「缺芯」困境之下，開源架構RISC-V能否打破英特爾、ARM的壟斷？
記者 | 彭新
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中興、華為事件牽引輿論場，「缺芯」成為民眾關注的熱點議題，其中討論的焦點在於：海外企業長期壟斷市場，遏制中國科技企業縱深發展。在亟需打破現實困境的要求下，中國晶元產業突破的機會點在哪裡？
問題的答案之一，可能是基於RISC-V指令集的開源晶元。
做CPU設計首先需要指令集架構，接著根據架構設計晶元。全球微處理器指令集架構中，流行的架構有x86、ARM、Power、SPARC、MIPS等。其中，x86主宰了PC、伺服器等高性能高功耗領域，而ARM專註於手機、物聯網等低功耗低成本領域，兩者佔據了主流市場。IBM的Power架構主要在伺服器領域佔有一席之地；隨著甲骨文放棄硬體業務，SPARC架構前途未卜。
RISC-V是一種免費開源指令集架構(ISA)。由加州伯克利分校的研究團隊開發與公布，於2011年5月正式發布第一版。該指令集設計非常簡單，採用了基礎指令集與擴展指令集的方式，基礎指令集只包含了不到50條指令。
歷經八年時間發展，一度不被業界看好的RISC-V指令集，逐漸獲得大量企業支持。2015年非盈利組織RISC-V基金會成立，旨在凝聚全世界力量構建開放社區，推廣RISC-V架構。迄今已有100多個機構加入，包括谷歌、華為、IBM、阿里巴巴、英偉達、高通、三星等企業，以及加州大學伯克利分校、麻省理工學院以及中科院計算所等學術機構。
相對於ARM和x86，RISC-V強調開源和成本優勢，並以簡單可擴展的指令集提供更高效的硬體。
換句話說，採用RISC-V架構設計晶元，一方面可以避免龐大的授權金，而且使用者可以任意挑選需要的指令組合來開發物聯網應用，輕量化的晶元架構也很適合用於低能耗、高效率的物聯網運算需求。
「過去像ARM或者是英特爾x86，它的指令本身是不能取消的，不管你在哪個應用領域，它都要全部實現。但是，你的優化程度、支持程度可以根據你應用領域的不一樣側重不同的優化。而RISC-V因為它有這種模式化，所以除了為系統軟體兼容性所需的最基本的指令，其他不需要的那些領域的指令可以直接去掉。」 RISC-V基金會CEO Calista Redmond在近日基金會中國路演活動中，接受採訪時表示。
部分行業人士認為，在AI、物聯網時代，RISC-V有機會向ARM、x86發起挑戰。英特爾自行設計和生產晶元，不夠開放且架構複雜。當前物聯網主流的ARM等指令集需要付費授權，授權費用也愈來愈昂貴。對於想要投身物聯網產業的創業公司而言，是個沉重的負擔。RISC-V指令集徹底免費開放，允許使用者修改和重新發布開源代碼，也允許將開源代碼用作商業目的。「RISC-V允許你創新。像ARM和x86是不開放的，不允許你創新。RISC-V還可以降低成本，包括一些許可證之類的費用。」 Calista Redmond說。
另一方面，物聯網行業應用的碎片化，不同場景需要不同的解決方案，需求多樣性給靈活的開源晶元留出機會。且當下物聯網市場應用程序有限，生態系統要求不那麼高，RISC-V就更為適合。
Calista Redmond指出，除物聯網以外，RISC-V還可在類似碎片化的市場起到作用，如數據中心和強調"邊緣運算"能力的增量市場。接下來，隨著RISC-V生態系統的不斷擴大，其開發工具、FGPA產品、IP和設計服務也會不斷增多，還將支持更多操作系統。
不過，RISC-V想要全方位進軍晶元市場，與ARM以及x86分庭抗禮，其背後的生態建設尤為關鍵，這也是當前RISC-V中國化面臨的最大問題之一。
Calista Redmond承認，作為新興架構，押注處於起步階段的RISC-V風險必然存在，「現在大家好像都是在等別人邁出第一步，因為具有一定的風險性，對於投入與回報是否成正比未知。」她說，「但是實際上第一個吃螃蟹的他是有優勢的，只是說現在的優勢還很難定義。所以，大家對此都有一些猶豫。」她表示，基金會的責任之一就是將企業的顧慮降低到最低，通過協作把事情說清楚。
此前RISC-V基金會主要關注硬體層面， Calista Redmond表示未來基金會更會專註於軟體層面和生態構建。「從我的角度來說，我並不是說一定要定義這個生態系統一定要有什麼，而是說成員們覺得需要什麼。更關鍵的是大家能夠一起貢獻，來決定這個東西，而不是RISC-V（基金會）來指定。」 她說。
當前，一些中國廠商正積極投入RISC-V生態發展中。小米生態鏈中專註於穿戴式裝備的華米科技，在去年九月推出了第一款以RISC-V架構開發的處理器晶元，號稱具備人工智慧功能。同期在去年九月，中天微推出了基於RISC-V架構的處理器CK902，隨後中天微被阿里巴巴收購，與阿里內部的晶元團隊達摩院整合成立平頭哥半導體公司，推動RISC-V商業化。據RISC-V基金會透露，目前其在中國擁有25家會員，未來計劃發展到300家以上。
