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[導讀]據(jù)悉美國創(chuàng)立不久的SiFive公司研發(fā)的RISC-V架構(gòu)核心獲得了美國宇航局(NASA)的認可,這對于中國正力推的RISC-V架構(gòu)無疑是又一針強心劑,而對于ARM來說則是又一記重拳。

據(jù)悉美國創(chuàng)立不久的SiFive公司研發(fā)的RISC-V架構(gòu)核心獲得了美國宇航局(NASA)的認可,這對于中國正力推的RISC-V架構(gòu)無疑是又一針強心劑,而對于ARM來說則是又一記重拳。

據(jù)悉SiFive公司研發(fā)的RISC-V架構(gòu)核心被NASA認為具有高可靠性、低功耗、高容錯率等特點,比ARM架構(gòu)更優(yōu)秀,這體現(xiàn)RISC-V架構(gòu)的優(yōu)秀,如此將有助于推動RISC-V架構(gòu)進一步獲得全球芯片行業(yè)的認可。

RISC-V架構(gòu)誕生于2010年,不過在頭幾年這個架構(gòu)一直不瘟不火,直到2018年中國芯片行業(yè)開始關(guān)注RISC-V架構(gòu),到2019年華為由于眾所周知的原因無法獲得ARM的授權(quán),中國芯片開始全力投入RISC-V陣營,至今RISC-V的19個高級成員就有12家是中國芯片企業(yè)。

自那時候起,RISC-V開始進入飛速發(fā)展階段,尤其是以阿里平頭哥為首的國產(chǎn)芯片企業(yè)為RISC-V的發(fā)展做出了巨大的貢獻,據(jù)稱阿里平頭哥開發(fā)的RISC-V架構(gòu)芯片玄鐵910自推出以來,通過向國內(nèi)芯片企業(yè)授權(quán),已出貨超過30億顆,在中國芯片的力推下,RISC-V架構(gòu)芯片僅花了12年時間就出貨100億顆,比ARM當年實現(xiàn)100億顆芯片出貨量提前7年。

阿里平頭哥和國內(nèi)芯片企業(yè)基于RISC-V架構(gòu)研發(fā)的芯片被廣泛用于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),由此RISC-V架構(gòu)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)站穩(wěn)了腳跟,逐漸形成了RISC-V占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)芯片市場,ARM壟斷移動芯片市場,Intel則在PC處理器和服務器芯片市場居于主導地位的三足鼎立之勢。

RISC-V獲得中國芯片的青睞在于它屬于全新架構(gòu),這就意味著歐美企業(yè)都未能獲得優(yōu)勢的專利,中國芯片基于RISC-V架構(gòu)開發(fā)芯片將不受歐美企業(yè)限制,這與ARM因為美國企業(yè)貢獻了太多專利,導致ARM一直受制于美國有很大差異。

RISC-V從一開始就定位為開放架構(gòu),任何企業(yè)、個人都可以基于RISC-V開發(fā)芯片,它的授權(quán)費幾乎為零,這對于剛創(chuàng)業(yè)不久的中國芯片企業(yè)非常合適,可以大幅降低開發(fā)芯片的難度,而ARM架構(gòu)的授權(quán)費雖然已很低,但是開發(fā)芯片加上流片費用首期可能要千萬美元,這是許多創(chuàng)業(yè)芯片企業(yè)無法承受的。

當然RISC-V架構(gòu)自身也足夠優(yōu)秀,RISC-V的開創(chuàng)者就是希望開發(fā)一個可以用成熟工藝生產(chǎn)出性能更強的芯片,同時進一步降低功耗,基于這一理念,RISC-V的核心架構(gòu)比ARM更簡潔、效率更高,從SiFive公司和中國芯片基于RISC-V開發(fā)的芯片來看也證明了這一點。

到如今連最看重穩(wěn)定性、可靠性的NASA也選擇RISC-V架構(gòu),無疑證明了RISC-V架構(gòu)確實足夠優(yōu)秀,這將進一步加速RISC-V架構(gòu)在全球的發(fā)展。

在國內(nèi)半導體生態(tài)發(fā)展進程中,越在產(chǎn)業(yè)鏈上游,相比海外市場的成熟度越弱些,挖掘相比之下較新的技術(shù)路線,正是其中一個成長機會點。

目前市場上大規(guī)模主流應用的芯片架構(gòu)中,服務器市場霸主X86架構(gòu)以英特爾和AMD為主導;Arm架構(gòu)在移動終端市場占據(jù)超過95%份額,此前被英偉達收購未果后尋求獨立上市。

但這兩大架構(gòu)都以海外廠商為主導,尋求一個相對獨立且開源的芯片架構(gòu),將對自主生態(tài)發(fā)展帶來重大意義,RISC-V就是這樣一種新架構(gòu)。

但由于起步晚于前述兩大芯片架構(gòu),RISC-V在生態(tài)方面還遠沒有達到成熟的地步。不過近些年來,各個國家都在積極對RISC-V投入研發(fā),國內(nèi)目前多在物聯(lián)網(wǎng)場景積極推進,一些高端RISC-V架構(gòu)CPU芯片也在陸續(xù)探索,產(chǎn)業(yè)角色面對汽車物聯(lián)等場景也在探索應用落地。

