“過去的一年，在全球RISC-V生態(tài)伙伴的共同努力下，RISC-V生態(tài)有了很大的進(jìn)展。國際基金會(huì)已經(jīng)布局70多個(gè)技術(shù)小組開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定；超過160個(gè)面向各領(lǐng)域處理器核，各行業(yè)滲透率越來越深；SPECint性能首次超過10分，進(jìn)入高性能計(jì)算的行列；會(huì)員超過3100家，比2021年增加130%。總體來看，RISC-V技術(shù)完善度越來越高，生態(tài)多樣性越來越體現(xiàn)，參與者越來越多。”在近日召開的2022 RISC-V中國峰會(huì)上，本屆峰會(huì)主席、平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠博士對(duì)過去一年RISC-V的發(fā)展做出了這樣的總結(jié)。

本屆RISC-V中國峰會(huì)主席、平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠博士（圖源：RISC-V中國峰會(huì)2022）

RISC-V商用時(shí)機(jī)已經(jīng)到來

在RISC-V出現(xiàn)之前，歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過多種指令集架構(gòu)(ISA)，經(jīng)過跌宕起伏的發(fā)展后，形成PC和服務(wù)器領(lǐng)域以X86為主、手機(jī)領(lǐng)域以ARM為主的壟斷局面。自2010年RISC-V誕生開始，這種開源的、簡(jiǎn)潔的、模塊化的指令集架構(gòu)受到廣泛關(guān)注。

如今，RISC-V架構(gòu)內(nèi)核的出貨數(shù)量已達(dá)到100億顆，遠(yuǎn)超過同時(shí)期的X86/ARM。根據(jù)市場(chǎng)Semico Research Group預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年，市場(chǎng)上采用RISC-V架構(gòu)的處理器核心將超過624億顆。

“RISC-V指令集在這12年時(shí)間成熟度提升是非常迅速的，ARM 也至少經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展才到目前的狀態(tài)。去年RISC-V出貨量超過一百億顆，同時(shí)軟硬件生態(tài)也得到了極大的豐富。我覺得RISC-V商用時(shí)機(jī)已經(jīng)到了，雖然目前可能還是局限于一些對(duì)算力和對(duì)軟件生態(tài)豐富程度要求不那么高的領(lǐng)域?！敝袊茖W(xué)院軟件研究所總工程師武延軍研究員表示，“從生態(tài)繁榮程度來對(duì)比，RISC-V目前可能處在ARM 2000年~2005年的階段，那時(shí)候有關(guān)ARM的各種培訓(xùn)資料、書籍、培訓(xùn)班大量出現(xiàn)，市場(chǎng)上對(duì)ARM開發(fā)者的人才需求也是突然爆增，在嵌入式領(lǐng)域已經(jīng)與X86、MIPS展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。如今RISC-V除了教育科研、各種文檔材料、人才培訓(xùn)的繁榮之外，還已經(jīng)有了非常好的商用場(chǎng)景和非常高的出貨量，這也是整個(gè)生態(tài)上下游都可以去開始發(fā)力的階段了，都可以放心地去投入RISC-V領(lǐng)域了?！?/p>

中國科學(xué)院軟件研究所總工程師武延軍研究員（圖源：RISC-V中國峰會(huì)2022）

孟建熠博士表示，RISC-V與過去的其他架構(gòu)最大的區(qū)別在于它是開源的，全球這些需要對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)的都在推動(dòng)它的整個(gè)架構(gòu)完善，這與原有的一家公司維護(hù)一個(gè)架構(gòu)是完全不同的模式，因此帶來了很多新機(jī)會(huì)，那些要在體系結(jié)構(gòu)上有創(chuàng)新、有突破的公司已經(jīng)可以持續(xù)地進(jìn)來了。

中國發(fā)展RISC-V的優(yōu)勢(shì)和難點(diǎn)

有數(shù)據(jù)顯示，在全球已有的100億顆RISC-V內(nèi)核出貨量中，來自中國公司的已經(jīng)占到50%的比例。RISC-V是歷史上第一次以開源開放模式、由全世界參與構(gòu)建的計(jì)算生態(tài)體系，也是中國第一個(gè)從發(fā)展初期就可以深度參與、發(fā)揮核心貢獻(xiàn)的全球范圍的新指令集架構(gòu)、新的生態(tài)，因此是一個(gè)難得的歷史機(jī)遇。

武延軍指出，中國發(fā)展RISC-V的優(yōu)勢(shì)很明顯，從宏觀角度來看，中國有著一個(gè)巨量的市場(chǎng)，有大規(guī)模的計(jì)算機(jī)工程師團(tuán)隊(duì)和專業(yè)人才，同時(shí)有足夠豐富的應(yīng)用場(chǎng)景能夠充分發(fā)揮RISC-V的多樣性，這是中國相對(duì)于世界上其他國家的三方面優(yōu)勢(shì)。此外，中國還有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，就是沒有國外一些老牌廠商和機(jī)構(gòu)的歷史包袱，沒有它們已經(jīng)存在的商業(yè)利益或者技能上的慣性，使我們有機(jī)會(huì)從一個(gè)全新的視角、一個(gè)全新的架構(gòu)下面去進(jìn)行開創(chuàng)性的工作。相應(yīng)的劣勢(shì)就是在很多技術(shù)領(lǐng)域沒有國外巨頭在歷史上積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在高端核心人才儲(chǔ)備上也沒有國外處理器、基礎(chǔ)軟件巨頭那么多，并且在專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面也存在一定差距。

