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來源：鳳凰科技 核心提示： 1. 國內芯片行業之所以對 RISC-V 架構寄予厚望，很大部分原因是美國對華為的卡脖子事件，這讓我們意識到芯片一定要自主研發，擺脫對國外的技術依賴。而 RISC-V 的開源特性，被業內視作可繞開西方壟斷的技術方向。 2.平頭哥副總裁孟建熠向鳳凰網科技表示，隨著 AIoT 時代的到來，催生了對芯片的定制化需求，這種碎片化的需求更容易被低功耗、可定制化的 RISC-V 處理器滿足，（RISC-V 處理器）取得了顯著的進展，發展潛力巨大。 3.RISC-V 為國內突破芯片壟斷帶來了希望，但不能盲目樂觀，它還有諸多風險和技術挑戰。半導體專家張國斌指出，RISC-V 的開源免費，業內認為并非完全免費，基于 RISC-V 開源架構開發芯片產生的風險成本也不可被忽視。此外，目前很多接口不兼容 RISC-V，生態體系并不完善。 “中國芯應走第三條路 。” 8 月 24 日，倪光南院士在 2022 RISC-V 中國峰會致辭中表示：目前，主流 CPU 市場仍被 X86、ARM 架構壟斷，但新興的開源指令集 RISC-V 將為我國芯片產業發展提供新機遇，如果抓住機會，就有可能在 CPU 核心技術上掌握主動權。 誕生于 2010 年的 RISC-V，是一個基于精簡指令集（RISC）原則的開源架構，是 ARM 和 x86 架構之外規模最大的 CPU 架構，同時也是國內自主研發芯片的主攻架構之一。 在地緣政治影響全球經濟的當下，芯片自主重要性不言而喻。本月，美國總統拜登本正式簽署了《芯片與科學法案 2022》undefined 其中明確規定獲得美方補助的企業十年內不得與中國或其他令美國擔憂的國家進行任何重大交易，市場對 RISC-V 關注度再次提高。 倪光南院士的發言，堅定了芯片行業自主研發信心的同時，也引發了一定討論。 RISC-V 架構，為何能與 ARM / X86 一較高下？中國 RISC-V 產業現狀如何？它會是中國芯片自主的關鍵技術方向嗎？ 帶著這些問題，鳳凰網科技采訪了平頭哥副總裁孟建熠，電子創新網創始人、半導體專家張國斌。 RISC-V 為何能與 ARM / X86 一較高下？ 目前的芯片市場，存在 X86、MIPS、ARM、RISC-V 四種主流指令集，也是大家常說的芯片架構。指令集 / 架構，是存儲在處理器（芯片）內部指導它運行計算的一系列規范語言，包含各種復雜的算法。 簡單來說，指令集 / 架構的先進與否直接關系到 CPU 性能。 倪光南院士看好的 RISC-V，是一個基于精簡指令集（RISC）原則的開源架構。不同于 x86、ARM 等國外商業公司私有指令集架構，RISC-V 最大的特點是“開放標準化”，即允許任何人設計制造芯片、免版稅。 這意味著，任何公司都能使用 RISC-V，無需擔心“斷供”風險。因此一度被視作我國實現芯片自主的希望。 RISC-V 具備架構簡單、可模式化設計的特點。例如，RISC-V 基本指令集 RV32I 只有 47 條指令，而 x86 指令集已超過 1400 條，ARM 指令集增加到了 1200 條。同時，X86 和 ARM 每月都會增加兩條，而 RISC-V 不會再增加，這樣能降低處理器的芯片面積和能耗。 由于 RV32I 指令集是固定不變的，編譯器編寫者、語言程序員有穩定的目標，還能通過模塊化設計將不同部分組織在一起。換言之，RISC-V 沒有 X86 / ARM 指令集背負的兼容性包袱，能更好的滿足細分場景的需求。 RISC-V 的特性，使它快速崛起于全球范圍，成為半導體、物聯網等新興應用領域的創新焦點。近年來，RISC-V 在工業控制、車聯網應用較為活躍，尤其是在端側 RISC-V 架構 IP 覆蓋了安全芯片、AIoT 等應用場景，而這些以往都是 Arm 主導的領域。 平頭哥副總裁孟建熠向鳳凰網科技表示，隨著 AIoT 時代的到來，涌現出越來越多的智能設備，催生了對芯片的定制化需求，這種碎片化的需求更容易被低功耗、可定制化的 RISC-V 處理器滿足，因此取得了顯著的進展，發展潛力巨大。 行業層面上，RISC-V 基金會已吸引了大量廠商加盟，包括英偉達、谷歌、西數、高通、三星、華為海思等，會員已超過 3100 家。目前，市場上已經有 100 億顆 RISC-V 內核，RISC-V 僅用 12 年時間創下的數據超過 AER 的同期數據；2021 年，共有超過 160 個面向各領域處理器核，向各行業滲透。 