關(guān)鍵詞：無人機(jī)物聯(lián)網(wǎng)智能手機(jī)
一個(gè)似乎必然的選擇，正如被歷史驗(yàn)證的所有成功的CPU架構(gòu)一樣，RISC-V也正在通過全球范圍內(nèi)的生態(tài)聯(lián)盟來擴(kuò)張其影響力——雖然他們之間難免競爭。美國的RISC-V基金會(huì)被視為RISC-V的官方管理機(jī)構(gòu)，會(huì)員包括西部數(shù)據(jù)、英偉達(dá)、谷歌等200多家成員，但他們?cè)谥袊壳爸挥?5家會(huì)員，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中國本地的RISC-V聯(lián)盟規(guī)模：去年10月成立的中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（上海相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)主導(dǎo)）已有超過一百家會(huì)員；去年11月成立的中國開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟（中科院主導(dǎo)）也已超過60家。致象爾微電子科技有限公司副董事長兼CEO方之熙希望有更多本土企業(yè)加入美國的RISC-V基金會(huì)，好處之一是“可以使用RISC-V的LOGO，并且能夠防止過度碎片化帶來的風(fēng)險(xiǎn)”，他是RISC-V基金會(huì)中國顧問委員會(huì)的主席，曾任英特爾公司副總裁及首任英特爾中國研究院院長(2010-2014)，這一背景無疑給RISC-V的觀望者賦予了積極性，但更多的價(jià)值還是來自于RISC-V本身所體現(xiàn)出的特性。
“人們誤解了處理器所遵循的摩爾定律。當(dāng)初這個(gè)定律只是說，每隔18-24個(gè)月，單位面積晶圓上的晶體管數(shù)量增加一倍，沒有任何有關(guān)成本和性能的表述。”方之熙說。“最近幾年，摩爾定律的升級(jí)所帶來的單處理器性能的提升并不像之前明顯，主要是功耗瓶頸愈發(fā)嚴(yán)重。”
RISC-V出現(xiàn)的必然性似乎和ARM的成功邏輯一樣，Intel花了十幾年時(shí)間在服務(wù)器處理器上的開發(fā)，最終形成了掌控云端計(jì)算99%的處理器的局面，但端上99%卻是RISC，其中75%屬于ARM。云上是很好的計(jì)算環(huán)境，但端上的很復(fù)雜——通用CPU架構(gòu)不能解決這個(gè)問題。有意思的是，現(xiàn)在的情況似乎又回到ARM當(dāng)初的起點(diǎn)——X86和ARM對(duì)整個(gè)應(yīng)用市場的生態(tài)環(huán)境的壟斷使得任何創(chuàng)新都很難通過改動(dòng)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)問題和物聯(lián)網(wǎng)之類應(yīng)用對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)功耗的高要求以及日趨緊迫的安全問題一起，成為充滿機(jī)遇的焦慮。
也許IT行業(yè)的貝爾定律可以緩解這種焦慮：計(jì)算機(jī)每10年會(huì)產(chǎn)生新一代，其設(shè)備或用戶數(shù)將增加10倍。這將觸發(fā)新的產(chǎn)業(yè)鏈，新的商業(yè)模式，新的服務(wù)模式和新的技術(shù)產(chǎn)品。截止去年年底，與RISC-V芯片、軟件、硬件、投資、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和生態(tài)相關(guān)的中國企業(yè)總數(shù)已經(jīng)接近一百家。中國開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟秘書長、中科院計(jì)算所研究員包云崗在解釋他們統(tǒng)計(jì)的這個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)強(qiáng)調(diào)，少數(shù)幾家企業(yè)控制指令集導(dǎo)致“相較于軟件，指令集沒有開放標(biāo)準(zhǔn)，使得開源芯片遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于開源軟件”的現(xiàn)狀。
包云崗提到一個(gè)現(xiàn)象，主流云計(jì)算公司的CPU利用率基本低于20%，比如亞馬遜AWS EC2的平均CPU利用率僅為7%-17%，國內(nèi)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的CPU利用率也小于20%，“云計(jì)算公司通過降低利用率來保障服務(wù)質(zhì)量，另一方面又希望提高CPU的利用率來降低成本。”他說。“阿里短期目標(biāo)是CPU利用率達(dá)到40%，長期目標(biāo)為60%。”
正如開源軟件降低了互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新門檻并提高了自主性，包云崗認(rèn)為得益于摩爾定律效應(yīng)的降低、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化以及軟硬件協(xié)同的敏捷開發(fā)新模式，開源芯片前景可期，而RISC-V打開了開源芯片的死結(jié)。
一個(gè)積極的決定
