久久精品国产精品亚洲精品乱码 ,欧美精品第二页

RISC-V 開源的到底是什么？

RISC-V 從誕生到現(xiàn)在已有 10 年時(shí)間，而就在今年的 2 月 18 日，RISC-V 基金會(huì)董事長(zhǎng) Krste Asanovic 卻發(fā)表博客，聲稱“RISC-V 處理器開源”是不存在的，引發(fā)了一場(chǎng)關(guān)于 RISC-V 開源內(nèi)涵的討論。

那么 RISC-V 開源的到底是什么呢？

關(guān)于這個(gè)問題我們采訪到晶心科技的總經(jīng)理林志明先生，他告訴與非網(wǎng)，“大眾對(duì)于 RISC-V 以及「開源」或許有些誤解，其實(shí) RISC-V 開源的是「處理器架構(gòu)」，而非提供「開源處理器」，這二者之間有技術(shù)與戰(zhàn)略意義上的差別。所謂處理器架構(gòu)指的是「指令集架構(gòu) ISA (Instruction Architecture)」，而指令集架構(gòu)和處理器兩者間所需的開發(fā)資源及技術(shù)差距甚遠(yuǎn)。因此，RISC-V 基金會(huì)董事長(zhǎng) Krste 發(fā)表該篇博客的寓意應(yīng)是為了正本清源，希望導(dǎo)正大眾的普遍認(rèn)知，將觀念回歸到 RISC-V 所開源的部分在于處理器架構(gòu)，而非 RISC-V 處理器。”

開源就意味著不收費(fèi)嗎？

不完全是，RISC-V 處理器架構(gòu)是開源的、免費(fèi)的，但 RISC-V 處理器分為開源和商業(yè)化兩種，開源 RISC-V 處理器不收費(fèi)，而那些提供商業(yè) IP 的公司通常需要大量投資，以確保那些 IP 在所有可量化的方面都能得到良好的支持、擁有完整的功能并具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，因此是收費(fèi)的。目前真正的開源 RISC-V 處理器并非主流且非常稀少，事實(shí)上商業(yè)化的 RISC-V 處理器才是市場(chǎng)主流。

發(fā)展到現(xiàn)在，主流的 RISC-V 有哪些經(jīng)典案例？

RISC-V 開源指令集架構(gòu)的經(jīng)典案例分為兩類：一類為開源處理器，由 OpenHW Group、LowRISC 等開源組織提供，如 Rocket-chip、Pulpino；另一類為基于開源指令集的商業(yè)處理器，由非開源組織、公司或個(gè)人提供，如 Si-Five 系、晶心系、阿里系、芯來(lái)系等。

之所以將上述處理器稱之為經(jīng)典案例是基于兩個(gè)原因，前一類由于出現(xiàn)的時(shí)間較早，對(duì)其他 RISC-V 處理器設(shè)計(jì)有啟發(fā)和領(lǐng)導(dǎo)作用；而后一類，像 SiFive 系的 E3 和 U5 是基于開源 Rocket-chip 所派生出的最早的 RISC-V 商用處理器，目前已經(jīng)有大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn)記錄，處理器的經(jīng)典性和品質(zhì)已經(jīng)有所驗(yàn)證。

就應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，我們也分開源和商業(yè)化兩部分來(lái)講。開源處理器中的 Rocket-chip 應(yīng)用較為寬泛，可以覆蓋 MCU、IoT 及基于 Linux 的入門級(jí)應(yīng)用；Picorv32 和 Pulpino 比較適用于 IoT 應(yīng)用；蜂鳥面積非常小，主要用于入門級(jí) MCU 微控制器的應(yīng)用。而商業(yè)化處理器的應(yīng)用領(lǐng)域則根據(jù)非開源組織、公司或個(gè)人的定位所決定。

?
圖 | RISC-V 國(guó)內(nèi)外主流廠商與發(fā)展定位

在商業(yè)模式中，RISC-V 處理器 IP 供貨商向授權(quán)的客戶提供內(nèi)核設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以是軟核(soft core)或硬核(hard core)。一般軟核是以 RTL 來(lái)作為交貨依據(jù)，硬核大多是以 netlist 或 GDSII 為交貨依據(jù)，目前市場(chǎng)主流仍以軟核為主。

就商業(yè) RISC-V 處理器發(fā)展現(xiàn)狀而言，國(guó)外的 SiFive 已具有提供 64 位處理器，異構(gòu)多核、多 cluster 一致性、浮點(diǎn)運(yùn)算 / 向量計(jì)算等技術(shù)能力，中國(guó)臺(tái)灣的晶心科技也早在 2018 年就推出了支持 64 位 RISC-V 的主流 CPU IP AndeStar V5。目前，大陸多半是 RISC-V32 的芯片，設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，成熟比較快，像兆易創(chuàng)新的 GD32VF103 系列、紫光展銳的春藤 5842、春藤 5882 等。而 RISC-V64 處理器則主要有阿里系的平頭哥半導(dǎo)體、芯來(lái)科技（與晶心科技合作）在研發(fā)。

