RISC-V的“熵减”

皋陶

魔幻的2020年终于走完，期待已久的2021年如期而至。

回顾2020，疫情深刻地影响了全球半导体产业的发展，更加剧了国际形势的复杂变迁，自主可控、贸易保护主义、去全球化成为关注焦点；

与此同时，政策和资本持续加持，线上办公/教育、新能源汽车等新兴应用落地开花。在2021年到来之际，围绕热点话题、热门技术和应用、重大事件等多维度梳理，为上下游企业提供参考镜鉴。

一项新技术从发现到普及路径有多远？或许有不同的答案。

但或可从中借鉴的是，青霉素发现和普及是一个长达十多年的“接力”过程：从研究到发现、从提纯到生产、从产业到普及，不同国籍和不同岗位的人分工协作，薪火传承，才最终促成了青霉素的真正普及。对于2020年恰逢十年生日的RISC-V，同样也走在“接力”的跑道上。

一、十年答卷

进入2020年，也意味着RISC-V迎来了十岁的节点，RISC-V究竟交出了怎样的答卷？

以业内人士的总结来看，一方面，RISC-V国际基金会高效协作，目前成员已超过了1000位，不断积极参与生态建设，贡献性能更强劲的内核、便利性更好的软件、应用于各种行业的硬件等。

至今，已有IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为等众多知名公司加入RISC-V阵营。

另一方面，RISC-V处理器内核产品应用全面开花，蓝牙、存储、边缘计算、航空航天、金融等领域都有芯片级、板卡级的产品推出并应用。

RISC-V 基金会CEO首席执行官 Calista Redmond 在2020年12月举行的线上RISC-V 峰会上曾给出了总结数据，在全球范围内，RISC-V芯片（SoC、IP和FPGA）已经推出84款，覆盖了云端、移动、高性能运算和机器学习等31个产业。

具象来看，RISC-V在生态层面都全面“铺陈”。

中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长何小庆对集微网记者表示，虽受疫情影响，RISC-V在技术交付方面仍取得较大的进展，比如说跟踪技术和安全技术，大学计划也在开展。

据悉，国内外主流的软硬件开发调试工具均已全面支持RISC-V，国内基于RISC-V的板卡也已推向市场且不断迭代。

“IP层面有平头哥交付的玄铁910，以及芯来的UX600系列IP；

芯片层面有国内的乐鑫、紫光展锐、上海泰凌等开发的IoT芯片，MCU如沁恒推出了三款RISC-V MCU。

工具方面，如IAR的Embedded Workbench可为芯来提供支持，为SiFive的RISC-V处理器提供追踪调试功能等。

同时，验证工具也有一些进展，如c-dac、Imperas等。

在开发板方面，SiFive公布了一款PC级别的开发板HiFive Unmatched，全志基于平头哥玄铁C906也推出了一款生态芯片。”

何小庆进一步强调，“就生态布局来说，今年更多的生态芯片和开发板都将继续面世。

而在这些生态芯片和开发板上市之后，基础软件如Linux以及物联网操作系统都会配套，包括最新的Android AOSP 移植，一些基础的软件库和架构移植都将逐步发展起来。”

稳扎稳打，RISC-V处理器正在向更先进的制造工艺、更强劲的性能、更高端的应用持续演进，前景可期。

有数据为证，Semico预计2025年全球市场的RISC-V核心数将达到624亿，其中工业应用将占据167亿颗核心。

Tractica预测，RISC-V的IP和软件工具市场也将在2025年达到10.7亿美元。

十年之后的RISC-V阵营，可以说交出了一份尚为满意的答卷。

二、交织命题

起源于2010年加州大学伯克利分校的一个研究团队设计的精简指令集，RISC-V从一开始就立志要在X86授权难以获取、ARM授权价格昂贵、以及MIPS和PowerPC等其他架构也存在知识产权问题的架构森林中杀出一条新路。它以兼具开放、精简和灵活等优势来开道，伴随着AIoT时代的到来，基于特定领域进行架构设计、让软硬件深度结合的趋势使得RISC-V架构成为必然。

而随着去年英伟达宣布将以400亿美元收购Arm之际，行业迎来全新大变局。尽管英伟达在声明中确认，收购之后Arm将继续其开放许可授权的商业模式，同时保持全球客户中立性。但在复杂国际形势之下，Arm或难以独善其身。拓墣产业研究院表示，倘若英伟达成功收购Arm，意味着美将掌握x86与Arm两大阵营的生态系统。

这显然是中国半导体业难以承受之“重”。处在当今波谲云诡、禁令频仍的国际局势下，RISC-V开源架构在历史的拐角处亦迎来了新的机遇，即满足我国可控、自主的新命题。对于国内企业来说，RISC-V是“绝地反攻”实现中国芯、提升自主创新能力的绝佳契机。就发展趋势及市场前景来看，RISC-V更具有活力及潜力。正如最近《华尔街日报》指出，RISC-V或成为中国科技公司发展芯片的重要跳板。

