AIoT沙場點(diǎn)兵，ARM向左，RISC-V向右

本文來源：物聯(lián)網(wǎng)智庫

這篇文章由一條真實(shí)性并未被驗(yàn)證的新聞開始。

新聞標(biāo)題是《當(dāng)你還在觀望時(shí)，別人RISC-V芯片的出貨量已經(jīng)超過10億顆》。

新聞中介紹：

“當(dāng)新事物出來的時(shí)候，大部分人先觀望一番，看看前景如何，如果值得投入再跟進(jìn)；但也有的人，一開始就一頭扎進(jìn)去了…比如XX就是這樣一家公司…在創(chuàng)立初期就開始了RISC-V架構(gòu)的研究，2017年推出了RISC-V芯片，并于2017年底2018年初開始銷售。在2019年5月的時(shí)候，XX宣布其RISC-V藍(lán)牙芯片出貨量超過1億顆，如今，筆者詢問公司相關(guān)人員后獲知，其RISC-V芯片的累計(jì)出貨量已經(jīng)超過10億顆?！?/span>

雖然出貨量數(shù)據(jù)有沒有水分不好評價(jià)，不過這則新聞激起了我的好奇心，RISC-V的確已經(jīng)成為了AIoT領(lǐng)域一股不容小覷的力量。

RISC-V是精簡指令集架構(gòu)，誕生于2010 年，架構(gòu)簡單、完全開源。我很看好RISC-V的前景，并且愿意相信RISC-V在未來將與ARM和X86架構(gòu)平起平坐。

根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Semico Research的預(yù)測，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)合增長率將高達(dá)146%。

這些芯片將主要應(yīng)用于工業(yè)、PC、消費(fèi)電子和通訊市場等。

研究機(jī)構(gòu)Tractica預(yù)測，RISC-V的IP和軟件工具市場也將在2025年達(dá)到10.7億美元。

方舟投資的創(chuàng)始人凱瑟琳·伍德也看好RISC-V的發(fā)展，她預(yù)測RISC-V和ARM架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的營收將達(dá)年復(fù)合增長率45%，在2030年擴(kuò)大到190億美元，從而超越X86架構(gòu)。

在數(shù)據(jù)中心市場之外，AIoT是更加適合RISC-V生長的土壤。

由于RISC-V的指令集相當(dāng)小巧精悍，很多企業(yè)從一開始就看準(zhǔn)AIoT市場，并將其作為RISC-V的著力方向，以定制化來開疆拓土。

RISC-V這顆種子，已在AIoT領(lǐng)域快速打開局面，很可能成長為參天大樹，催生一場硬件生態(tài)的變革。

這篇文章，我將嘗試對RISC-V即將在AIoT領(lǐng)域引發(fā)的變化做一些分析：

• RISC-V的價(jià)值在于重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分布和生產(chǎn)關(guān)系

• RISC-V的發(fā)展有三種主要的驅(qū)動(dòng)力：國產(chǎn)替代、低功耗和數(shù)據(jù)安全

• RISC-V讓企業(yè)開始謹(jǐn)慎思考跨越硬件和軟件的開源策略

1、RISC-V構(gòu)建新型生產(chǎn)關(guān)系

我們從另一條重要新聞?wù)f起。

在今年年初，全球首款RISC-V單板計(jì)算機(jī)正式發(fā)布，這是RISC-V結(jié)合AI應(yīng)用進(jìn)入單板計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的里程碑。

這則新聞中，最引人矚目的是，這款RISC-V開發(fā)板是由三家企業(yè)合作共同開發(fā)而成，包括RISC-V處理器的技術(shù)提供商A、開源硬件方案孵化器和分銷商B，以及開源社區(qū)運(yùn)營商C。

值得注意的是后兩者B和C的參與。

探究這款RISC-V開發(fā)板的誕生過程，可以一窺RISC-V即將引發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈變革。

