4年130家!與ARM和x86瘋狂掐架,RISC-V“出圈”穩(wěn)了?
比起ARM和x86,RISC-V更需要中國(guó)。
從2018年7月,上海市經(jīng)信委正式發(fā)布國(guó)內(nèi)第一個(gè)和RISC-V相關(guān)的扶持政策開(kāi)始,RISC-V這一開(kāi)源指令集就已經(jīng)受到中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)注。同年9月,以紫光展銳、華大、君正、復(fù)旦、交大、電子科大、中國(guó)科大、華芯投資上海分公司等代表的60多家企業(yè)及機(jī)構(gòu)也正式宣布加入中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,并在10月17日,召開(kāi)了中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式成立大會(huì)。而據(jù)日前RISC-V中國(guó)峰會(huì)給出的數(shù)據(jù),截止到2021年6月21日,中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共有了130家會(huì)員單位。
4年130家會(huì)員單位,對(duì)于中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)算是不小的成就。但從速度上來(lái)看還是稍顯遲滯,相對(duì)來(lái)講,中國(guó)對(duì)RISC-V的反應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于印度、俄羅斯甚至歐洲,這與國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)年積累下來(lái)的產(chǎn)業(yè)“包袱”有莫大的關(guān)系。
不過(guò),時(shí)至今日,中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界也已經(jīng)出現(xiàn)了多款RISC-V相關(guān)的解決方案,如平頭哥玄鐵系列核、平頭哥無(wú)劍平臺(tái)、全志D1開(kāi)發(fā)板、芯萊系列處理器核、優(yōu)矽渭河系列核、兆易創(chuàng)新MCU、華米可穿戴設(shè)備AI芯片、RIOS開(kāi)發(fā)板PicoRIO、上海交大蓬萊安全架構(gòu)、卡姆派樂(lè)IDE等。
況且,如今的RISC-V生態(tài)還在不斷完善,越來(lái)越多的全球半導(dǎo)體大廠也都開(kāi)始押寶RISC-V,試圖借助其開(kāi)源和可擴(kuò)展、定制化特性實(shí)現(xiàn)更大的產(chǎn)品差異化。這也使得RISC-V的市場(chǎng)前景備受看好,據(jù)Semico預(yù)測(cè),2025年全球RISC-V出貨量將超過(guò)600億顆;且據(jù)Ark Invest預(yù)測(cè)在2030年,RISC-V在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)也將有一席之地。這似乎已經(jīng)意味著,RISC-V的“出圈兒”穩(wěn)了?
“自研”芯片時(shí)代來(lái)臨 架構(gòu)創(chuàng)新成“重頭戲”
從各路芯片巨頭的動(dòng)向來(lái)看,如今依靠工藝技術(shù)來(lái)推動(dòng)芯片發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)終結(jié),芯片架構(gòu)創(chuàng)新時(shí)代來(lái)臨。如今的芯片市場(chǎng),越來(lái)越呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì),無(wú)論是5G、AIoT衍生下的眾多應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中,每一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景都能夠養(yǎng)活一款或多款芯片。以蘋(píng)果為例,蘋(píng)果在自研芯片之后,其毛利是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的兩到三倍,凈利也達(dá)到了更高的水平。除此之外,谷歌也是通過(guò)自研芯片獲得了解放,比如谷歌自己研發(fā)了GPU來(lái)做芯片,同時(shí)也從英偉達(dá)方采購(gòu)芯片,但這兩種路徑對(duì)比下來(lái),谷歌自研所耗費(fèi)的成本只有購(gòu)買(mǎi)所花成本的40%,所以自研芯片可以給公司帶來(lái)巨大利益。這也是為何現(xiàn)在如此多的車(chē)廠,以及為數(shù)眾多的數(shù)據(jù)中心技術(shù)服務(wù)公司紛紛轉(zhuǎn)型自研芯片的關(guān)鍵原因。