因而，RISC-V不仅承载着要在CPU领域与x86、Arm架构形成三分天下的使命，更是在我国寻求自主突破的大趋势的利器。在过去几年中，RISC-V在我国发展亦非常迅速，不仅建立了RISC-V联盟，很多新公司也立志于RISC-V发展，众多公司推出了基于RISC-V的IP，开发了基于RISC-V的芯片，国内的RISC-V生态也日益繁荣。

而RISC-V要想与Arm正面对标，就不能缺少高性能的RISC-V IP核。除了阿里巴巴旗下的平头哥的玄铁910，各大RISC-V IP厂商也不甘示弱，纷纷推出了自己的高性能RISC-V IP。

芯来科技市场战略总监李珏指出，2020年伴随RISC-V生态在本土的大面积落地，芯来科技取得许多重大突破：完成了AIoT全系列处理器IP产品拼图，覆盖从低功耗到高性能的各种应用场景，包括N100系列处理器内核、N200和N300系列32位超低功耗RISC-V处理器，以及600系列处理器和面向高性能领域的32/64位900系列。

而且，就在前段时间赛昉科技与知名的开源硬件方案商及分销商Seeed，以及开源社区运营商BeagleBoard共同合作，推出了全球首款基于Linux操作系统的RISC-V AI单板计算机——星光AI单板计算机（Beagle-V）。随着星光的正式推出，赛昉科技从IP核，到芯片、板卡的生态建设已逐步成型，将助推RISC-V向应用又近了一步。

三、挑战依然

业界对RISC-V的发展显然寄予厚望。

中国工程院院士倪光南认为，RISC-V与x86、Arm架构三分天下有其一。

芯来李珏就直陈，当前RISC-V处理器的广泛应用正冲击着Arm的市场，众多国内大的芯片厂商都已在积极布局RISC-V处理器内核的产品。

对于RISC-V的着力点，芯原微电子董事长戴伟民曾直言，Arm在移动设备占据龙头地位，英特尔则在PC 和服务器等领域稳占，因此在生态系统稳固之下，RISC-V发展的机会将在IoT、AI等新兴应用领域，未来将与Arm、x86共存。

李珏则认为，对于Arm、x86传统的阵地其实也有突围的机会。李珏分析，为进一步拓展应用，除了应横向地拓展应用市场，让RISC-V走进更多的细分领域外，还要加大对高性能处理器内核的开发，勇于冲击桌面电脑的市场，给市场以强心针。

何小庆提及，RISC-V和其他处理器架构一样，其芯片还是分为通用（CPU和MCU）和专用（SoC），AIoT 芯片也是SoC。目前中科蓝讯等厂商蓝牙RISC-V芯片出货量较大，嘉楠的k210 AI芯片也在上量，单纯看量还是SoC占比最大。

“因而要在通用市场获得突破，还在生态层面不断加强，包括开发工具、EDA、代工等等。”何小庆建议说。

此外，虽然物联网是RISC-V可以着力的方向，以定制化来开疆拓土，但碎片化仍是一大问题。何小庆对此表示，现在池子越来越大了，进到这一圈子中的企业越来越多，但基本上还处于群龙无首，不太容易出现一个影响力的产品，毕竟完全开放与有力的领导是一对矛盾。

“但这与RISC-V本质的开源开放这种特质是相关的，或许也不需要刻意地去解决，再由市场发展几年之后，逐渐将生态链梳理更清楚，然后更有规模，未来前景还是可期的。”何小庆乐观指出。

四、未来征途

对于2021年的RISC-V业来说，显然亦走在了承前启后的新征程之中。

“目前国内RISC-V生态链是很健康的，处理器内核提供商、嵌入式系统提供商、嵌入式软件开发商、芯片商、解决方案提供商等各个商业环节都有玩家参与进来，并且有的领域已经形成了较为明显的领导优势。” 李珏进一步表示，“产业能否持续发力，离不开教育的锦上添花。下一步除了在尚待开发的领域寻找leading customer外，还要积极推动RISC-V的产教研融合，通过教育推广RISC-V并提供保质保量的工程师人才，形成良性循环。”

对于推进RISC-V发展的举措，李珏指出，除了在高性能处理器内核上持续加大研发力度外，芯来科技还启动建设了基于RISC-V处理器内核的全栈式SoC IP平台，能极大缩减基于RISC-V的项目设计周期，降低设计成本。同时，可协助客户在汽车、工业控制、通信、智能家居、区块链、人工智能等领域输出基于芯来内核的产品。

此外，拓展新的战场也是应有之义。赛昉科技曾提到，虽然有很多项目都是在AIoT上完成，但RISC-V这一架构不只是可以用在这一领域，它还可以用在PC、服务器、超算领域，这不是技术问题，而是时间问题。

特别是在当下，国内RISC-V生态应抓住千载难逢的黄金发展期，加大研发和资金投入，实现配套的软硬件、工具链、OS等的均衡发展，形成整体的产业化结构，构建起符合国内“气候”的RISC-V生态。

保持着强大冲劲的RISC-V业，能否在完成自我成全、不断熵减的同时，为国内半导体业带来焕然一新的面貌？就让时间来提供答案吧。

完