過去，所有的硬件都是基于這樣的流程設(shè)計(jì)出來的：芯片企業(yè)設(shè)計(jì)芯片à方案公司基于芯片設(shè)計(jì)PCB硬件à系統(tǒng)廠商基于PCB板完成產(chǎn)品。

這些硬件都是基于給定的芯片完成，系統(tǒng)端無法改變芯片設(shè)計(jì)。所以我們默認(rèn)了一種模式，就是在等著別人告訴我們這個(gè)設(shè)備是什么，我們只是選擇購買與否。

這次，上述的流程發(fā)生了一定程度的逆向。

開源社區(qū)運(yùn)營商C定義了RISC-V開發(fā)板的功能、外殼和應(yīng)用，并且通過社區(qū)跟軟硬件開發(fā)者互動(dòng)。

開源硬件方案的孵化器和分銷商B則調(diào)集各種力量，幫助基于RISC-V的新興應(yīng)用快速變成設(shè)備，并在市場中試水。

他們的作用力反過來影響了處理器的技術(shù)提供商A對于下一代芯片的探索。

由此形成了一個(gè)互動(dòng)的循環(huán)，RISC-V處理器的技術(shù)提供商僅是其中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)，而不一定是起始的原點(diǎn)。用戶可以根據(jù)自己的需求，跳過中間環(huán)節(jié)，直接去定制一款硬件，當(dāng)需求積累到一定程度，甚至可以去定義一顆芯片。

這個(gè)流程非常的AIoT。

因?yàn)樵谌f物互聯(lián)時(shí)代，智能硬件不再是電腦和手機(jī)等有限的幾種，而是非常碎片化，有個(gè)大大的長尾。

誰都難以預(yù)測下一款爆品、下一個(gè)新興場景到底是什么。

這時(shí)，話語權(quán)和決策權(quán)應(yīng)該放到最終用戶手上，由用戶的需求反向推動(dòng)技術(shù)的迭代，更深入的推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級。處于上游的芯片技術(shù)提供商成為聆聽者和服務(wù)者。

2、RISC-V推進(jìn)價(jià)值鏈的重新分布

由于硬件開發(fā)流程的變化，勢必將造成產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值分布也形成轉(zhuǎn)移。

過去，尤其在X86架構(gòu)時(shí)代，芯片技術(shù)提供商保持了很高的利潤率，然后層層加碼最終到達(dá)用戶手上。

這次，由于各方聯(lián)合，A、B、C多位一體推動(dòng)研發(fā)過程，很多事情都會被改變。由于基于共同的開源硬件實(shí)現(xiàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和研發(fā)，很多物料、工藝，甚至人才都可以被充分復(fù)用。無論是開發(fā)的周期還是成本，都值得重新估算。

RISC-V的重要優(yōu)勢不僅是開源，還勝在彈性。

AIoT應(yīng)用場景的多樣化和差異化，導(dǎo)致了大量芯片產(chǎn)品的定制化需求。不同的應(yīng)用領(lǐng)域，對芯片方案的細(xì)節(jié)要求有所不同。

RISC-V的彈性體現(xiàn)于，她可根據(jù)特定應(yīng)用場景對指令集進(jìn)行擴(kuò)展、裁剪、修改和定制，恰恰是AIoT碎片化需求的最優(yōu)解。

RISC-V包含基本指令集、可選指令集、用戶指令和特權(quán)指令?；局噶罴侨魏问褂肦ISC-V的公司或個(gè)人都必須做到的，可選指令集給予使用者選擇空間，用戶和特權(quán)指令集則可以根據(jù)應(yīng)用場景的需求增加。

根據(jù)RISC-V 基金會中國顧問委員會主席方之熙博士的分析，正是因?yàn)镽ISC-V提供可拓展指令集，也讓RISC-V具備彈性，這一點(diǎn)非常重要。