近日舉行的第十二屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇期間,躍昉科技產(chǎn)品總監(jiān)李濤介紹道,公司聚焦面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景的SoC產(chǎn)品,主要希冀解決包括目前主流架構(gòu)存在一定環(huán)境風險、面臨相對高昂的授權(quán)費用、功能同質(zhì)化等典型問題。據(jù)介紹,去年第四季度該公司已成功流片業(yè)界首款Full Mask(全掩膜流片)的RISC-V架構(gòu)高端應用處理器NB2。

頭豹研究院TMT行業(yè)分析師陳文廣告訴21世紀經(jīng)濟報道記者,基于RISC-V功能上的優(yōu)勢且暫無一家企業(yè)占領(lǐng)主導地位,預判其先基于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,但隨著配套軟件等生態(tài)圈不斷完善,RISC-V有望逐步進入PC、智能網(wǎng)聯(lián)車等領(lǐng)域,并成為世界主流CPU之一。

從源頭來說,Arm架構(gòu)也屬于一種基于RISC(精簡指令集計算)原理建立的架構(gòu),這是其相對更適合應用在移動終端市場的原因之一。

顧名思義,RISC-V是第五代基于RISC的CPU指令集架構(gòu),2010年由美國加州大學伯克利分校計算機科學部門發(fā)明。這是一個免費、開放的架構(gòu),用戶基于該架構(gòu)進行產(chǎn)品設(shè)計和拓展后,可自主選擇是否公開發(fā)行、如何商業(yè)運營等。

相比前述兩大已經(jīng)商用多年的架構(gòu),RISC-V目前相對主要被應用在物聯(lián)網(wǎng)市場,且高端處理器產(chǎn)品偏少。

頭豹研究院TMT行業(yè)分析師陳文廣向記者分析,因為RISC-V架構(gòu)簡單、易于移植,具備設(shè)計成本低的特點,此外還有低功耗、體積小等優(yōu)勢,這些滿足了物聯(lián)網(wǎng)時代對芯片的需求。

具體來說,物聯(lián)網(wǎng)對芯片、應用市場有高成本敏感性。RSIC-V開源免費及輕量化架構(gòu)優(yōu)勢可降低芯片的研發(fā)、應用成本,高度契合物聯(lián)網(wǎng)碎片化特征。而RISC-V的模塊化靈活設(shè)計有助于芯片研發(fā)人員對指令集進行定制化擴展、修改等,可滿足物聯(lián)網(wǎng)的差異化需求。

此外,相比市場主流X86和Arm指令集具有豐富完整的生態(tài)體系,但物聯(lián)網(wǎng)的碎片化特征,令RISC-V應用于物聯(lián)網(wǎng)可弱化其在生態(tài)系統(tǒng)成熟度上的劣勢。

在芯片的研發(fā)和設(shè)計方面,我國一直十分依賴歐美國家的芯片架構(gòu)。但隨著國產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展,國產(chǎn)芯片已經(jīng)取得了顯著進展,半導體產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展。關(guān)于“準國產(chǎn)芯”的研發(fā),中科院頻頻傳來好消息。在上??萍即髮W展開的首屆RISC-V峰會上,中科院大學教授包云崗推出了“香山”,這是首個國產(chǎn)開源高性能RISC-V處理器的核心部分,意味著“準國產(chǎn)芯”即將出現(xiàn)在大眾面前。

“雁棲湖”還需要優(yōu)化,“香山”與國產(chǎn)企業(yè)進行合作

在RISC-V架構(gòu)的基礎(chǔ)上,設(shè)計一個不僅可以應用在工業(yè)界,而且可以支持學術(shù)界創(chuàng)新理念的存活時間可長達30年的處理器,這是中科院研發(fā)“香山”的主要目的。根據(jù)公開資料顯示,“湖”是香山處理器的架構(gòu)代號,第一版香山架構(gòu)的名稱是“雁棲湖”,這是為了紀念“創(chuàng)始人”中科院大學而命名的。

在中科院的努力研發(fā)之下,“雁棲湖”的頻率達到了1.3GHz,今年有望基于臺積電的28nm芯片工藝流片。第二版香山架構(gòu)的名稱是“南湖”,理想的頻率達到了2GHz,目標是基于中芯國際的14nm芯片工藝流片。

與“雁棲湖”架構(gòu)實力不相上下的是ARM公司的A72或A73架構(gòu),在發(fā)射寬度上,“雁棲湖”基本與ARM公司的部分高端處理器核處于同一水平。不過,“雁棲湖”架構(gòu)依然需要繼續(xù)升級優(yōu)化。值得一提的是,“香山”使用的處理器是完全開源的RISC-V,目前已經(jīng)與大部分國產(chǎn)企業(yè)展開了密切的合作,包括字節(jié)跳動、優(yōu)矽科技公司、ESWIN等,通過強強聯(lián)手共同推進國產(chǎn)架構(gòu)的開發(fā)設(shè)計。

避開美國技術(shù)的限制,實現(xiàn)“準國產(chǎn)芯”目標

關(guān)于RISC-V處理器成功避開美國技術(shù),成為“準國產(chǎn)芯”的處理器問題,主要是因為以下兩個原因。

其一: RISC-V架構(gòu)是完全面向大眾開放的,用戶不需要支付任何授權(quán)費用,這個特點讓RISC-V架構(gòu)顯得與眾不同,并且突破了芯片市場的壁壘。

其二: 基于RISC-V架構(gòu),開發(fā)者可以自行更改源代碼,不會受到任何因素的限制,這個特點讓RISC-V架構(gòu)擁有更多可能性。

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