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開源是當(dāng)今最熱門的話題之一，也是未來(lái)的趨勢(shì)，就像 1998 年時(shí)任微軟 CEO 的鮑爾默痛斥 Linux 是癌癥，而如今的 CEO 卻稱“Microsoft love Linux”，因?yàn)殚_源“以人為本”，然而開源的商業(yè)化是一條必行卻又難行的路。
如今的處理器、SoC 基本被 x86 與 ARM 這樣封閉的指令集架構(gòu)（ISA）所統(tǒng)治。所以誰(shuí)能成為微處理器中的 Linux ，成為業(yè)界探討與期待的事情。而目前 RISC-V 成為最受關(guān)注的對(duì)象。
5 月 8 日，第六屆 RISC-V 技術(shù)研討會(huì)在上海交通大學(xué)舉行，這是 RISC-V 在華首度亮相。參會(huì)的國(guó)內(nèi)外頂尖學(xué)者和企業(yè)人員超過(guò) 200 名，RISC-V 發(fā)明者創(chuàng)建的 SiFive 公司分享了 RISC-V 指令集和其相關(guān)前景應(yīng)用。
RISC-V 開源指令集架構(gòu)
早期的微處理器大部分為復(fù)雜指令集（CISC）架構(gòu)，即設(shè)計(jì)盡可能復(fù)雜的指令來(lái)完成任務(wù)，究其原因是當(dāng)時(shí)的編譯技術(shù)不發(fā)達(dá)。隨著時(shí)間的推移與技術(shù)的發(fā)展，精簡(jiǎn)指令集（RISC）應(yīng)運(yùn)而生，IBM 801 便是較早用精簡(jiǎn)指令集的理念來(lái)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，并發(fā)展成為了今天的 Power 架構(gòu)。
RISC-V 顧名思義就是第五代 RISC。2014 年，加州大學(xué)伯克利分校（UCB）的研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)除了這套完整的新的指令集 RISC-V，同時(shí)也包含了移植好的編譯器、工具鏈、仿真器，并經(jīng)過(guò)數(shù)次流片驗(yàn)證，同時(shí) Chisel 作為一種新的硬件構(gòu)建語(yǔ)言也被開發(fā)了出來(lái)。
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與 x86 以及 ARM 占據(jù)各自一畝三分地不同，RISC-V 覆蓋 IoT 設(shè)備、桌面計(jì)算機(jī)、高性能計(jì)算機(jī)等眾多領(lǐng)域。
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其實(shí)在 RISC-V 到來(lái)之前，已經(jīng)有幾種開源指令集架構(gòu)的存在，比如 SPARC V8、OpenRISC。既然已經(jīng)有開源指令集架構(gòu)，為何還要研發(fā) RISC-V？因?yàn)?OpenRISC 的許可證為 GPL，意味著所有的指令集改動(dòng)后都必須開源。而 RISC-V 的許可證為 BSD License 授權(quán)，即用完無(wú)需開源。
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RISC-V 的商業(yè)化之路
“我們要?jiǎng)?chuàng)造新的商業(yè)模式”SiFive 公司產(chǎn)品及業(yè)務(wù)拓展副總裁剛至堅(jiān)如是說(shuō)。SiFive 是率先依托 RISC-V 架構(gòu)做起生意的公司，也是原汁原味繼承 RISC-V“血統(tǒng)”的公司，由 RISC-V 開創(chuàng)者 KrsteAsanovic，以及 Yunsup Lee 和 Andrew Waterman 所創(chuàng)建，目前三分之一的員工為 RISC-V 研發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員。
剛至堅(jiān)先生介紹到，目前 SiFive 有兩類產(chǎn)品，一類是 CPU Core IP，另一類是 Freedom SoC，包括 Freedom Everywhere 平臺(tái)（為微控制器、嵌入式產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴應(yīng)用而設(shè)計(jì)）及 Freedom Unleashed 平臺(tái)（機(jī)器學(xué)習(xí)、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用）。產(chǎn)品面向大中小客戶，目前也全部覆蓋到了這些客戶。產(chǎn)品依然維持開放原始碼，這樣可以與開源社區(qū)相結(jié)合，用戶在沒(méi)有芯片的情況下就可以開始撰寫軟體，因?yàn)樾酒瑑?nèi)部功能的規(guī)格定義是可見的。
摩爾定律遇到瓶頸是近年來(lái)半導(dǎo)體業(yè)最深刻的變化，盡管在工藝制程方面仍在向前推進(jìn)，但是價(jià)格卻成走高的趨勢(shì)。剛至堅(jiān)先生表示 Sifive 的優(yōu)勢(shì)是定制化 RISC-V 半導(dǎo)體產(chǎn)品，可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)師縮短上市時(shí)間，減少成本費(fèi)用，讓定制硅芯片產(chǎn)品更加大眾化。而授權(quán)的價(jià)格是固定的，客戶直接在 SiFive 網(wǎng)站上進(jìn)行購(gòu)買就可以使用，且不需要版稅。相比之下，ARM 等芯片設(shè)計(jì)授權(quán)不僅價(jià)格不透明而且流程相當(dāng)復(fù)雜，小公司拿到授權(quán)的難度也比較大。
SiFive 首席技術(shù)官和聯(lián)合創(chuàng)始人 Yunsup Lee 表示：“通過(guò)‘調(diào)研 - 評(píng)估 - 購(gòu)買’模式，我們讓獲得 Coreplex IP 訪問(wèn)許可變得像購(gòu)買任何軟件服務(wù)一樣易如反掌。”?
同時(shí)，RISC-V 的源代碼都是開放的，所以客戶能夠完全檢查 RTL，以確保最高信任級(jí)別以及具有相當(dāng)大的靈活性。
SiFive 開源硬件成果
SiFive 32 位處理器 Coreplex E31 面向的目標(biāo)市場(chǎng)是物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴和低功耗設(shè)備；64 位的 Coreplex E51 是一款嵌入式內(nèi)核，也是作為控制工具的理想解決方案，或是更大的 64 位片上系統(tǒng)中的微型內(nèi)核。
在 2016 年 11 月 SiFive 推出了 Freedom Everywhere 310（FE310）片上系統(tǒng)和 HiFive1 低功耗開發(fā)板。
盡管相較于 x86 與 ARM，RISC-V 還是那么弱小，但是 RISC-V 正試圖挑戰(zhàn)現(xiàn)行主流的指令集架構(gòu)。RISC-V 的基本生態(tài)圈已經(jīng)建立起來(lái)，但是也面臨種種挑戰(zhàn)，比如在桌面、服務(wù)器和高端嵌入式領(lǐng)域已經(jīng)形成了技術(shù)、專利和生態(tài)環(huán)境壁壘，RISC-V 想打入還需要時(shí)日。而在新型的物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)似乎有更多進(jìn)入的機(jī)會(huì)。目前 SiFive 是 RISC-V 商業(yè)化的探索者，未來(lái)可能成為領(lǐng)導(dǎo)者。
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