躍昉科技CTO江朝暉做了一個(gè)非常形象的比喻。

比如同樣是請客吃飯，傳統(tǒng)芯片就像是請你去吃日式自助套餐，298元什么菜都自動(dòng)送上桌，吃的掉吃不掉反正就是這些菜。不過可能你吃幾個(gè)壽司，一盤沙拉就飽了。也有可能你沒吃飽，還想加菜，不過加菜就又要交錢。

RISC-V就像是根據(jù)你的需求，點(diǎn)什么菜上什么菜，花錢少，吃飽就好。而且RISC-V大食堂里面的廚師還很貼心，圍繞RISC-V架構(gòu)做了很多開源的選項(xiàng)，就像有些刺身、壽司還可能提供免費(fèi)版本，你可以選擇付費(fèi)的，當(dāng)然也可以嘗嘗免費(fèi)的好吃不好吃。你開心，廚師也很開心。

真正理解RISC-V所帶來的生產(chǎn)關(guān)系和價(jià)值鏈重構(gòu)，可以更好的利用RISC-V的優(yōu)勢，根據(jù)應(yīng)用特性，設(shè)計(jì)出個(gè)性化的RISC-V系統(tǒng)方案，更好的滿足市場需求。

3、推動(dòng)RISC-V的三重驅(qū)動(dòng)力量

目前推動(dòng)RISC-V發(fā)展的力量，主要來自于三個(gè)方面。

第一股力量：國產(chǎn)替代的需求方。

RISC-V指令集在中國備受關(guān)注，尤其在目前的國際形勢下，發(fā)力RISC-V有其特殊意義。

現(xiàn)在很多行業(yè)都意識到芯片和相關(guān)技術(shù)自主可控的重要性，對于國內(nèi)企業(yè)來說，RISC-V是實(shí)現(xiàn)中國芯、提升自主創(chuàng)新能力的契機(jī)。

中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和中國開放指令生態(tài)系統(tǒng)（RISC-V）聯(lián)盟在2018年相繼成立，上海市經(jīng)信委發(fā)布《上海市經(jīng)濟(jì)信息化委關(guān)于開展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金(集成電路和電子信息制造領(lǐng)域)項(xiàng)目申報(bào)工作的通知》，其中包含基于RISC-V指令集架構(gòu)的處理器芯片方向，成為國內(nèi)首個(gè)支持RISC-V研發(fā)的相關(guān)政策。

第二股力量：低功耗場景的使用方。

功耗，正是AIoT應(yīng)用中對芯片非常重要的衡量指標(biāo)之一。英偉達(dá)在研究中也發(fā)現(xiàn)，選擇RISC-V可以制造出比其他任何產(chǎn)品都小的芯片，還能將功耗降至最低。

根據(jù)部分企業(yè)的實(shí)踐，同樣條件下，相比ARM架構(gòu)，RISC-V可以將功耗降低三分之一。功耗更低，適用場景自然更廣，功耗敏感型應(yīng)用推動(dòng)了RISC-V的普及。

第三股力量：數(shù)據(jù)安全可追溯的應(yīng)用方。

萬物互聯(lián)的時(shí)代，將有數(shù)百億臺AIoT設(shè)備被連接起來，此時(shí)數(shù)據(jù)安全并不是奢侈品，而是必需品。RISC-V開源特性允許各方共同檢查其體系結(jié)構(gòu)，并且避免大范圍的危機(jī)事件發(fā)生。

每天物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，也由此帶來了很多需要解決的問題：誰拿了我們的數(shù)據(jù)？他們拿了我們的數(shù)據(jù)做什么？哪些數(shù)據(jù)有價(jià)值？我們?nèi)疾恢馈Ｒ驗(yàn)槲覀冎皇菙?shù)據(jù)的產(chǎn)生者和傳播者，然而賺錢最多的卻是數(shù)據(jù)使用者。Google每秒鐘就會賺幾百億美金，但數(shù)據(jù)的產(chǎn)生者和傳播者并沒有賺錢，回報(bào)分配的問題需要被解決。

