RISC-V將繼續向高性能演進，高主頻、高性能是未來發展的趨勢。

作者：九林

在X86與ARM兩大架構互相爭搶市場時，開源的RISC-V架構破空而出。RISC-V指令集從2010年發布至今，短短12年的時間里飛速發展。前不久，數量更是突破100億顆，遠超同時期的ARM、X86。

近日，半導體產業縱橫記者參與2022 RISC-V中國峰會，采訪到業界兩位RISC-V資深人士，中國科學院軟件研究所總工程師武延軍研究員、平頭哥半導體副總裁孟建熠博士，想聊一聊關于關于RISC-V發展的問題。

聊聊高性能發展

在RISC-V中國峰會上，平頭哥半導體副總裁孟建熠談到了RISC-V未來發展的三個趨勢，其中一個趨勢就是，RISC-V將繼續向高性能演進，高主頻、高性能是未來發展的趨勢。

RISC-V將走向高性能這件事，并非僅有平頭哥一家企業提出。RISC-V業內另一“大牛”中國科學院計算技術研究所副所長包云崗也曾提出，在RISC-V的發展中，已經出現一大批國內外企業瞄準高性能RISC-V，性能對標ARMCortex-A76/A78，甚至Neoverse-N1/N2。很多企業還把RISC-V從嵌入式場景拓展到工業控制、自動駕駛、人工智能、通信、數據中心等對算力要求更高的場景。

RISC-V想要達到“高性能”，并且應用在數據中心這類對算力有較高要求的場景，必然不會是一件容易的事情。

RISC-V?因其本身低功耗、低成本特性，具備進入服務器、高性能領域的潛力。但高性能對于軟件生態發展提出了挑戰。

中國科學院軟件研究所總工程師武延軍研究員表示，軟件方面，還是有很多核心的基礎軟件沒有很好的跑在RISC-V平臺上，很多人還沒有把RISC-V當成Tier-1或者First-Class-Citizen去對待。

除去軟件生態的問題，RISC-V向高性能發展繞不開：高性能RISC-V IP、芯片、硬件平臺。

按照業內共識，高性能RISC-V 的IP需要跨過三個門檻：流水線達到10級以上、采用亂序執行和超標量、SPECint2006至少達到7/GHz。目前，全球僅有少數廠商和機構推出高性能RISC-V IP。

芯片方面，高性能對處理器的性能和穩定性提出更高的要求。上層軟件棧越厚，上面的人就愈加看不到底下的硬件情況，所以穩定性是所有復雜應用場景這些軟件要移上來的基礎。這也帶來一個巨大的問題，就是需要投入極大的研發精力和成本。

從2021年“香山”開源高性能?RISC-V?處理器核亮相之后，國內也有企業發布了基于RISC-V架構的高性能產品和平臺。例如，賽昉科技發布全球首款量產高性能RISC-V多媒體處理器——昉·驚鴻7110(JH7110)；平頭哥發布首個高性能RISC-V芯片平臺“無劍600”及SoC原型“曳影1520”，希望借此孵化更多的高性能RISC-V芯片及上層軟件應用。

同時，RISC-V國際基金會已成立數據中心工作組（Datacenter SIG）和高性能計算特別興趣小組（HPC SIG）。其中，數據中心工作組主要由阿里平頭哥、谷歌、Ventana等組成，平頭哥正主導推動相關技術標準的制定；高性能計算特別興趣小組則由141名成員組成，專注于促進高性能RISC-V處理器生態的發展。

現在，這個“年輕”的架構，帶著它獨有的特性走向高性能發展。

聊聊生態

因為RISC-V的建設，RISC-V的生態建設一直是業內關注的重點。相較于ARM的成熟生態，RISC-V的生態仍然是一個問題。

從生態的繁榮程度來看，RISC-V目前處于在ARM大概2000年-2005年這樣一個階段。在2005年，ARM初步證明商業化可用，并且與ARM相關資料增多，市場對其人才需求暴增。

談到生態繞不開的一個問題就是聯盟，如同X86架構形成自己的“Wintel”聯盟，或是像ARM架構形成“Quandroid”聯盟。RISC-V國際基金會會員已經超過3100家，比2021年增加130%；中國RISC-V聯盟迅速壯大，擁有超過60家企業成員。在生態聯盟方面，RISC-V發展迅速。

RISC-V軟件生態在近年來也有很大程度的豐富。從開發者數量和工具的豐富程度來衡量，RISC-V已經進入快速發展期，國際開源社區積極投入RISC-V軟件生態。以Linux發行版Debian為例，開源社區于2019年開始支持RISC-V，并且在全世界開源社區的努力下，僅用3年時間就完成了2萬多個軟件包中95%的移植，使RISC-V成為Debian支持的Tier-1架構。

