,但是以目前國內的能力,足以將28nm、40nm支撐好,我們甚至可以通過開源的方式建立EDA社區,加速整個EDA生態的發展。”包雲崗說道 。

上海科技大學信息學院助理院長周平強也認為,基於RISC-V的開源特性,對應的EDA工具也有可能走向開源,國內EDA廠商如果要找到一條自己的發展路徑,開源是一個機會。

“EDA跟RISC-V,我個人覺得其實是一個互相依賴、互相促進的作用。RISC-V如果發展的越好,對於國內的EDA來說可能機會就越大,”周平強說。