這就需要兩項(xiàng)技術(shù)的完美配合：RISC-V和區(qū)塊鏈。

RISC-V與區(qū)塊鏈開放性、去中心化、不可篡改的架構(gòu)聯(lián)合在一起，使得我們可以通過區(qū)塊鏈從源頭上追蹤數(shù)據(jù)，知道數(shù)據(jù)被用在哪里，調(diào)用了多少次，保障數(shù)據(jù)生產(chǎn)者和傳播者應(yīng)得的價(jià)值。

最近，RISC-V基金會成立了區(qū)塊鏈行業(yè)工作組，以理解、定義和協(xié)調(diào)區(qū)塊鏈在RISC-V架構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。

4、ARM向左，RISC-V向右

談到RISC-V，還有一個(gè)話題不得不談，那就是RISC-V與ARM架構(gòu)的對比。

很多文章在同時(shí)提到兩者時(shí)，一般會用“威脅”、“超越”、“對決”等形容，將他們放到對立的關(guān)系上。

其實(shí)她們并不是非此即彼的關(guān)系，沒有孰優(yōu)孰劣，只不過各自選擇的路徑不同，因此構(gòu)建了不同的生態(tài)。

兩者的最大區(qū)別是閉源和開源，就像iOS和安卓。

在閉源的生態(tài)下，我們最為熟悉，ARM自己生產(chǎn)CPU或者授權(quán)IP給別人生產(chǎn)CPU，推動(dòng)設(shè)備廠商把新的算力帶給消費(fèi)者。

在開源的生態(tài)下，軟件最先開始了開源之旅，然后有了一部分開源硬件，比如Arduino開發(fā)板。但是開源一直都不夠徹底，因?yàn)闊o論軟件、硬件如何開源，芯片始終不是開源的。

這些“開源”硬件都是基于給定的芯片完成設(shè)計(jì)，即便有人提出自由硬件的口號，那也是僅僅開源了硬件中的一些算法和程序而已，不是真正的硬件開源。

直到有了RISC-V，開源終于“下沉”到指令集，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以方便地設(shè)計(jì)出真正滿足自己需求的處理器，自由硬件的夢想不再遙遠(yuǎn)。

然而，需要強(qiáng)調(diào)的是，開源并不等于免費(fèi)。

“所有命運(yùn)饋贈的禮物，早已在暗中標(biāo)好了價(jià)格”，如果它看起來是免費(fèi)的，那么你就是產(chǎn)品的一部分。

RISC-V正在迅速壯大，ARM陣營感受到壓力屬于必然。不過萬物互聯(lián)的市場是萬億量級，無論ARM還是RISC-V，都將找到各自的立足點(diǎn)，并在其中發(fā)揮重要價(jià)值。

5、企業(yè)宜謹(jǐn)慎思考開源策略

開源，比我們想象的更加普及。

1998年，IBM進(jìn)行了一份調(diào)查，詢問100名CIO是否在其公司內(nèi)使用開源軟件，95%的人回答“沒有”。諷刺的是，同樣的問題，當(dāng)調(diào)查對象換為程序員時(shí)，95%的人回答“有”。這次調(diào)查的結(jié)論超出了IBM的預(yù)料，從此IBM決定進(jìn)行重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，逐步走向開源。

軟件開源和硬件開源的邏輯相同。

RISC-V之于半導(dǎo)體，就像Linux之于PC操作系統(tǒng)，安卓之于手機(jī)操作系統(tǒng)一樣，其開源特性受到全球開發(fā)者們青睞。

驅(qū)使開發(fā)者使用開源軟件的相同動(dòng)因，吸引著硬件公司采用開源RISC-V。

開源，讓許多軟件取得了成功。

最典型的例子是安卓。在谷歌的推動(dòng)下，基于安卓的智能手機(jī)開始興起與普及。下游終端為上游產(chǎn)業(yè)鏈打開了增長空間，安卓系統(tǒng)在發(fā)展初期得到了摩托羅拉、三星、HTC等眾多手機(jī)品牌廠商的支持，隨后不到十年，安卓的接力棒又交到了華為、小米、OPPO等手上。

