邊惠宗

RISC-V架構(gòu)

4月份交流會(huì)及《邊學(xué)邊做》中我跟大家研究了AIoT以及RISC-V芯片股的機(jī)會(huì)，其中某些股成為快速翻倍的近期芯片龍頭。這兩天我又看了看RISC-V的相關(guān)資料，RISC-V未來(lái)放量趨勢(shì)明確，在后續(xù)可能還有較多的機(jī)會(huì)。

新材料和架構(gòu)是影響硬件科技行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵主題之一。目前，CPU的主流架構(gòu)都是X86和ARM架構(gòu)，這兩個(gè)架構(gòu)都非開(kāi)源模式，且在授權(quán)上存在較高壁壘。X86主宰了服務(wù)器和PC，ARM主宰了移動(dòng)領(lǐng)域。倪光南院士曾指出，開(kāi)源對(duì)ICT企業(yè)的貢獻(xiàn)率可達(dá)60%。誰(shuí)擁抱開(kāi)源，誰(shuí)就擁抱信息技術(shù)的未來(lái)。RISC-V開(kāi)源免費(fèi)，優(yōu)勢(shì)顯著。

RISC全稱叫精簡(jiǎn)指令集計(jì)算（ReducedInstruction Set Computer-RISC），和CISC（全稱復(fù)雜指令集計(jì)算，Complex Instruction Set Computer-CISC）同為CPU的兩種架構(gòu)。RISC-V是基于已建立的精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)原理的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）。“V”包含兩層意思，一是這是伯克利從RISC-I開(kāi)始設(shè)計(jì)的第五代指令集架構(gòu)，二是它代表了變化（variation）和向量（vectors）。RISC-VISA是根據(jù)開(kāi)源許可下提供，使用前不需要支付費(fèi)用。

開(kāi)源性導(dǎo)致RISC-V存在碎片化不統(tǒng)一不兼容的可能，不過(guò)，可以通過(guò)加強(qiáng)對(duì)開(kāi)源工作的整合，能夠解決好碎片化問(wèn)題。這更多的需要RISC-V基金會(huì)、聯(lián)盟的協(xié)調(diào)組織。RISC-V已獲得眾多國(guó)家支持，而中國(guó)則是RISC-V指令集陣營(yíng)的中堅(jiān)力量。早前，RISC-V Foundation的六個(gè)主要成員中有四個(gè)是中國(guó)組織：阿里巴巴、華為、RIOS Lab和中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所。目前，中國(guó)企業(yè)阿里巴巴以及小米生態(tài)鏈公司旗下的華米科技是RISC-V基金會(huì)19個(gè)白金會(huì)員之一，華為、全志科技、君正、樂(lè)鑫、芯來(lái)科技等企業(yè)和機(jī)構(gòu)亦在RISC-V基金會(huì)的金、銀和審計(jì)員隊(duì)列中。可以預(yù)見(jiàn)的是，RISC-V開(kāi)源特性有望助力中國(guó)CPU領(lǐng)域緩解“卡脖子”困境，推動(dòng)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的自立自強(qiáng)。倪光南院士認(rèn)為：未來(lái)RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領(lǐng)域形成Intel、Arm、RISC-V三分天下的格局。

AIoT物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)定制化、低功耗、低成本、靈活性的行業(yè)需求，AIoT 作為具有絕對(duì)發(fā)展前景的新興增量市場(chǎng)，為RISC-V的擴(kuò)張?zhí)峁┝穗y得的歷史機(jī)遇。尤其是若一旦英偉達(dá)成功收購(gòu)ARM公司，將會(huì)導(dǎo)致ARM被英偉達(dá)所壟斷，但相應(yīng)的這無(wú)疑會(huì)帶來(lái)RISC-V架構(gòu)的擴(kuò)張預(yù)期。RISC-V逐漸成為了推動(dòng)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的重要部分，RISC-V未來(lái)將與ARM分庭抗禮。根據(jù)分析機(jī)構(gòu)Semico Research的報(bào)告，預(yù)計(jì)到2025年，采用RISC-V架構(gòu)的芯片數(shù)量將增至624億顆，2018～2025年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)146%。

RISC-V商業(yè)化

據(jù)相關(guān)公開(kāi)資料，當(dāng)前超過(guò)百家相關(guān)企業(yè)投入產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，阿里平頭哥、芯來(lái)科技、全志科技、沁恒微等公司大力發(fā)展基于RISC-V內(nèi)核開(kāi)發(fā)的芯片、開(kāi)發(fā)板產(chǎn)品，涵蓋AIoT等各種下游應(yīng)用。比如，在中國(guó)最受關(guān)注的RISC-V產(chǎn)品包括旗下平頭哥的玄鐵、紫光展銳的 IVY882、華米科技的黃山和兆易創(chuàng)新的GD32V單片機(jī)。平頭哥的玄鐵910支持16核，性能達(dá)7.1Coremark/Mhz，可用于5G電信、AI和自動(dòng)駕駛等應(yīng)用。玄鐵的性能比主流RISC-V指令高40%，而其指令數(shù)目亦多20%。全志將基于平頭哥玄鐵處理器IP研發(fā)全新的計(jì)算芯片，該芯片將應(yīng)用于工業(yè)控制、智能家居、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。兆易創(chuàng)新發(fā)布了基于RISC-V的32位通用單片機(jī)，與其之前的32位單片機(jī)相比，性能提高了15%，功耗亦降低了25%至50%。紫光展銳推出了兩種基于RISC-V的藍(lán)牙芯片IVY5842和IVY5882，該公司將繼續(xù)探索更多有關(guān)RISC-V在5G、AI和工業(yè)中的應(yīng)用。華米科技則推出了用于可穿戴產(chǎn)品的黃山。

中國(guó)芯片整體產(chǎn)業(yè)體系加快發(fā)展，未來(lái)中國(guó)公司或會(huì)進(jìn)一步在 AIoT硬件中采用RISC-V的勢(shì)頭明顯。華泰證券研報(bào)認(rèn)為，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同并進(jìn)有望推動(dòng)RISC-V成為中國(guó)CPU領(lǐng)域突破的抓手，國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展有望獲得新機(jī)遇，商業(yè)化成果陸續(xù)推向市場(chǎng)。