RISC-V不是对手?ARM的时代已经落下帷幕,哪来的自信?

众所周知,华为因为芯片的“卡脖子”技术,搭载麒麟芯片的手机卖一台少一台,芯片卖一颗少一颗。而华为性能优越的5G手机更成绝唱。

美国对华为的芯片制裁一棒子打醒了很多需要大量芯片进口的国内外企业。在国内,造出“中国芯”的呼声越来越高,越来越多的企业纷纷加入了研制芯片的阵营。放眼国外,也有苹果、谷歌等行业巨头居安思危开始了研制自己的芯片之路。

在研制芯片之前,首先是要考虑选择什么样的芯片架构的(芯片架构就像盖房子的整体设计,也就是说芯片架构是制造芯片的整体框架,是一个芯片设计的大体方案)。

目前,全世界所有的移动端芯片生产厂几乎都是按照ARM的方案设计制造,所有的软件商也按这个标准来进行软件设计,所以ARM在移动端芯片的领域独占鳌头,而且经过好多年的迭代,ARM目前已形成了一条完整的生态链,所以产品的兼容性一直以来是无人能敌的。但是,公司企业要想按照ARM的方案做出芯片变成商品去售卖,就必须要向ARM交付高额的授权费才可使用。

令人意外的是,刚刚崭露头角的新起之秀RISC-V 新芯片架构在物联 与 AI 市场上就受到了苹果、谷歌、阿里巴巴, 紫光展锐, 华米的青睐。 就此,RISC-V在ARM的垄断世界里开始破局。

那么,同ARM指令集相较,RISC-V指令集可以不受限制的任意使用,允许每一国家的每一个厂商企业去设计、制造和销售以RISC-V为基础架构研制的芯片和软件。虽然RISC-V不是第一个做开源指令集的芯片架构,但它的出现却具有里程碑的意义,因为其设计使其适用于现代计算设备(如仓库规模云计算机、高端移动电话和微小嵌入式系统)。设计者考虑到了这些用途中的性能与功率效率。RISC-V指令集还具有很多支持其使用的软件,这点上明显优于其它新秀指令集。

而且,对于RISC-V指令集的使用,其母公司同ARM相比不收取高巨额的授权费,这与ARM是完全区别开的。开源采用宽松的BSD协议,企业完全自由免费使用,同时也容许企业添加自有指令集拓展而不必开放共享以实现差异化发展。

当然,ARM架构的发展的历程是同时伴随着现代处理器架构技术的不断发展成熟,所以作为一个一路发展过来成熟的兼容性的架构,ARM必须保留许多几乎不怎么使用的定义,这直接导致ARM指令数目过多,指令过于冗余复杂,而且文档数目又很多,导致芯片设计者使用起来非常不方便,所以要在这些架构之上尽行开发创作门槛很高的。

而RISC-V架构作为芯片架构的新星完全摒弃ARM的包袱,借助计算机体系经过不断的优化发展已经形成了比较完善成熟的架构优势。RISC-V基础指令集相较ARM来说仅有40多条,这已经非常精简了,而且算上其他的模块化扩展指令总共也才几十条指令。 另外,RISC-V的规范文档有145页,而“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。

况且,对于设计CPU来说,工具链是软件开发人员和cpu交互的窗口,没有工具链,甚至软件开发者无法让cpu工作起来。所以在cpu设计中,工具链的开发是一个极为重要的环节,企业采用RISC-V为架构去研制芯片,那么芯片设计公司几乎不用考虑工具链环节的问题,只需把精力聚焦在芯片设计即可。RISC-V 区已经提供了完整的工具链,并且RISC-V公司会一直持续维护该工具链。

与此同时,全球第二大半导体IP公司MIPS正式官宣:“公司后续将会把技术方向转向RISC-V架构!”并且同时发布了首批基于该架构的IP内核!在芯片IP设计领域,MIPS公司有着举足轻重的地位,如今这样的技术转变,很有可能直接改变全球芯片研发的方向,ARM架构的显然已经逐步被孤立了,未来RISC-V架构肯定会占据相当的市场份额。

当然,RISC-V的潜力不止这些,阿里巴巴旗下的平头哥深入挖掘RISC-V的性能。先是基于RISC-V发布了玄铁910芯片,然后又带来了全球首个RISC-V高性能芯片平台——无剑600。

写到最后:除了以上优点外,RISC-V 也不受到国家之间政治博弈的影响,RISC-V架构虽然是在美国加州伯克利大学创立的,但其却是全球各地人才智慧的结晶,其中就有很多位来自中国的人才。在 2020 年 3 月, RISC-V公司从美国迁移到瑞士,更名为 RISC-V International 更是向全球宣告,其开源许可是不受外界环境因素的影响。

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