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RISC-V未来的发展重心

2022-07-15 09:52:00

前不久，RISC-V International首席执行官Calista Redmond 表示，“目前我们预估市场上RISC-V核心数量突破了100亿。”根据相关统计，作为主要的竞争对手，ARM架构用了17年完成这一里程碑，而RISC-V仅用了12年，比前者快5年。Calista Redmond 预计，到2025年市场上的RISC-V核心数量将超过800亿颗。

对于RISC-V实现百亿颗目标，中国科学院计算技术研究所研究员、中国开放指令生态（RISC-V）联盟秘书长包云岗撰文写到，RISC-V生态发展呈现明显加速态势，除了超过100亿核心的出货量，还有两个很明显的趋势：出现一批瞄准高性能RISC-V的国内外企业；RISC-V软件生态在加速。

下面，我们就来看一下，在达成百亿颗目标的过程中，RISC-V现阶段的产品和应用分布情况，并顺着包云岗的思路进一步深入分析一下RISC-V未来的发展重心。

RISC-V产业分布作为全新一代精简指令集，RISC-V在AIoT时代被寄予厚望，不仅有着开源的优势，而且在设计过程中充分考虑了小型、快速、低功耗的需求。尤其是RISC-V作为后发架构，没有历史包袱，设计成本更低，可以实现模块化，且通过简单的介绍说明就能够上手。

能够完成出货100万颗的里程碑，离不开RISC-V现阶段在从CPU核、芯片、软硬件协同、开发板到应用方面的逐渐完善。

正如Flex Logix的IP销售和营销副总裁Andy Jaros所言，“开源并不是免费的。大多数公司，除非他们想在IP开发上投入大量资源，否则会从OpenFive、Andes等众多IP供应商处获得预先实现的RISC-V内核的许可。这节省了开发、验证、软件开发等时间周期。”因此，可以说RISC-V第一个关键环节就是CPU核的供应。

目前，在RISC-V领域，最知名的核心供应商当属SiFive，上述提到的OpenFive此前就是SiFive的一个业务部门，不过已经被Alphawave以2.1亿美元收购。从核心产品的丰富度来看，SiFive是最全的，产品类型包括基本款、智能型和性能款，根据SiFive总裁兼首席执行官Patrick Little此前的说法，该公司在高性能RISC-V内核方面，除了现有的P550和P650（单位面积性能比 Arm Cortex-A77更强），还会有P750和其他产品，该公司的目标是在未来3-4年的时间里，内核出货量达到100万颗。

和SiFive体量相当的是晶心科技，该公司同样拥有较为完整的RISC-V CPU IP产品组合，同时软件开发工具链、虚拟SoC平台、硬件开发平台也非常出色，能够大幅缩短SoC厂商的研发周期。在RISC-V的百万颗出货量中，晶心科技贡献很大，根据该公司的数据统计，仅仅是在2021年晶心科技的IP出货量就超过了30亿颗，这些IP的终端应用包括5G通信、人工智能加速器、蓝牙和Wi-Fi设备、云计算、游戏、物联网设备、无线网络、汽车电子、高端MCU和传感器融合等。

除了这两家，能够提供RISC-V内核的还有芯来科技、平头哥、中科院包云岗团队、Esperanto、Codasip、Cortus、Pintouge、Syntacore以及收购OpenFive的Alphawave等，这些公司都在做RISC-V内核方面的研究。

有了内核，接下来就是SoC，从目前的发展情况来看，RISC-V在MCU、DSP、FPGA、无线芯片和AI芯片等方面都有涉及。

在全球市场上，据悉目前全球前十大半导体厂商中有六个厂商都是SiFive的客户，在做相关的产品研发和设计，这样的产业巨头包括英特尔和台积电。

从国内市场来看，MCU目前是RISC-V最活跃的领域，拥有的厂商数量最多，包括启英泰伦、爱普特微电子、先楫半导体、中移芯昇、凌思微电子、沁恒微电子、兆易创新、泰凌微电子、博流智能、乐鑫科技、全志科技、晶晨半导体、飞利信、睿思芯科、时擎科技、紫光展锐、中科物栖、物奇科技、航顺电子、跃昉科技等。这和RISC-V架构的定位有关，同为RISC指令集，RISC-V率先的想法就是取代ARM，而从应用广度和开发难度来看，MCU都是一个最好的选择。

