华为的开发板为啥要从Arm架构转向RISC—V，不受限制吗？

Posted 2023-04-08

参考技术A

因为众所周知的原因，华为已经很久没推出自研Arm架构的处理器了。但这并不意味着华为已经放弃处理器业务。华为轮值董事长表示，海思(华为芯片部门)的研发还在继续，为未来做些准备。

过去华为处理器上的CPU核心有的是基于Arm架构开发，有的直接是基于Arm提供核心“魔改”。但现在英伟达准备收购Arm，这使得华为不得不再次考虑Arm架构的可靠性。

不只是华为和国内的企业，美方也有不少知名的半导体公司对这场交易持反对态度。但美半导体公司更多的是出于商业角度考虑，而咱们的半导体公司考虑的内容就复杂一些。

尽管各界存在不少反对的声音，但英伟达对这场交易的最终结果持乐观态度。其首席执行官黄仁勋相信，各监管机构最终会批准这笔交易。

如果这场交易真的完成，那么意味着美将拥有世界上两大主流的指令集Arm和x86(已有)。

目前，在消费级市场，Arm和x86这两种CPU架构几乎占据了全部的市场份额。你所使用的手机、平板、电脑的CPU，不是Arm架构就是x86架构。

不过在Arm和x86市场份额的空隙中，还有一种CPU架构应用在消费级市场，它主要用在智能穿戴设备上 。

它就是RISC—V指令集架构。

该指令集被很多厂商看好，其中包括率先推出x86处理器的英特尔。

而作为国内消费级芯片市场一哥的华为海思，目前还没有正式的推出基于RISC—V的芯片。

不过值得一提的是，用于HarmonyOS的Hi3861开发板的芯片应该是基于RISC-V开发，因为在它的开发环境中有提到“gcc riscv32”字样。

网友们认为，这是华为从Arm转向RISC—V的标志事件。

最关键的，RISC—V是完全开放的

或者说不受限制的

RISC-V指令集可以用于任何目的，允许任何人设计、制造以及销售RISC-V芯片和软件。

它遵循BSD授权协议，不但使用不受限制，甚至开发者可以在其基础上发展的指令集架构闭源、收费。这都是完全运行的。

虽然该项目始于加州大学伯克利分校，但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。而且为了保证中立性，RISC—V基金会的总部特意从美国迁至瑞士。官方毫不避讳的表示，这就是为了确保美国之外的大学、政府及公司可不受**影响使用开源的 RISC-V。

另外值得一提的是，在该基金会最核心的13名会员中，除了西部数据和SiFive其余都为中国企业。其中包括有能力基于Arm架构开发出高性能SoC、CPU的华为，以及在国内，手机SoC设计能力仅次于华为的紫光展锐。

RISC—V能吸引华为等开发者的不只是它的开放性，更多的是其在技术上的优势。

关于RISC—V架构性能的描述

有 科技 媒体称，x86的特长在处理数据的量上，而Arm的特长在处理数据的速度上，二者各有优势，难以互替，而RISC—V则兼具二者一定的优势。

该指令集用于现代计算设备，设计者考虑到了这些设备用途中的性能与功率、效率问题。除此之外，RISC—V还具有众多支持的软件，这解决了新指令集通常的弱点。

架构精简，门槛低

RISC-V基础指令集只有40多条，加上其它的模块化扩展指令总共几十条指令。 RISC-V的规范文档仅有145页，而“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。

早已商用架构的x86和Arm架构，为了能够保持架构的向后兼容性，其不得不保留许多过时的定义，导致其指令数目多，指令冗余严重，文档数量庞大，所以在这些架构上开发的门槛很高。

模块化

RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起，并试图通过一套统一的架构来满足各种不同的应用场景，这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。

除此之外，RISC—V架构还具有完整的工具链、易于移植等优势。

一个对RISC—V架构的误解

因为目前还没有性能达到x86或Arm高端CPU水平的RISC—V处理器，所以很多人以为RISC—V架构是专门针对都性能要求不高的低功耗处理器设计，但其实，基于该架构的处理器是可以面向高性能计算场景的。

目前学术界已经有基于RISC-V架构的511核处理器（Celerity)。

而在商用上，SiFive自称RISC—V阵营中性能最强的P550CPU在四核心下，占用的芯片大小与单个Arm Cortex-A75相同，但P550在性能上表现更佳。

P550在SPECINt 2006测试中的得分为8.65/GHz（P550 delivers 8.65 SPECInt 2006 per GHz），可以与Cortex-A75相媲美。

基于RISC—V架构，是可以开发高性能CPU的，但需要充足的资金，长期的研发。

比起已经大规模商用的Arm和x86，RISC—V还处在早期阶段，日后基于此架构的高性能CPU会来的。

risc-v架构是哪个国家的？

去年10月，中国 RISC-V 产业正式成立，有100多家会员单位，并且目前国内在使用RISC-V架构的IC设计公司已经超过300家了，大家认为这个架构能够实现中国芯的自主、可控、繁荣和创新。

与大多数指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。虽然这不是第一个开源指令集，但它具有重要意义，因为其设计使其适用于现代计算设备（如仓库规模云计算机、高端移动电话和微小嵌入式系统）。设计者考虑到了这些用途中的性能与功率效率。该指令集还具有众多支持的软件，这解决了新指令集通常的弱点。

该项目2010年始于加州大学伯克利分校，但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。

相关特色：

1 完全开源

对指令集使用，RISC-V基金会不收取高额的授权费。开源采用宽松的BSD协议，企业完全自由免费使用，同时也容许企业添加自有指令集拓展而不必开放共享以实现差异化发展。

2 架构简单

RISC-V架构秉承简单的设计哲学。体现为：

在处理器领域，主流的架构为x86与ARM架构。x86与ARM架构的发展的过程也伴随了现代处理器架构技术的不断发展成熟，但作为商用的架构，为了能够保持架构的向后兼容性，其不得不保留许多过时的定义，导致其指令数目多，指令冗余严重，文档数量庞大，所以要在这些架构上开发新的操作系统或者直接开发应用门槛很高。

而RISC-V架构则能完全抛弃包袱，借助计算机体系结构经过多年的发展已经成为比较成熟的技术的优势，从轻上路。RISC-V基础指令集则只有40多条，加上其他的模块化扩展指令总共几十条指令。 RISC-V的规范文档仅有145页，而“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。

参考技术A 美国的加州大学一个项目研发出来的，免费的开源技术提供给世界各国用