“大門關閉前，總要留個窗戶”。對于RISC-V的快速發展，業內多數認為它的確是應對半導體管制的一條路徑。不過，盡管此前多出于供應鏈安全考慮，但隨著性能不斷提升、產業鏈不斷完善、生態不斷構建，RISC-V的商業化價值將逐步凸顯。

RISC-V有哪些新的成長動力？如何繼續做大做強？

高速成長，為什么是RISC-V？

縱觀芯片史上的指令集架構，開源指令集并不是一件新鮮事，比如一度被業內認為可以比肩ARM、X86、成為全球三大主流架構之一的MIPS。可謂風靡一時，但隨著新應用的崛起和對手的激烈競爭，最終還是難逃一聲嘆息。

反觀RISC-V，十二、三年間得到了迅速發展。其開放架構優勢固然被業界認可，并且在其他架構存在不授權或不供應等風險的背景下，RISC-V架構也被認為是本土芯片換道超車的機遇。那么，除此之外，打造一個成功的指令集架構生態還需要哪些努力？還有哪些成長驅動力？

Calista Redmond表示，在過去的50多年，確實有不同的指令集架構曾經出現過，但是只有兩種指令集架構與眾不同，并且站穩了腳跟，這就是X86和ARM架構，原因就是它們在工作負載、規模以及縱向的整合能力方面表現突出。

她指出，移動終端的計算方式不同以往，在這個新的時代，一個指令集架構是否能夠成熟豐富，取決于多種因素。首先是生態的建立，要形成一個完整的硬件和軟件生態系統，能夠吸引更多的合作伙伴和客戶參與其中；其次是商業模式的問題，即如何建立可持續的商業模式，為參與者提供經濟利益和增長空間；最后是指令集架構本身的問題，包括架構的靈活性、性能、功耗等方面。

在當前的指令集架構中，開放和合作變得尤為重要。指令集架構的開放，指的是允許任何人自由使用、修改和定制，使得設計者和開發者能夠擁有更大的自由度，避免深度捆綁帶來的局限性；合作則是指令集架構與不同的合作伙伴和客戶之間的合作關系，通過各方合作，共同推動指令集架構的發展，建立一個更加完善的生態系統。

Calista Redmond指出，一種架構被多方所擁抱、采納，歷來是以波浪式的方式所進行的。有的公司愿意做“第一個吃螃蟹的人”；有的公司愿意做 “等待者”，他們要看到更多同類型公司采納，才會有意愿進行投入；還有的公司是“后來者”，要在整個生態系統建立之后才會邁出腳步。

對于多數公司來說，被客戶推動是最大因素，比如客戶提出的授權條款、兼容性等要求，能夠帶來最大的影響力，也是他們選擇新架構的驅動因素。

異構崛起，RISC-V扮演什么角色？

通用算力+AI算力驅動的多樣性計算時代正在到來，在未來的異構算力中，RISC-V將扮演什么角色？主要有哪些增長潛力？

包云崗表示，AI算力需求確實在不斷增加，但同時要注意到，AI算力的增長離不開通用計算的支持。一個復雜的應用不僅僅涉及AI計算，還包括其他各種類型的計算任務。以自動駕駛為例，自動駕駛芯片不僅需要具備AI加速能力，還需要通用高性能CPU的支持，這種組合才能滿足包括自動駕駛系統在內的復雜應用場景需求。

此外，在支持大模型運算時，數據遷移也是一個重要問題。由于數據量遠大于單個算力卡的存儲容量，因此需要在CPU和算力卡之間進行大量的數據遷移，這其實對計算性能也有很大的影響。高性能處理器如果具備更好的I/O加速能力、數據搬移能力，就可以加速這類大模型訓練的場景。

在這兩種典型的算力需求增加的場景中，RISC-V其實都可以發揮重要作用。通過提供高性能的RISC-V架構，有助于在更多領域創造新的架構，從而提高計算效率。

“比如將RISC-V單元和AI加速器集成到一顆芯片中，就不再需要通過PCIe等總線進行長距離的數據遷移。在一顆芯片內部，帶寬還可以得到數量級的提升，這將為我們帶來許多創新機會”。包云崗強調，“我相信RISC-V的開放性能夠帶來更多創新機會，滿足不斷增長的算力需求，在各個領域實現更高效的計算。”

短板面前，更需共建生態

盡管應用百花齊放、商業落地也在摸索中積極前行，但不可回避的是，RISC-V仍存在短板，比如工具鏈不完善、應用軟件生態不夠豐富等。如何提升這些短板、進一步促進RISC-V的生態壯大？

