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          [導讀]未來,隨著這一指令集架構的逐漸成熟和更多的大公司加入,它將非常有希望去挑戰ARM和X86對市場的統治。

          芯片作為信息時代最底層的技術,它的重要性不言而喻,但目前芯片的指令集架構卻被ARM和X86兩大霸主壟斷。為了打破這一市場格局,近幾年RISC-V越來越受到人們的關注。

          對此,中國工程院院士、中科院計算技術研究所研究員倪光南曾在“第十五屆中國(南京)軟件產品和信息服務交易會”上表示,未來RISC-V很可能成為世界主流的CPU之一,從而在CPU領域形成Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。

          那么,究竟什么是RISC-V?

          RISC-V一般被念做“risk five-V”,就是羅馬數字5。大多數人提到RISC-V,都會說它是開源芯片。其實,這種說法是錯誤的。

          準確來講,RISC-V是一個基于“精簡指令集(RISC)”原則的開源指令集架構。通俗來講,就是指令集。對于CPU來說,就是介于軟件和底層硬件之間的一套程序指令的合集。而指令集存儲于CPU內部,引導CPU進行運算,并幫助CPU更高效地運行。

          PC電腦里面的CPU芯片(中央處理器)

          圖:PC電腦里面的CPU芯片(中央處理器)

          現代的芯片設計規模越來越大,復雜度也越來越高。然而,并不是說要求設計者一味地逃避使用復雜的技術,而是應該將好鋼用在刀刃上,將最復雜的設計用在最為關鍵的場景。在大多數有選擇的情況下,盡量選擇簡潔的實現方案。

          而與ARM和X86相比,RISC-V可謂是“大道至簡”。作為一種后發技術,盡管RISC-V仍然處于剛剛起步階段,但它的代碼極為簡潔,并且支持模塊化和可擴展性,這對于企業設計是非常有利的。

          RISC-V與ARM、X86的對比

          圖:RISC-V與ARM、X86的對比

          或許,正是因為看到了RISC-V具有“精簡、低功耗、模塊化、可擴展” 等技術優勢,近幾年相繼吸引了IBM、NXP、西部數據、英偉達、高通、三星、谷歌、華為與特斯拉等100多家科技公司加入到RISC-V基金會陣營,而行業也在不斷圍繞它構建生態系統。比如,阿里巴巴旗下的平頭哥半導體有限公司于2019年7月發布了號稱業界最強的高性能RISC-V處理器——玄鐵910。

          事實上,就中國當前發展現狀來看,研發RISC-V是恰逢其實:

          1、宏觀環境:在中美貿易摩擦之后,那些知識產業受制于人的行業發展刻不容緩,而芯片產業就是其中之一。由于目前芯片的架構基本都是在ARM和X86的基礎之上,我國約90%的芯片都是靠進口,這表現出來的主要問題就是缺乏自主知識產權,缺乏統一的指令集標準。

          2、政策驅動:就算沒有貿易摩擦,國家也是高度重視芯片產業,高層在政府工作報告中提出“加快制造強國建設,推動集成電路、第五代移動通信、飛機發動機、新能源汽車、新材料等產業發展”,把推動集成電路放在建設制造強國的首位強調。因此,尋求一種新的開源指令集架構作為各國發展芯片產業達到自主可控成為必然。

          3、新技術加速場景滲透運用:在2003年互聯網時代,隨著PC的普及,Intel的x86芯片大獲全勝;而到了2009年移動互聯網時代,隨著移動終端的普及,ARM芯片又大獲全勝;現如今,隨著大數據、物聯網、人工智能等新興技術不斷深化,新的指令集架構將有望在新興領域占有一席之地。

          總之,RISC-V正在逐漸進軍主流市場,在眾多設計領域嶄露頭角,并獲得了越來越多的芯片制造商、工具供應商、大學和代工廠的支持。未來,隨著這一指令集架構的逐漸成熟和更多的大公司加入,RISC-V將非常有希望去挑戰ARM和X86對市場的統治,從云計算到物聯網,成為當今這個互聯網世界最基本和不可或缺的“輪子”之一。

           

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