RISC-V商用时机已至，正走向高性能发展之路

“过去的一年，在全球RISC-V生态伙伴的共同努力下，RISC-V生态有了很大的进展。国际基金会已经布局70多个技术小组开展技术标准制定；超过160个面向各领域处理器核，各行业渗透率越来越深；SPECint性能首次超过10分，进入高性能计算的行列；会员超过3100家，比2021年增加130%。总体来看，RISC-V技术完善度越来越高，生态多样性越来越体现，参与者越来越多。”在近日召开的2022 RISC-V中国峰会上，本届峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠博士对过去一年RISC-V的发展做出了这样的总结。

本届RISC-V中国峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠博士（图源：RISC-V中国峰会2022）

RISC-V商用时机已经到来

在RISC-V出现之前，历史上已经出现过多种指令集架构(ISA)，经过跌宕起伏的发展后，形成PC和服务器领域以X86为主、手机领域以ARM为主的垄断局面。自2010年RISC-V诞生开始，这种开源的、简洁的、模块化的指令集架构受到广泛关注。

如今，RISC-V架构内核的出货数量已达到100亿颗，远超过同时期的X86/ARM。根据市场Semico Research Group预测，预计到2025年，市场上采用RISC-V架构的处理器核心将超过624亿颗。

“RISC-V指令集在这12年时间成熟度提升是非常迅速的，ARM 也至少经历了三十多年的发展才到目前的状态。去年RISC-V出货量超过一百亿颗，同时软硬件生态也得到了极大的丰富。我觉得RISC-V商用时机已经到了，虽然目前可能还是局限于一些对算力和对软件生态丰富程度要求不那么高的领域。”中国科学院软件研究所总工程师武延军研究员表示，“从生态繁荣程度来对比，RISC-V目前可能处在ARM 2000年~2005年的阶段，那时候有关ARM的各种培训资料、书籍、培训班大量出现，市场上对ARM开发者的人才需求也是突然爆增，在嵌入式领域已经与X86、MIPS展开了激烈的竞争。如今RISC-V除了教育科研、各种文档材料、人才培训的繁荣之外，还已经有了非常好的商用场景和非常高的出货量，这也是整个生态上下游都可以去开始发力的阶段了，都可以放心地去投入RISC-V领域了。”

中国科学院软件研究所总工程师武延军研究员（图源：RISC-V中国峰会2022）

孟建熠博士表示，RISC-V与过去的其他架构最大的区别在于它是开源的，全球这些需要对计算机体系结构进行改进升级的都在推动它的整个架构完善，这与原有的一家公司维护一个架构是完全不同的模式，因此带来了很多新机会，那些要在体系结构上有创新、有突破的公司已经可以持续地进来了。

中国发展RISC-V的优势和难点

有数据显示，在全球已有的100亿颗RISC-V内核出货量中，来自中国公司的已经占到50%的比例。RISC-V是历史上第一次以开源开放模式、由全世界参与构建的计算生态体系，也是中国第一个从发展初期就可以深度参与、发挥核心贡献的全球范围的新指令集架构、新的生态，因此是一个难得的历史机遇。

武延军指出，中国发展RISC-V的优势很明显，从宏观角度来看，中国有着一个巨量的市场，有大规模的计算机工程师团队和专业人才，同时有足够丰富的应用场景能够充分发挥RISC-V的多样性，这是中国相对于世界上其他国家的三方面优势。此外，中国还有一个独特的优势，就是没有国外一些老牌厂商和机构的历史包袱，没有它们已经存在的商业利益或者技能上的惯性，使我们有机会从一个全新的视角、一个全新的架构下面去进行开创性的工作。相应的劣势就是在很多技术领域没有国外巨头在历史上积累的丰富经验，同时在高端核心人才储备上也没有国外处理器、基础软件巨头那么多，并且在专利等知识产权方面也存在一定差距。