武延軍表示，早期的RISC-V應用主要集中在嵌入式領域，以微控制器（MCU）為代表，當時的生態非常小。隨著處理器能力不斷升級，應用越來越豐富，面向PC、甚至服務器的處理器也誕生了。也就是說，只有處理器能力不斷提升，才會有大量軟件可以運行，才會真正顯現出生態的影響力。

工具鏈是軟件開發中的關鍵一環，對芯片來講，必須要有編譯工具鏈才能把它的指令集特性發揮出來。而工具鏈一般有兩種方式，一是廠商自己開發，提供的是私有的工具鏈；另一種是行業共同打造一個公共的工具鏈，這對RISC-V來說是更為適合的一種方式。

他以中國科學院在做的RISC-V原生操作系統為例，除了要做Linux Kernel適配之外，最主要是做相應的編譯工具鏈，已經在GCC、LLVM（開源編譯器框架）上做了大量的指令集相關后端的實現。同時，跟隨RISC-V國際基金會標準進程提供相應的參考實現，讓行業伙伴在討論標準時有據可依，甚至可以給標準制定過程反饋問題，促進完善。目前看來，工具鏈的參與方越來越多，功能越來越完善。現在大家也都意識到，工具鏈應該共建，共同推動RISC-V生態發展。

在全球的開源軟件生態方面，RISC-V的步伐在加快。包括Google的Android開源版本AOSP、openEuler等，都已將RISC-V作為官方支持的指令集標準規范。

“這可能是以前看不到的景象，但在過去一年多時間，我們陸續看到了，很多知名開源社區、開源操作系統發行版都在支持RISC-V。RISC-V在軟件生態建設的路上，以后會越來越快”。武延軍表示，“中國科學院軟件研究所希望能把基礎軟件做成RISC-V的‘數字公共品’，持續打造RISC-V基礎軟件生態。”

五種商業模式，存在變革機會

當前，多數初創企業仍采用傳統開發模式和商業模式，開源RISC-V所蘊含的價值被充分挖掘了嗎？RISC-V更大的商業機會到底在哪里？包云崗認為，大致存在以下五種商業模式：

第一種是復制傳統的ARM模式，創業公司有機會成立RISC-V IP公司，提供自研的IP核或Chiplet。

第二種是針對高價值、高性能領域（比如服務器、自動駕駛等），通過自研處理器核、Chiplet和SoC，可省去高檔次ARM IP核高昂的授權費，并且可自由定制和擴展。

第三種是面向某個特定的量大的應用場景。由于RISC-V允許靈活定制和擴展，初創企業可以自研或基于開源RISC-V處理器核開發專用芯片。比如中科藍訊基于RISC-V的TWS耳機芯片，一年有將近10億的出貨量，營收超過十幾億，就是很典型的代表。

第四種是類似于TI的方式，做平臺型企業。由于RISC-V允許企業靈活定制，因此有機會參考TI模式創建一個平臺型公司，為中小用戶提供“一站式芯片設計服務”，滿足面向千億量級IoT場景的成千上萬種定制芯片需求。

第五種是復制開源軟件領域的商業模式，典型代表就是Linux+RedHat模式，即基于開源主線提供高質量的商業發行版，供下游企業使用，RISC-V領域目前還沒出現這種模式。基于開源的RISC-V實現（比如香山），有機會成為CPU領域的RadHat，為下游SoC芯片設計企業提供IP產品和設計服務。

包云崗認為，多數初創企業都屬于前三種商業模式，基本上是對現有ARM方案的替換，商業模式比較清晰，可以復用現有的芯片開發工具。相應地，這幾種模式的競爭也會更激烈。

長遠來看，模式四、五還是一片藍海，存在很大的顛覆性技術變革的機會，若在一些技術上實現突破，可能會對整個芯片設計產業帶來顛覆性影響。并且，可以和前三種模式很好地融合起來，支撐前三種模式的發展。

寫在最后

今年年初，RISC-V被《麻省理工學院技術評論》選為十大突破性技術之一，理由是“芯片設計正在走向開放，靈活、開源的RISC-V有望成為改變一切的芯片設計”。

Counterpoint Research預測，到2025年時采用RISC-V架構的芯片數量將增長至800億顆，屆時，RISC-V將占據全球14%的CPU市場、28%的IoT市場、12%的工業市場和10%的汽車市場。

新一輪芯片設計技術與產業變革的浪潮正在到來，這將帶來很多新機遇，甚至推動產業重新洗牌。與x86、ARM相比，無論是生態、軟件規模還是性能優化程度，RISC-V仍有明顯不足。但是，處理器能力的不斷增強、軟件生態的不斷豐富，確實在逐步奠定它不可阻擋的上揚趨勢。

編輯：黃飛

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