国内 RISC-V 产学研基地成立，IntelArmRISC-V 将三分天下？

Posted 2023-04-09 CrisAppleYan

作者 | 伍杏玲

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

在IT界，CPU芯片和操作系统是网信领域最基础的核心技术。但在芯片领域，技术和资本的门槛较高，应用范围最广的指令集架构需获得专利授权才能使用，如x86、Arm等。而投入研发的资金，以14nm工艺为例，需上亿元的研发费用。

如何降低芯片的研究门槛？被人称为“半导体行业的Linux”的开源指令集RISC-V或许是其中重要的助力。

1月13日，中国开放指令生态（RISC-V）联盟2019年会暨武汉产学研创新论坛在武汉顺利召开。武汉RISC-V产学研基地、RISC-V联盟武汉分中心、湖北省RISC-V产学研基地在本次大会上揭牌成立。

会上，中国工程院院士、中国开放指令生态（RISC-V）联盟理事长倪光南表示“未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。”

为何倪光南院士如此说？RISC-V有什么特点？

RISC-V架构简洁，支持模块化

RISC-V是RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集）的第五代版本。由图灵奖获得者、RISC的发明者David Patterson教授在 2010 年，带领加州大学伯克利分校的团队花了3个月时间完成了RISC-V指令集的初始设计开发。

据倪光南院士介绍，RISC-V是基于广泛使用且标准十分宽松的BSD许可证，开发者可自由免费地使用RISC-V来设计CPU、开发并添加自有指令集进行拓展，自主选择是否公开发行、或商业销售、或更换其他许可协议、或完全闭源使用。

如此一来，RISC-V的优点十分显著：

1、降低芯片设计的资本门槛。

传统芯片设计人力和资金的投入成本较大，可能需投入上百人的团队和上亿元的经费来开发，中小型企业望而却步。而开源芯片设计降低芯片设计的门槛，只需几万元、3-5人的小团队在3-4个月内就能研制出适合自己企业的芯片，有利于中小型创业所需，促进芯片产业的发展。

2、架构简洁，支持模块化。

RISC-V目前成型的技术代码集小、架构简单，基础指令集只有40多条，加上其他的模块化扩展指令总共几十条指令。RISC-V支持模块化，性能优越，能够满足从微控制器到超级计算机等各类处理器需求。并支持FPGA、ASIC和未来器件等实现方式。

正因为RISC-V有了以上优势，市场应用宽广：据分析机构Semico Research 发布的《RISC-V市场分析：新兴市场》报告数据，预计到2025年，市场将总共消费624亿个RISC-V CPU内核，其中预计工业领域将是最大的细分市场，拥有167亿个内核。

 

万物互联时代，RISC-V迎来机遇

随着万物互联时代的到来，国内外众多整机和系统厂商纷纷布局芯片领域。在本次会上，工信部赛迪研究院集成电路研究所高级分析师种丹丹介绍道，苹果公司自研A系列处理器应用在iPhone手机，同时计划在2020年，在Mac中使用自研芯片；谷歌自研人工智能 ASIC芯片TPU，应用于AlphaGo系统；亚马逊拥有449名员工组成的芯片团队，自研芯片应用于亚马逊新一代Echo智能音箱产品；Facebook招募半导体研发团队，自研芯片应用其硬件产品、数据中心的服务器等。

在国内，华为依托旗下海思，研发多款麒麟系列手机SoC芯片，发布鲲鹏芯片和泰山服务器；阿里巴巴成立平头哥半导体，发布基于RISC-V的玄铁系列处理器；百度发布自主研发的首款云端全功能AI芯片“昆仑”。

回顾历史，我们发现在PC时代，x86架构催生Intel等企业；在移动互联网时代，Arm架构催生高通、联发科、Arm等企业；而如今步入 IoT 时代，普遍认为物联网与边缘计算领域可能是RISC-V发展最大的机遇。

据种丹丹的介绍，智能硬件产品对CPU应用生态、性能的依赖低于PC、手机等产品，x86、Arm架构CPU的传统优势无法完全发挥；另外，智能硬件产品对CPU的功耗、体积及成本高度敏感，部分RISC-V架构嵌入式CPU具备比同类Arm、x86架构CPU更低的功耗、更小的面积以及更低的价格。

谈及RISC-V在物联网时代的机遇，之前CSDN专访Patterson高徒、RISC-V创始团队关键学生之一、Rios 图灵奖实验室副主任——谭章熹，他也谈到相同的观点：“在新兴市场里，大家也在做全新的选择，RISC-V拥有灵活性、模块化、开放、安全的优点，会成为很多人的首选。比如在物联网领域中，由于物联网设备碎片化，需求非常多样，需要非常灵活的架构去适应它，RISC-V可以根据用户不同的需求，还可增加自己的扩展指令集，来增加扩展模块。”

 

生态发展建议

一方面是新兴市场多样化的需求，但一方面我们面临的集成电路人才缺口较大：据《中国集成电路产业人才白皮书（2018-2019年版）》数据显示，截止到2018年底，我国集成电路产业从业人员规模约为46.1万人，预计到2021年前后，全行业人才需求规模为72.2万人，这中间存在26.1万人的缺口。

且在2018年，集成电路行业的主动离职率为14.3%，集成电路行业平均月薪为11130元。

如何更好地培养和留住相关的人才？

对此，种丹丹提出几点建议：

1、加速处理器人才引进和培育工作：

（1）从揽才上，建立针对引进新兴指令集开发人才及其团队的长效激励机制；

（2）从留才上，探索多维度的人才政策，如落户等措施；

（3）从育才上，校企合作培养，鼓励芯片教学研究中理论与实践的结合。并且发挥集成电路产教融合发展和中国开放指令生态（RISC-V）联盟等的积极作用。

2、RISC-V 产业生态的建设：

（1）加强开源芯片研发支持，通过专项研发项目等支持RISC-V芯片IP核开发，提供国产芯片性能水平。

（2）企业积极参与RISC-V开源社区相关工作。

（3）鼓励产业链上下游龙头企业围绕RISC-V等新兴指令集架构形成虚拟的IDM（Integrated Device Manufacturer，整合元件制造商）联盟。

（4）RISC-V相关的产业联盟促进相关企业与高校等的合作，例如推动团体标准和技术规范体系的建设，逐步构建产业生态。

如今在武汉成立国内首个RISC-V产学研基地，而武汉作为全球大学生数量最多的城市，相信会为RISC-V生态添加更多年轻的创新力量。未来可期。

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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