孟建熠认为，RISC-V在中国是完全与国外同步的一个架构，中国的参与度相比原来的架构高很多；中国又是一个新兴的市场，国内芯片市场涌现大量的初创公司中已经有很多采用了RISC-V架构，他们走这个路线会比国外更快，因此目前RISC-V在中国的落地至少与国外可以同步，中国的企业可以说是与国际上“并跑”。

对于RISC-V在中国发展过程中面临的难点，武延军认为，除了制造、制程方面的因素，处理器IP核和核心基础软件是RISC-V生态里面最难突破的两个技术点，中国在这两方面与国际上依然存在差距；孟建熠指出，RISC-V需要把架构做得稳定、可靠，这样上层的软件适配就会变得更加容易，软件越来越丰富之后要做的事情就是往各个纵深的方向去发展。

RISC-V向高性能发展是趋势???

在此前结束的2022 RISC-V中国峰会上，阿里平头哥发布首个高性能RISC-V芯片平台“无剑600”及SoC原型“曳影1520”，首次兼容龙蜥Linux操作系统并成功运行LibreOffice，刷新全球RISC-V一系列纪录。基于无剑600软硬件全栈平台，开发者和厂商可快速开发RISC-V芯片，推动迈向2GHz高性能RISC-V边、云应用新时代。

RISC-V不仅可以针对物联网市场开发出大量低功耗、高能效、低成本的处理器产品，本届峰会可以看出一些国内企业也开始瞄准高性能RISC-V。“将继续向高性能演进，高主频、高性能是必然发展趋势，2022年，RISC-V生态将性能从1GHz推向2GHz。”孟建熠指出。

无论是从产业的需求，还是RISC-V自身发展的路径上看，向“高性能”发展都会是RISC-V未来的趋势，在这样的趋势下，对于处理器的设计和软件生态都是带来了很大的挑战。

在处理器设计上，孟建熠认为处理器的性能和稳定性提高是需要重点解决的问题。需要加大研发投入，实现处理器的性能突破； RISC-V处理器也保证稳定性，这样在复杂的应用场景中，软件才能迁移上来。

针对依然存在很多核心基础软件无法在RISC-V平台上流畅运行的问题，武延军表示：“中科院软件所有责任去把更多支撑高性能的、引领未来生态发展的基础软件，率先移植到RISC-V架构上去，为商业发展铺平道路，让后续有大量的商业公司可以快速参与进来，短期内实现使用商用场景的部署。这是我们前期一直在努力的工作。”

未来ARM和RISC-V会长期共存

ARM和RISC-V虽然两者都是RISC的架构，但ARM的指令集是私有的、商业授权的，而RISC-V指令集是在RISC-V国际基金会的掌管之下开源开放的模式。

谈及ARM和RISC-V，也多被认为是竞争关系。长期以来，ARM处理器内核购买模式形成了习惯，RISC-V生态还需加快建设完善，两者将来会形成怎样的局面呢？武延军表示，目前还没有一个明确的答案，可能会是一种融合共生的状态。也就是在一定程度会长期存在，本身的技术又会相互不断融合、互相借鉴。因为RISC-V本身的开放性，ARM会吸收RISC-V的一些比较好的特性；而RISC-V在成长过程中，也吸取了很多ARM的经验教训，所以在技术上，会呈现融合的趋势。商业上， ARM可能会在竞争过程中逐渐找到自己的定位，如更好的服务能力，一些商业授权上的优化，逐渐形成它的独有业务模式而长期存在。

武延军指出，RISC-V的优势细分领域是教育科研领域。因为RISC-V给老师、学生、科研工作者带来的自由度、定制性是其他指令集架构无法相比的，这是教育科研工作者普遍追求的目标。

孟建熠也表示，ARM和RISC-V不是非此即彼的，它们应该长期共存、各自在各自领域发挥优势。而且确实在相互借鉴，ARM也在往开放的方向在走。因此RISC-V与x86/Arm会相互共存，未来可能形成“三分天下”的局面。

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