與非網(wǎng)在采訪中特地了解了各個(gè)廠家的主力產(chǎn)品，由廠家力薦的型號(hào)與簡(jiǎn)介如下，供大家了解。

?
圖 | RISC-V 廠商力薦產(chǎn)品

大家擔(dān)心的 IP 碎片化，真的是 RISC-V 的送命題嗎？

RISC-V 被認(rèn)為是繼 X86 架構(gòu)和 ARM 架構(gòu)之后第三個(gè)主流架構(gòu)，也被當(dāng)作是“中國(guó)芯”崛起的歷史機(jī)遇。

RISC-V 開源的優(yōu)勢(shì)是可以允許各家在設(shè)計(jì)芯片時(shí)，按照自己的特殊需要添加定制化的指令，滿足特定應(yīng)用的特殊需求，或在投票成為標(biāo)準(zhǔn)之前，將先進(jìn)的創(chuàng)新成果先行在自己的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)這種自行添加的定制化指令逐漸增多，又不能被吸收進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生碎片化的問題，增加成本不說(shuō)，還會(huì)阻礙或延緩生態(tài)系統(tǒng)的完善。那么大家擔(dān)心的 IP 碎片化，真的會(huì)成為 RISC-V 的送命題嗎？

贊成觀點(diǎn)（IP 碎片化是個(gè)大問題，要盡量避免）

Silicon Labs 的首席技術(shù)官 Alessandro Piovaccari 持贊成觀點(diǎn)，他表示，“IP 重組確實(shí)是一個(gè)重要的問題，這就是為什么必須非常謹(jǐn)慎地使用定制化的原因。永遠(yuǎn)不要為了一點(diǎn)點(diǎn)小利益就去使用定制化。我們的理念是要對(duì)比一個(gè)有定制單元（比如無(wú)線調(diào)制解調(diào)器或者推理引擎）的混合處理器和一個(gè)不宜變更的 100%全定制的完整的處理器。很多時(shí)候，一個(gè)混合處理器，盡管有 IP 重組的問題，但是依舊比實(shí)現(xiàn)完整的處理器或者實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)處理器要容易。此外，定制版本的處理器單元應(yīng)該在產(chǎn)品系列中重復(fù)利用，而不是逐個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行更改，從而可以在長(zhǎng)期的軟件維護(hù)中保持效率?！?/p>

中立觀點(diǎn)（碎片化取決于是否遵守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)）

賽昉科技的 CEO 徐滔則持中立態(tài)度，他表示，“RISC-V 基本的指令集是標(biāo)準(zhǔn)的，不會(huì)存在碎片化。碎片化是特定用戶為滿足特定產(chǎn)品的需求而引入的定制化指令。既然是特定產(chǎn)品，那么碎片化就不是問題。況且 RISC-V 基金會(huì)就是旨在維護(hù)指令架構(gòu)的完整性和非碎片化，并且會(huì)制訂若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在遵守這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下的定制化是被允許的，如果有公司違反了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，會(huì)使他們的產(chǎn)品走向碎片化，從而出現(xiàn)各類不兼容的問題，造成與 RISC-V 主流生態(tài)不兼容，最終只會(huì)被孤立。事實(shí)上 RISC-V 的可定制化特性帶來(lái)的是多樣化而非碎片化，RISC-V 就像一棵樹的主干，而定制化則是這顆樹的分枝，只要是基于主干的生長(zhǎng)都是良性的，越來(lái)越多的分枝會(huì)讓整棵大樹枝繁葉茂?！?/p>

反對(duì)觀點(diǎn)（RISC-V IP 碎片化是個(gè)偽命題）

而晶心科技的總經(jīng)理林志明則告訴與非網(wǎng)，“由 RISC-V 基金會(huì)所制定的 RISC-V 指令集模塊 (ISA module) 層次是無(wú)法任意更動(dòng)的，必須透過 RISC-V 基金會(huì)工作小組的審核才可更改，因此在這層次上的模塊化架構(gòu)無(wú)法由工程師自行訂制，也無(wú)法更改，如此一來(lái)便不存在所謂 IP 碎片化的問題?！?/p>