從RISC-V的企業來看，包括海思、兆易創新、瑞芯微、全志科技、匯頂科技、樂鑫科技等紛紛進軍RISC-V，而平頭哥、芯來、賽昉等已經可以提供基于RISC-V 的CPU IP、編譯器、工具鏈等產品。

RISC-V仍然需要拓展新的生態，孟建熠博士對于RISC-V的未來預測中也提到，RISC-V架構將走向更廣的生態合作，在商業合作上將會有更多的新模式、軟件持續豐富，應用不斷多樣化。

聊聊中國為何大力發展RISC-V

中國正在“大力”發展RISC-V，為什么說是“大力”呢，因為相較于其他架構，中國企業對于RISC-V的投入顯然是更多的，比如前文提到的100億顆的出貨量中，中國貢獻了其中的50%；RISC－V國際基金會的19個高級會員中，和中國相關的會員有12個。

大多人認為發展RISC-V主要因為其開源的特性，防止在一些地緣政治中出現被管制的現象。但這只是原因的一部分，更大的原因是相較于世界上的其他國家，中國擁有一些“得天獨厚”的優勢。

從國際方面看，RISC-V是第一個中國從發展初期就可以深度參與、發揮核心貢獻的全球范圍的新指令集架構、新的生態。初期就參與其核心建設，也就意味著在這一方面，中國與國外的差距并不大，這是難得的歷史機遇。

孟建熠博士談到：“今天來講，RISC-V在中國的落地，至少跟國外可以做到同步。”

再從國內看，半導體領域的發展非常需要經驗的積累，但大多數中國企業成立時間較短。缺乏經驗這件事或許在其他細分領域是一項劣勢，但在面臨”年輕“的RISC-V時，反倒成為我們獨特的優勢。

我們沒有國外一些老牌廠商和機構的歷史包袱，同樣也沒有它們已經存在的商業利益和技能上的慣性，這就使得我們可以從一個全新的視角在一個全新的架構下，做很多開創的工作。

這些都是中國為什么需要大力推動RISC-V的原因。當然，相對來說，RISC-V想要快速發展，也離不開中國。

中國具有巨大的市場，已經是眾所周知的事情了，而這巨大市場，帶來豐富的應用場景。尤其是在物聯網細分領域，在中國尚未形成真正的壁壘，任何一個碎片化的應用場景都有可能再次帶來RISC-V的新機會。

另外，中國有大量初創企業涌入，很多企業都選擇了RISC-V架構，市場的篩選與推動才能加速RISC-V的發展。很難說，RISC-V發展的如此迅速，是否是因為中國，但可以肯定的是，如果沒有中國，RISC-V發展增速必然沒有今天的結果。

實際上，RISC-V在中國還有極大的發展空間。因為哪怕中國還沒有一個國家級的關于RISC-V的政策，但中國的企業都自發地參與到RISC-V生態建設中，已經帶來了國內的火熱景象。

聊聊未來ARM和RISC-V如何共存

中國工程院院士倪光南表示：“幾年來，我國產學研各界通過評估和試用，普遍認為RISC-V架構先進，功能完善，有可能在AI、IoT、大數據、云計算等新一代信息技術領域獲得市場優勢，從而在未來世界主流CPU架構格局中，達到三分天下有其一。”

ARM與RISC-V一直是被業界相提并論的架構，兩大架構也有各自的標簽，ARM靠著低功耗、體積小，價格低廉占據移動端市場；RISC-V則靠著定制化、開源、開放切入市場。

兩種架構在大眾的討論中往往處于競爭的境地。

當被問到關于ARM與RISC-V未來將以何種形式共存的問題，武延軍坦言：“這個問題我們確實思考過，但是也沒有一個明確的答案。”

他分享了一些看法，在未來RISC-V與ARM很有可能處于一種融合共生的狀態。如同Linux 流行以后，還是有一些商業化的Unix操作系統會出現在比較重要的領域（銀行等）。

ARM與RISC-V之間差異化發展，互相借鑒。

RISC-V在成長過程中，吸取了ARM的經驗教訓。比方說，現在的RISC-V很像10年前的Arm，非常碎片化。而從ARM的歷史發展中可以看到，如果有更多的創新型中小型企業加入，一起協同開發底層的共同部分，包括工具鏈、軟件優化等的協作，是可以幫助企業集中精力實現差異化、價值化。這種模式，在ARM中已經被證明是成功的。

ARM同樣也會借鑒RISC-V的開放性，在商業上逐漸找到自己的定位，通過更好的服務能力、商業授權上的優化，逐漸形成它的獨有業務模式而長期存在。

編輯：黃飛

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