RISC-V 是中國芯片自研的關鍵解？ 國內芯片行業之所以對 RISC-V 寄予厚望，很大部分原因是美國對華為的卡脖子事件，讓我們意識到芯片一定要自主研發，擺脫對國外的技術依賴。而 RISC-V 的開源特性，被業內視作可繞開西方壟斷的技術方向。 2018 年，美國商務部禁止中興銷售零部件、商品，致使后者芯片短缺；2019 年，美國對華為實行芯片制裁后，國內芯片企業擔憂與 ARM 的合作面臨的風險，陸續加入了 RISC-V 陣營。 與此同時，國內政府政策、產業研究等多方面協同推動 RISC-V 架構加速發展。2018 年，上海市政府發布一份支持軟件和集成電路的政策，其中明確提到“支持基于 RISC-V 指令集架構、32 位及以上的處理器芯片的研發及產業化”。 同年，倪光南聯合國內業界人士成立了中國 RISC-V 產業聯盟。隨后，在中科院牽頭下，中國開放指令生態（RISC-V）聯盟成立。兩個聯盟的成立，初衷都是為推動 RISC-V 生態在中國本土的完善。 目前，RISC-V 理事會中 80% 以上的最高級別會員都為中國企業，超過 70% 的 RISC-V 主要成員來自中國，包括阿里巴巴、華為、中芯國際、紫光展銳、晶晨股份、芯原股份等。截至今年，RISC-V 處理器在 IoT 的應用規模超 100 億，中國公司的出貨量占 50%。 中國企業在 RISC-V 技術和應用上的貢獻度也越來越高。8 月 24 日，阿里平頭哥發布首個高性能 RISC-V 芯片設計平臺無劍 600，將 RISC-V 從 1GHz 主頻性能帶到 2GHz 商用性能水平；去年底，華為海思官網公布全新的高清電視芯片 Hi373V110，內置海思全自研 RISC-V 架構的 CPU；此外，中興、芯原股份也在加速自研基于 RISC-V 架構的產品。 多位專家認為，RISC-V 架構對于中國企業來說是一個難得的機遇，因為 RISC-V 起步晚，國內外差距并不像傳統 X86 架構領域那么大，有一定的趕超空間。 半導體專家張國斌透露，盡管 ARM / X86 架構還是 CPU 市場主流，但為了提前搶占物聯網、AR 智能等市場風口，RISC-V 已成為不少車企、以及科技公司的重點項目。 RISC-V 生態不夠成熟，具有專利風險 雖然 RISC-V 為國內突破芯片壟斷帶來了希望，但也不能盲目樂觀，它還有諸多風險和技術挑戰。 半導體專家張國斌告訴我們，業內已有共識，RISC-V 是開源指令集，但不是完全免費。例如，部分公司會基于 RISC-V 指令集設計出商業型 CPU，然后再將 CPU 賣出去或者進行授權。從這個意義上說，它是開源的，不是免費的。 與此同時，基于 RISC-V 架構開發芯片的風險成本不可被忽視。RISC-V 是開源可供使用的，也意味著沒有“售后”服務，采用該架構出現問題可能需要自行摸索解決方案。在專業性極強的芯片設計領域，處理問題可能要付出更多的成本和時間。 RISC-V 當前處于發展階段，目前很多接口不兼容 RISC-V，這也阻礙其發展。孟建熠指出，ARM 已建構起一套更為完整的軟硬件生態體系，并形成了可靠的商業循環，RISC-V 要發展到 ARM 的成熟度，還有一段長路要走。 張國斌則表示，ARM 在中國花了十年以上時間才建立成熟的生態。RISC-V 起點較高，國內響應企業也好，時間可能會縮短，至少也要三至五年時間。“市場穿透力沒那么快，現在真正基于 RISC-V 量產芯片并不多，也沒有通用型芯片。” 此外，相比 X86 和 ARM，RISC-V 在高性能計算領域的發展仍不充分。 GMP 庫開發者 Torbjörn Granlund 曾指出，RISC-V 指令集過于簡單且碎片化，導致它大部分的應用場景是嵌入式。高性能處理器方面，RISC-V 芯片產品以 32 位居多。從現實情況來看，RISC-V 將繼續向高性能演進，而高端化“起勢”也需長時間的錘煉。 孟建熠表示，高性能 RISC-V 芯片的量產，要求先進工藝，更考驗整個芯片設計的能力，特別體現在性能和功耗的平衡把握上，需要投入大量的研發精力。 最后，RISC-V 的興起還需要新產業的爆發。 在電腦處理器、手機處理器領域，X86 / ARM 生態已經相當成熟，RISC-V 想從中爭奪市場份額，無異于“虎口奪食”。而在物聯網、安全芯片、智能穿戴等領域，Arm 市場基石并不穩固，對于 RISC-V 來說更有機會。 |