賽昉科技CEO徐滔告訴記者:“如今已經(jīng)到了架構(gòu)決定芯片成敗的時(shí)代,而選擇RISC-V就是選擇創(chuàng)新的自由,包括商業(yè)上的開(kāi)源自由,開(kāi)源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是零成本,低成本,開(kāi)源意味著技術(shù)的草根化,意味著社區(qū)的繁榮,同時(shí)還意味著各家公司在共同的基礎(chǔ)上做自己的競(jìng)爭(zhēng)力和自己的差異化;同時(shí)也包括技術(shù)上的自由,RISC-V并沒(méi)有采取ARM和x86的開(kāi)發(fā)模式,指令集是模塊化的,后來(lái)者可以按照自己的需求對(duì)指令集進(jìn)行排列組合,在自己的行業(yè)當(dāng)中進(jìn)行最佳的設(shè)計(jì),這也是RISC-V真正的魅力所在?!?/p>
賽昉科技CEO徐滔
因此,隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展,RISC-V處理器將成為未來(lái)SoC IP庫(kù)的標(biāo)配,特別是在中低端的應(yīng)用場(chǎng)景,徐滔告訴記者:“可以想象在如IoT、MCU、連接、安全、嵌入式處理器以及AP等多種應(yīng)用場(chǎng)景將出現(xiàn)很多的RISC-V處理器;同時(shí),RISC-V也將使得DSA特定領(lǐng)域架構(gòu)迎來(lái)春天,越來(lái)越多的商業(yè)公司可以做自己的定制指令集,可以做自己的排列組合,選取基礎(chǔ)指令集和擴(kuò)展指令集,加上定制化的指令集,RISC-V賦能了整個(gè)業(yè)界來(lái)進(jìn)行多種DSA的設(shè)計(jì),DSA設(shè)計(jì)將迎來(lái)繁榮時(shí)代;除此之外,RISC-V的應(yīng)用場(chǎng)景很多,開(kāi)發(fā)快捷、成本低、編程快速且迭代快,RISC-V能夠促進(jìn)軟件和硬件相互優(yōu)化,深度綁定,給系統(tǒng)和芯片的結(jié)合帶來(lái)新紀(jì)元。就好比目前市面上最成功的芯片——蘋(píng)果的M1,即便這款芯片本身看上去不怎么樣,但它在市場(chǎng)上運(yùn)營(yíng)的非常好,是典型的軟件和硬件相互綁定,深度優(yōu)化,為應(yīng)用做定制的案例。”
順著這一波潮流,RISC-V也將有望成為數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的一大主導(dǎo)陣營(yíng)。據(jù)Ark Invest的預(yù)測(cè),到2030年,ARM/RISC-V為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器將由2020年的0%增加至2030年的71%的市場(chǎng)份額,ARM/RISC-V將成為低成本計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)。
2030年,ARM/RISC-V可能成為新的處理器標(biāo)準(zhǔn),收入可擴(kuò)大100倍。在云行業(yè)中取代x86,2030年ARM/RISC-V年增速為45%,達(dá)到190億美元的CPU收入和1000億美元的服務(wù)器收入。ARM/RISC-V有非常大的增長(zhǎng)空間,x86如今在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的份額是92%,到2030年由于ARM和RISC-V的影響將會(huì)降到30%以下,ARM/RISC-V的處理器將成為低成本計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn),到2030年服務(wù)器市場(chǎng)將達(dá)到1500億到1600億美金的規(guī)模,如果ARM加上RISC-V有70%的占比,市場(chǎng)前景非??捎^。徐滔認(rèn)為:“從服務(wù)器/數(shù)據(jù)中心的角度來(lái)看,ARM雖然比RISC-V要早幾年,但實(shí)際上還在同一個(gè)起跑線上,從這個(gè)角度來(lái)講,RISC-V大有可為。”
英特爾向SiFive,英偉達(dá)向Arm 如何影響中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)?