“在 RISC-V 引發(fā)關(guān)注前，新興應(yīng)用（例如物聯(lián)網(wǎng)）經(jīng)過數(shù)年發(fā)展?jié)u漸成熟后，大家才發(fā)現(xiàn)原來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用如此零碎化，也就是說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的需求雖龐大，但各式各樣的應(yīng)用中，其實(shí)每個(gè)項(xiàng)目的數(shù)量并不多。由于應(yīng)用本身即為零碎化，因此 IP 碎片化的說(shuō)法其實(shí)是個(gè)偽命題?！?/p>

RISC-V 和 ARM 終有一戰(zhàn)？

要講 RISC-V 和 ARM 的競(jìng)爭(zhēng)，就先要從這兩者的商業(yè)模式講起，目前 RISC-V 的主流商業(yè)模式與 ARM 有些類似，但并不完全相同，RISC-V 的商業(yè)模式部分為 IP 提供商，部分則為芯片提供商，因此，精確的說(shuō)法是 RISC-V 與一般商業(yè) IP 授權(quán)的商業(yè)模式類似。

目前無(wú)可比性，RISC-V 生態(tài)正逐漸成熟，大多采用混合研發(fā)模式，ARM 也將受益

就目前發(fā)展?fàn)顩r而言，Silicon Labs 的首席技術(shù)官 Alessandro Piovaccari 表示，“Arm 的軟件和工具生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和廣泛性是無(wú)與倫比的，RISC-V 生態(tài)系統(tǒng)要達(dá)到同樣的成熟度還需要一段時(shí)間，這種成熟度對(duì)于處理器的通用用途非常重要?！?/p>

他還補(bǔ)充道，“定制化是開源 RISC-V 內(nèi)核的主要優(yōu)勢(shì)，擁有開源硬件是定制化成功的關(guān)鍵，可以針對(duì)應(yīng)用進(jìn)行定制，以滿足嚴(yán)格的功耗和實(shí)時(shí)要求，要付出的主要代價(jià)是軟件需要與硬件一起進(jìn)行驗(yàn)證，但是，這對(duì)于處理器的特定用途而言不是問題。相反，對(duì)于通用處理器而言，這是一個(gè)問題，因?yàn)樗鼈兤茐牧藰?biāo)準(zhǔn)和生態(tài)系統(tǒng)，而標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)系統(tǒng)是通用軟件的基礎(chǔ)。因此，這兩類應(yīng)用場(chǎng)景是完全不同的?！?/p>

“此外，RISC-V 的發(fā)展產(chǎn)生的多種使用范圍很廣的內(nèi)核正在推動(dòng) SoC 開發(fā)者在其產(chǎn)品中使用越來(lái)越多的內(nèi)核。傳統(tǒng)上只有一個(gè)內(nèi)核的器件現(xiàn)在可能會(huì)有五個(gè)或者更多內(nèi)核。即使是固定功能的產(chǎn)品，現(xiàn)在也會(huì)有一個(gè) RISC-V 微內(nèi)核。這種“處處安放微內(nèi)核”的理念正在擴(kuò)大多內(nèi)核處理器的市場(chǎng)。這也將使 Arm 受益，雖然 Arm 的市場(chǎng)份額可能會(huì)減少，但整個(gè)市場(chǎng)體量將大幅增長(zhǎng)，因此 Arm 也會(huì)實(shí)現(xiàn)更高的增長(zhǎng)?！?/p>

而 Imagination Technologies CPU 硬件工程副總裁 Steven Yeung 則告訴與非網(wǎng)，“目前很多公司采用的是混合研發(fā)模式，采用這種研發(fā)模式的原因有兩點(diǎn)：一是 RISC-V 技術(shù)或現(xiàn)有的 RISC-V 內(nèi)核還沒有形成一個(gè)公平競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境，二是從一種架構(gòu)遷移到另一種架構(gòu)需要時(shí)間，對(duì)于第二點(diǎn)原因，情況將會(huì)改變。現(xiàn)在，有許多低端的 RISC-V 產(chǎn)品，但是隨著時(shí)間的推移，人們將在中高端市場(chǎng)中看到有競(jìng)爭(zhēng)力的內(nèi)核，RISC-V 將獲得更大的市場(chǎng)份額?！?/p>

市場(chǎng)變大，未來(lái) RISC-V、X86、ARM 將三足鼎立

“一種架構(gòu)的興起并不代表其他架構(gòu)的消亡，RISC-V 與 X86 和 ARM 架構(gòu)未來(lái)將呈現(xiàn)三足鼎立之勢(shì)力。多年來(lái) ARM 在 Android 端一直占據(jù)主流，X86 在服務(wù)器端后也始終處于壟斷地位，相比兩大傳統(tǒng)架構(gòu)，新生代架構(gòu) RISC-V 顯然更具活力，目前已實(shí)現(xiàn)了在 AI 及 IoT 等新興領(lǐng)域率先登陸，并且正向更多的領(lǐng)域延伸。未來(lái)這三大架構(gòu)都會(huì)各自占據(jù)固有的領(lǐng)地，并在交集市場(chǎng)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，市場(chǎng)足夠龐大，必要的良性競(jìng)爭(zhēng)有助于處理器技術(shù)及商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，對(duì)于整個(gè)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是有益的?！辟悤P科技 CEO 徐滔如是說(shuō)。