除了安卓之外，還有一串開源軟件和系統(tǒng)的長名單。

Linux統(tǒng)一了服務(wù)器的世界。

WordPress占據(jù)了互聯(lián)網(wǎng)30%+的流量…

開源從一種精神圖騰，成為了軟件世界的主流，也改變了原有的商業(yè)模式。

從競爭層面觀察，閉源軟件之間相互競爭，如果突然出現(xiàn)一個(gè)開源的同類項(xiàng)目，有成本偏好的客戶就會率先嘗試，逐漸吸引更多的客戶，開源項(xiàng)目會在社區(qū)的推動(dòng)下，做的越來越好。

因此有人說，開源的本質(zhì)就是形成局部壟斷，有一定道理。

開源，是否能讓硬件同樣取得成功？

這個(gè)問題還沒有答案。

至少，RISC-V讓很多企業(yè)意識到開源是大勢所趨，而且愈加徹底。由此便引發(fā)了新的思考：如果利用開源，把自己的產(chǎn)品重做一遍，將會是什么效果？

6、寫在最后

劃個(gè)重點(diǎn)。

第一，RISC-V構(gòu)建的生態(tài)形成互動(dòng)循環(huán)，RISC-V處理器的技術(shù)提供商僅是其中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)，而不一定是起始的原點(diǎn)。用戶可以根據(jù)自己的需求，跳過中間環(huán)節(jié)，直接去定制一款硬件，當(dāng)需求積累到一定程度，甚至可以去定義一顆芯片。

第二，RISC-V的彈性體現(xiàn)于，她可根據(jù)特定應(yīng)用場景對指令集進(jìn)行擴(kuò)展、裁剪、修改和定制，恰恰是AIoT碎片化需求的最優(yōu)解。

第三，RISC-V的發(fā)展有三種主要的驅(qū)動(dòng)力：國產(chǎn)替代、低功耗和數(shù)據(jù)安全。

第四，RISC-V與ARM并沒有孰優(yōu)孰劣，只不過各自選擇的路徑不同，因此構(gòu)建了不同的生態(tài)。

最后，感謝躍昉科技CTO江朝暉在本文寫作過程中對我的極大幫助，同時(shí)也要感謝她那架延誤的航班，讓我們的交流更加從容。

感謝賽昉科技CEO徐滔為我提供的資料。

感謝摩聯(lián)科技CEO林瑤，他的朋友圈為我開辟了RISC-V新視野，讓我認(rèn)識了FIVE“家族”，不僅有SIFIVE、STARFIVE、LEAPFIVE、CHINAFIVE，最重要的是，還有BEEFIVE。

參考資料：

1. Semico Forecasts Strong Growth for RISC-V，來源：RISC-V International

2. RISC-V“芯”事：十年萌芽，繁榮于物聯(lián)網(wǎng)森林，來源：鈦媒體

3. 意義重大！全球首款RISC-V單板計(jì)算機(jī)發(fā)布了，來源：FPGA開發(fā)圈

4. RISC-V 讓ARM 緊張的原因?yàn)槭裁词菑椥裕縼碓矗豪卒h網(wǎng)

5. David Patterson：RISC-V將成為世界上最重要的指令集，來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

6. 國內(nèi)芯片企業(yè)紛紛入局，如今RISC-V生態(tài)建設(shè)進(jìn)展幾何？來源：愛集微

7. RISC-V對ARM, Intel和其他企業(yè)構(gòu)成怎樣的威脅？作者：Rupert Goodwins，來源：StarFive

8. 分析人士：Intel時(shí)代終結(jié)，Arm和RISC-V將在數(shù)據(jù)中心迅速崛起，來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

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