能够看到，目前RISC-V MCU方面的厂商非常多，根据爱普特微电子方面的统计数据，目前该公司在这一领域出货量和市占比都是第一，其中2021年发布的新品APT32F1023已累计出货超一亿颗。

除了MCU，也有厂商将RISC-V内核用于其他产品，比如优微科技在USB PD家族产品的控制器方面选择RISC-V内核，以用来支持增强型PD应用；而安路科技则将FPGA和RISC-V融合在一起，推出了FPSoC，助力实现视频图像接口转换和工业控制交互;中科昊芯在DSP产品中使用RISC-V内核，目前的产品类型既有定点运算DSP，也有浮点运算DSP，应用领域主要面向电机控制和宽带半导体驱动等。

RISC-V未来发展重心从终端来看，目前RISC-V在嵌入式市场已经打开了局面，产品出货在快速上量。不过，要想和ARM架构、x86架构实现三分天下，仅仅是这样还不够，目前ARM架构仍然控制着超过90%的RISC市场，x86在CISC市场的份额同样超过90%，两种架构的霸主地位还很稳固。那么，要成为真正意义上的主流架构，RISC-V还需要做到、做好哪些工作呢。

首先是要做好开源生态，Calista Redmond 表示，RISC-V要复制Linux的成功，“开放标准是关键，Linux在软件领域做到了这一点，我们正在硬件领域做到这一点。”2021年是Linux诞生30周年，很多人分析了其成功的原因，Red Hat 公司表示，Linux 之所以这么成功，是因为采用了正确的许可方式，即 GPLv2 许可，允许复制、改进、分发和要求共享更改。支撑这一许可运行的是背后完备、不发散的软件工具链，对于RISC-V则是开发工具、调试工具和测试工具等，这是生态的关键环节，目前开发者在EDA工具方面的支持明显就不如ARM机构，chisel语言往往需要经过一些处理才能生成电路。

第二个发展重心是RISC-V的开源并不能局限于指令集架构，或者停止在内核层面，也要包括模拟部件和数字接口等外围设计上，开放和透明最终会提高安全性和可信度，提升整个产业的协作能力。英国组织LowRISC就在致力于这方面的工作，提倡在一个完全协作的框架中开发硬件和软件。如果这方面不能很好地推进，RISC-V就会被开源反噬，出现不可避免的碎片化，且随着核心数量越多，问题越严重。

第三个发展重心是核心丰富度提升，目前我们看到的绝大多数RISC-V内核还集中在CPU方面，更多是用于开发MCU产品，在发展初期这无可厚非，但是相较于ARM架构下的GPU、ISP和接口IP等产品，RISC-V略显单薄了，如果长时间不改善，开发者对RISC-V的认知将会固化，将严重抑制RISC-V的开源特性。

第四个发展重心是核心和产品性能的提升，目前大部分公司的RISC-V产品规划是面向低功耗IoT市场，在更具发展潜力的数据中心、人机交互和汽车控制等高性能领域，厂商的第一选择依然是ARM架构或者x86架构产品。庆幸的是，无论是纯粹的开源RISC-V项目，还是商业RISC-V产品，都有意冲击这一市场。

而在这些重心背后，RISC-V International和各国的RISC-V联盟需要做好标准主导工作，促进各方面工作的积极发展。

后记RISC-V的开源和免费能够讲出很美好的产业故事，故事的体量也很宏大，其发展潜力是显而易见的，但是现阶段的RISC-V想做硬件领域的“Linux”，还有很多待完善的地方。

原文标题：比ARM更快！RISC-V出货量达百亿颗，未来产业重心在哪？

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审核编辑：彭静

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