孟建熠認(rèn)為，RISC-V在中國是完全與國外同步的一個(gè)架構(gòu)，中國的參與度相比原來的架構(gòu)高很多；中國又是一個(gè)新興的市場(chǎng)，國內(nèi)芯片市場(chǎng)涌現(xiàn)大量的初創(chuàng)公司中已經(jīng)有很多采用了RISC-V架構(gòu)，他們走這個(gè)路線會(huì)比國外更快，因此目前RISC-V在中國的落地至少與國外可以同步，中國的企業(yè)可以說是與國際上“并跑”。

對(duì)于RISC-V在中國發(fā)展過程中面臨的難點(diǎn)，武延軍認(rèn)為，除了制造、制程方面的因素，處理器IP核和核心基礎(chǔ)軟件是RISC-V生態(tài)里面最難突破的兩個(gè)技術(shù)點(diǎn)，中國在這兩方面與國際上依然存在差距；孟建熠指出，RISC-V需要把架構(gòu)做得穩(wěn)定、可靠，這樣上層的軟件適配就會(huì)變得更加容易，軟件越來越豐富之后要做的事情就是往各個(gè)縱深的方向去發(fā)展。

RISC-V向高性能發(fā)展是趨勢(shì)   

在此前結(jié)束的2022 RISC-V中國峰會(huì)上，阿里平頭哥發(fā)布首個(gè)高性能RISC-V芯片平臺(tái)“無劍600”及SoC原型“曳影1520”，首次兼容龍蜥Linux操作系統(tǒng)并成功運(yùn)行LibreOffice，刷新全球RISC-V一系列紀(jì)錄?；跓o劍600軟硬件全棧平臺(tái)，開發(fā)者和廠商可快速開發(fā)RISC-V芯片，推動(dòng)邁向2GHz高性能RISC-V邊、云應(yīng)用新時(shí)代。

RISC-V不僅可以針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)開發(fā)出大量低功耗、高能效、低成本的處理器產(chǎn)品，本屆峰會(huì)可以看出一些國內(nèi)企業(yè)也開始瞄準(zhǔn)高性能RISC-V。“將繼續(xù)向高性能演進(jìn)，高主頻、高性能是必然發(fā)展趨勢(shì)，2022年，RISC-V生態(tài)將性能從1GHz推向2GHz?！泵辖谥赋觥?/p>

無論是從產(chǎn)業(yè)的需求，還是RISC-V自身發(fā)展的路徑上看，向“高性能”發(fā)展都會(huì)是RISC-V未來的趨勢(shì)，在這樣的趨勢(shì)下，對(duì)于處理器的設(shè)計(jì)和軟件生態(tài)都是帶來了很大的挑戰(zhàn)。

在處理器設(shè)計(jì)上，孟建熠認(rèn)為處理器的性能和穩(wěn)定性提高是需要重點(diǎn)解決的問題。需要加大研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)處理器的性能突破； RISC-V處理器也保證穩(wěn)定性，這樣在復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景中，軟件才能遷移上來。

針對(duì)依然存在很多核心基礎(chǔ)軟件無法在RISC-V平臺(tái)上流暢運(yùn)行的問題，武延軍表示：“中科院軟件所有責(zé)任去把更多支撐高性能的、引領(lǐng)未來生態(tài)發(fā)展的基礎(chǔ)軟件，率先移植到RISC-V架構(gòu)上去，為商業(yè)發(fā)展鋪平道路，讓后續(xù)有大量的商業(yè)公司可以快速參與進(jìn)來，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)使用商用場(chǎng)景的部署。這是我們前期一直在努力的工作?！?/p>

未來ARM和RISC-V會(huì)長(zhǎng)期共存

ARM和RISC-V雖然兩者都是RISC的架構(gòu)，但ARM的指令集是私有的、商業(yè)授權(quán)的，而RISC-V指令集是在RISC-V國際基金會(huì)的掌管之下開源開放的模式。

談及ARM和RISC-V，也多被認(rèn)為是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。長(zhǎng)期以來，ARM處理器內(nèi)核購買模式形成了習(xí)慣，RISC-V生態(tài)還需加快建設(shè)完善，兩者將來會(huì)形成怎樣的局面呢？武延軍表示，目前還沒有一個(gè)明確的答案，可能會(huì)是一種融合共生的狀態(tài)。也就是在一定程度會(huì)長(zhǎng)期存在，本身的技術(shù)又會(huì)相互不斷融合、互相借鑒。因?yàn)镽ISC-V本身的開放性，ARM會(huì)吸收RISC-V的一些比較好的特性；而RISC-V在成長(zhǎng)過程中，也吸取了很多ARM的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，所以在技術(shù)上，會(huì)呈現(xiàn)融合的趨勢(shì)。商業(yè)上， ARM可能會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)過程中逐漸找到自己的定位，如更好的服務(wù)能力，一些商業(yè)授權(quán)上的優(yōu)化，逐漸形成它的獨(dú)有業(yè)務(wù)模式而長(zhǎng)期存在。

武延軍指出，RISC-V的優(yōu)勢(shì)細(xì)分領(lǐng)域是教育科研領(lǐng)域。因?yàn)镽ISC-V給老師、學(xué)生、科研工作者帶來的自由度、定制性是其他指令集架構(gòu)無法相比的，這是教育科研工作者普遍追求的目標(biāo)。

孟建熠也表示，ARM和RISC-V不是非此即彼的，它們應(yīng)該長(zhǎng)期共存、各自在各自領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。而且確實(shí)在相互借鑒，ARM也在往開放的方向在走。因此RISC-V與x86/Arm會(huì)相互共存，未來可能形成“三分天下”的局面。