至少有三類垂直市場正在成為多元化需求的主流：一類是以無人機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR、智能手機(jī)為主的客戶細(xì)分市場；一類是云和邊緣的數(shù)據(jù)中心；一類則是以ADAS這類技術(shù)所推動(dòng)的智能汽車。也許物聯(lián)網(wǎng)體現(xiàn)了這類產(chǎn)品開發(fā)的共性：更快、更便宜和更短的開發(fā)周期。定制化的需求會(huì)越來越多，但差異化開發(fā)只占10%左右，其余90%可以提前選擇IP即可。
這堅(jiān)定了IP授權(quán)業(yè)務(wù)公司對(duì)RISC-V的信心。“在V3之后，我們將不再更新原有架構(gòu)的內(nèi)核，全面轉(zhuǎn)向RISC-V。”不久前，在接受電子發(fā)燒友的采訪時(shí)，晶心科技公司總經(jīng)理林志明這樣說道。這家14年來一直以內(nèi)核IP授權(quán)和技術(shù)服務(wù)為主要業(yè)務(wù)的公司是RISC-V基金會(huì)的創(chuàng)始會(huì)員，該公司將其首款RISC-V內(nèi)核架構(gòu)命名為V5，而在這之前，采用該公司V3內(nèi)核的SOC發(fā)貨量已經(jīng)超過了20億顆。
除了市場需求，支撐晶心科技做出這個(gè)決定的，是他們的一整套開發(fā)資源，對(duì)于那些希望選擇RISC-V作為處理器架構(gòu)的開發(fā)者而言，這是十分關(guān)鍵的——包括開發(fā)、調(diào)試、軟件調(diào)度、虛擬SoC平臺(tái)在內(nèi)的開發(fā)工具；包括外圍設(shè)備和互連IP的預(yù)集成和預(yù)驗(yàn)證的子系統(tǒng)平臺(tái)、評(píng)估板和AICE硬件調(diào)試器在內(nèi)的開發(fā)平臺(tái)；包括標(biāo)準(zhǔn)C庫、DSP庫、商業(yè)以及開源操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、中間件等在內(nèi)的基礎(chǔ)軟件。這些資源全部可以用于RISC-V的開發(fā)。
生態(tài)系統(tǒng)也十分重要，過去14年，晶心科技同120多個(gè)合作伙伴建立了聯(lián)系，包括軟、硬件和SOC開發(fā)環(huán)境，涉及連接、安全、混合信號(hào)、圖形、人工智能、軟件棧、開發(fā)工具、RTOS和語音處理等。而在物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)方面，同超過50個(gè)合作伙伴一起提供相關(guān)解決方案。
不過，對(duì)于那些初創(chuàng)的開發(fā)原型的公司而言——他們是RSIC-V的主要用戶——成本才是最重要的。
“客戶從ARM轉(zhuǎn)到RISC-V的原因主要是成本，RISC-V是免費(fèi)的。”晶心科技技術(shù)長蘇泓萌說，“另外，ARM內(nèi)核不能讓用戶修改指令，RISC-V可以。”
目前，晶心科技可提供兩款RISC-V內(nèi)核——N25和NX25，其中NX25是首款具有DSP功能的RISC-V核。去年第三季度，晶心科技還發(fā)布了運(yùn)行l(wèi)inux的RISC-V內(nèi)核。不過，筆者在現(xiàn)場看到的演示，還都是基于開發(fā)板搭建的。“現(xiàn)在沒看到芯片，是因?yàn)榭蛻舢a(chǎn)品還在流片周期中。”蘇泓萌說，“我們?nèi)ツ晖瞥隽说谝粋€(gè)RISC-V核，到年底已簽了16家廠商，這還不包括簽了評(píng)估協(xié)議的。去年晶心科技總計(jì)拿下42個(gè)案子，這個(gè)占比已經(jīng)很高了。”
一個(gè)最大的障礙
提到轉(zhuǎn)換處理器架構(gòu)，除了成本上的誘因，影響RISC-V發(fā)展的原因是什么？方之熙提到的碎片化蘇泓萌并不擔(dān)心：“只要支持標(biāo)準(zhǔn)指令集，多版本是RISC一直就有的情況，有很多方法可以統(tǒng)一和控制的。”商業(yè)模式更不是問題，RISC-V是BSD授權(quán)條款（Berkeley Software Distribution，伯克利軟件發(fā)行版），是開源界GPL，LGPL，BSD，MIT，Apache五種許可協(xié)議之一。也許認(rèn)知度不夠是一個(gè)問題，“還有很多用戶不了解RISC-V，以為RISC-V無所不能，又對(duì)免費(fèi)的定義和范圍有誤解，”蘇泓萌說，“這需要有個(gè)過程。”
如果NVIDIA、NXP、高通、三星這樣的公司也都開始在產(chǎn)品中加入RISC-V，那么剩下來的似乎只是對(duì)市場測(cè)試和平衡的漫長的等待。“去年我們客戶V3處理器開發(fā)了11顆，RISC-V要達(dá)到這個(gè)規(guī)模預(yù)計(jì)要5、6年。”林志明說。需要擔(dān)心市場生態(tài)的問題嗎？林志明認(rèn)為RISC-V對(duì)市場生態(tài)的要求不是很高，“晶心科技的RISC-V客戶中，甚至也有做云端訓(xùn)練的、做數(shù)據(jù)服務(wù)器的SSD處理的。而亞太市場中百度、阿里這些公司都將拉動(dòng)入口端設(shè)備的多元需求。”當(dāng)然，還有5G，“5G周邊應(yīng)用也會(huì)引爆一個(gè)數(shù)據(jù)處理的市場，對(duì)RISC-V而言會(huì)是一個(gè)大的機(jī)會(huì)。”他補(bǔ)充道。
即使不考慮晶心科技IP內(nèi)核授權(quán)的商業(yè)模式，ARM也是RISC-V一個(gè)繞不過去的話題。“可以說，ARM是RISC-V競爭上的一個(gè)最大的障礙。”在停頓了幾秒還是沒能想出更婉轉(zhuǎn)的表述之后，林志明還是同意了關(guān)于RISC-V和ARM二者之間關(guān)系的這一說法。顯然，對(duì)于RISC-V的擁護(hù)者而言，時(shí)間既長又短。