挑戰(zhàn)兩大霸主！這個(gè)指令集架構(gòu)會(huì)是“中國(guó)芯”崛起的希望？

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

對(duì)此，中國(guó)工程院院士、中科院計(jì)算技術(shù)研究所研究員倪光南曾在“第十五屆中國(guó)（南京）軟件產(chǎn)品和信息服務(wù)交易會(huì)”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(lǐng)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(shù)字5。大多數(shù)人提到RISC-V，都會(huì)說它是開源芯片。其實(shí)，這種說法是錯(cuò)誤的。

準(zhǔn)確來講，RISC-V是一個(gè)基于“精簡(jiǎn)指令集（RISC）”原則的開源指令集架構(gòu)。通俗來講，就是指令集。對(duì)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(chǔ)于CPU內(nèi)部，引導(dǎo)CPU進(jìn)行運(yùn)算，并幫助CPU更高效地運(yùn)行。

圖：PC電腦里面的CPU芯片（中央處理器）

現(xiàn)代的芯片設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大，復(fù)雜度也越來越高。然而，并不是說要求設(shè)計(jì)者一味地逃避使用復(fù)雜的技術(shù)，而是應(yīng)該將好鋼用在刀刃上，將最復(fù)雜的設(shè)計(jì)用在最為關(guān)鍵的場(chǎng)景。在大多數(shù)有選擇的情況下，盡量選擇簡(jiǎn)潔的實(shí)現(xiàn)方案。

而與ARM和X86相比，RISC-V可謂是“大道至簡(jiǎn)”。作為一種后發(fā)技術(shù)，盡管RISC-V仍然處于剛剛起步階段，但它的代碼極為簡(jiǎn)潔，并且支持模塊化和可擴(kuò)展性，這對(duì)于企業(yè)設(shè)計(jì)是非常有利的。

圖：RISC-V與ARM、X86的對(duì)比

或許，正是因?yàn)榭吹搅薘ISC-V具有“精簡(jiǎn)、低功耗、模塊化、可擴(kuò)展” 等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近幾年相繼吸引了IBM、NXP、西部數(shù)據(jù)、英偉達(dá)、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(huì)陣營(yíng)，而行業(yè)也在不斷圍繞它構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)。比如，阿里巴巴旗下的平頭哥半導(dǎo)體有限公司于2019年7月發(fā)布了號(hào)稱業(yè)界最強(qiáng)的高性能RISC-V處理器——玄鐵910。

事實(shí)上，就中國(guó)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀來看，研發(fā)RISC-V是恰逢其實(shí)：

1、宏觀環(huán)境：在中美貿(mào)易摩擦之后，那些知識(shí)產(chǎn)業(yè)受制于人的行業(yè)發(fā)展刻不容緩，而芯片產(chǎn)業(yè)就是其中之一。由于目前芯片的架構(gòu)基本都是在ARM和X86的基礎(chǔ)之上，我國(guó)約90%的芯片都是靠進(jìn)口，這表現(xiàn)出來的主要問題就是缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，缺乏統(tǒng)一的指令集標(biāo)準(zhǔn)。

2、政策驅(qū)動(dòng)：就算沒有貿(mào)易摩擦，國(guó)家也是高度重視芯片產(chǎn)業(yè)，高層在政府工作報(bào)告中提出“加快制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)，推動(dòng)集成電路、第五代移動(dòng)通信、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、新能源汽車、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展”，把推動(dòng)集成電路放在建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的首位強(qiáng)調(diào)。因此，尋求一種新的開源指令集架構(gòu)作為各國(guó)發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)達(dá)到自主可控成為必然。

3、新技術(shù)加速場(chǎng)景滲透運(yùn)用：在2003年互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著PC的普及，Intel的x86芯片大獲全勝；而到了2009年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著移動(dòng)終端的普及，ARM芯片又大獲全勝；現(xiàn)如今，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)不斷深化，新的指令集架構(gòu)將有望在新興領(lǐng)域占有一席之地。

總之，RISC-V正在逐漸進(jìn)軍主流市場(chǎng)，在眾多設(shè)計(jì)領(lǐng)域嶄露頭角，并獲得了越來越多的芯片制造商、工具供應(yīng)商、大學(xué)和代工廠的支持。未來，隨著這一指令集架構(gòu)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(zhàn)ARM和X86對(duì)市場(chǎng)的統(tǒng)治，從云計(jì)算到物聯(lián)網(wǎng)，成為當(dāng)今這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)世界最基本和不可或缺的“輪子”之一。