與非網(wǎng)評(píng)論：假設(shè)市場(chǎng)容量不變，RISC-V 將會(huì)搶占部分 ARM 市場(chǎng)，但現(xiàn)實(shí)是市場(chǎng)容量會(huì)隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的爆發(fā)而不斷攀升，因此未來(lái) RISC-V 搶占的只是 ARM 或 X86 的份額占比，在總量上，三者都會(huì)呈上升態(tài)勢(shì)。

RISC-V 的下一步：如何做大？

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) Semico Research 的研究結(jié)果顯示，預(yù)計(jì)到 2025 年，采用 RISC-V 架構(gòu)的芯片數(shù)量將增至 624 億顆，2018 年至 2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 146%。

就細(xì)分市場(chǎng)而言，可以預(yù)見的是，未來(lái) 2-3 年 RISC-V 的高性能應(yīng)用在服務(wù)器、移動(dòng)端及車載電子等領(lǐng)域?qū)?huì)有更多的實(shí)現(xiàn)，在 IOT/MCU 等領(lǐng)域 RISC-V 會(huì)更加有活力，而基于應(yīng)用軟件的技術(shù)及生態(tài)也將持續(xù)增進(jìn)，并且在特定領(lǐng)域，如 DSP/AI/ 圖像 / 網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域也會(huì)有所斬獲。

同時(shí)，基于應(yīng)用的軟件工作將大量展開，如 Hypervisor、矢量、安全、功耗管理、服務(wù)器等方面。同時(shí)，基于 RISC-V 指令集架構(gòu)的芯片將以幾何倍增的速度發(fā)展。以高通、三星、西數(shù)為首的半導(dǎo)體廠商均已不同程度的投入到基于 RISC-V 的產(chǎn)品線，以芯片研發(fā)的一般周期來(lái)看，未來(lái) 2-3 年將會(huì)陸續(xù)有芯片問世，尤其在 AIoT、IIoT、5G 等領(lǐng)域?qū)?huì)有更多基于 RISC-V 的產(chǎn)品問世。而龍頭廠商的穩(wěn)定出貨必將導(dǎo)致大量觀望者果斷跟進(jìn)采用 RISC-V 技術(shù)，因此 RISC-V 的使用者數(shù)量還將暴增。

此外，基金會(huì)和聯(lián)盟也將通過搭建產(chǎn)業(yè)交流平臺(tái)，推動(dòng) RISC-V 技術(shù)的廣泛應(yīng)用、建立長(zhǎng)效合作機(jī)制，并促進(jìn) RISC-V 教學(xué)科研與產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)、加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

與非網(wǎng)評(píng)論：RISC-V 市場(chǎng)看好，生態(tài)的完善是 RISC-V 取得商業(yè)成功的關(guān)鍵，而標(biāo)準(zhǔn)化和多元化是 RISC-V 快速發(fā)展的基石。

寫在最后

RISC-V 已經(jīng)有 10 年歷史，卻在過去一年內(nèi)突然爆發(fā)，已經(jīng)初步經(jīng)歷了從學(xué)術(shù)到實(shí)際商業(yè)應(yīng)用的過程。RISC-V 憑著指令集開源等特性有機(jī)會(huì)占據(jù)可觀的市場(chǎng)份額。物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)有碎片化、多樣化的特點(diǎn)，擁有眾多細(xì)分領(lǐng)域，RISC-V 可以針對(duì)不同應(yīng)用靈活修改指令集和芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了。此外，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)對(duì)于成本較敏感，RISC-V 開源免授權(quán)費(fèi)的特點(diǎn)也將吸引更多的廠商。

借用 UltraSoC 亞洲銷售副總裁 Lisa Yang 的原話，“在很多時(shí)候，盡管工作是不斷的，但進(jìn)展似乎是在一系列的“跳躍”中發(fā)生，而不是一條穩(wěn)定的曲線?！痹捦庵簦罅客度胫?，總會(huì)在某個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)上看到成功的曙光。大膽地猜想，假設(shè)今年如果沒有疫情，RISC-V 將會(huì)是一個(gè)投資熱點(diǎn)吧，一定會(huì)有許多生態(tài)環(huán)節(jié)在今年得到建立。