縱然RISC-V優(yōu)勢(shì)眾多,但不可否認(rèn)的是,如今的x86和ARM既不自主也不可控,但是生態(tài)卻很繁榮,當(dāng)前的RISC-V顯然難以匹敵。但這兩大陣營(yíng),如今也開(kāi)始出現(xiàn)互相對(duì)抗的局面,盡管英特爾的營(yíng)收是英偉達(dá)的7倍,但市值卻只是英偉達(dá)的一半。因此,力不從心的英特爾為了尋求新的突破,妄圖利用RISC-V來(lái)對(duì)抗可能收購(gòu)Arm的英偉達(dá),打算將RISC-V領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊Si-Five納入麾下。
復(fù)旦微電子集團(tuán)總工程師沈磊
針對(duì)英特爾收購(gòu)SiFive這一事件,復(fù)旦微電子集團(tuán)總工程師沈磊認(rèn)為:“英特爾也是看到了技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。如今,做云端計(jì)算的公司,有了CPU技術(shù)的加持之后,更容易由云側(cè)向邊、端側(cè)延伸。如果英特爾拿下SiFive之后,就能夠形成一個(gè)完整的AIoT的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈,對(duì)它整個(gè)生態(tài)的發(fā)展是非常有利的。同時(shí),也可以看到,如今的芯片開(kāi)發(fā)都在逐步向系統(tǒng)級(jí)邁進(jìn),發(fā)展到今天這個(gè)時(shí)代,技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的邊界已經(jīng)不是那么清晰了,更講求的是融合,只有融合合作才能做大做強(qiáng)?!?/p>
相比英特爾收購(gòu)SiFive,英偉達(dá)能否成功并購(gòu)ARM可能更有看頭,畢竟這筆并購(gòu)將對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)乃至全球都產(chǎn)生巨大的影響。沈磊表示:“英偉達(dá)成功收購(gòu)ARM的話,ARM的中立地位就會(huì)受到影響,嵌入式內(nèi)核如今基本都是ARM的核,但一旦被收購(gòu),它的中立性就會(huì)受到質(zhì)疑,這個(gè)時(shí)候行業(yè)關(guān)注RISC-V的就會(huì)越來(lái)越多。畢竟ARM多年來(lái)對(duì)業(yè)界是有很大幫助的,因?yàn)橛辛薃RM,才使得嵌入式的系統(tǒng)能夠得到快速發(fā)展,特別在低功耗方面能夠得到很大支持,x86以前最大的詬病就是功耗高,難以降低,所以說(shuō)x86做嵌入式是有問(wèn)題的。因?yàn)橛辛薃RM以后,X86也在不斷的在功耗方面進(jìn)行優(yōu)化提升。今天有了RISC-V,也有了眾多RISC-V做IP的公司,能夠在性能上,在商業(yè)模式上給業(yè)界帶來(lái)更多靈活的選擇,有競(jìng)爭(zhēng)才會(huì)有進(jìn)步。但總體來(lái)說(shuō),英偉達(dá)收購(gòu)ARM對(duì)于RISC-V還是有較大的推進(jìn)作用的,使得我們能夠更加關(guān)注一個(gè)具有中立性質(zhì)的指令集為大眾所用。而且,這樣一來(lái),我們也有了多一個(gè)備份,一旦ARM被收購(gòu)了,我們可以選擇RISC-V這個(gè)中立的架構(gòu),至少對(duì)于選擇方案是有很大幫助的?!?/p>
芯萊科技執(zhí)行總裁彭劍英
芯萊科技執(zhí)行總裁彭劍英也從競(jìng)爭(zhēng)的角度分析到:“英特爾是希望從上往下,ARM也是希望能夠從下往上,大家慢慢的在互相滲透。因此對(duì)于英偉達(dá)來(lái)講,收購(gòu)ARM是希望能夠在更多的產(chǎn)品端和ARM架構(gòu)上做更深入的綁定和合作,讓自己成為一家更偉大的公司。其實(shí)國(guó)內(nèi)現(xiàn)在有很多公司,他們的目標(biāo)就是英偉達(dá),如果英偉達(dá)成功將ARM納入麾下,國(guó)內(nèi)很多GPU或DPU領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司想要達(dá)到英偉達(dá)高度的目標(biāo)會(huì)變得非常非常困難。至少目前來(lái)講,RISC-V在市場(chǎng)上還占據(jù)很小的比例,大家用的大多都是ARM,但這個(gè)收購(gòu)會(huì)觸動(dòng)業(yè)界的神經(jīng),從商業(yè)收購(gòu)上來(lái)講,400億美金的價(jià)格對(duì)ARM來(lái)說(shuō)是不可拒絕的offer。對(duì)國(guó)內(nèi)公司來(lái)講,如果失去ARM這樣一個(gè)中立的選擇,我們可能會(huì)更多的選擇RISC-V,來(lái)推進(jìn)這個(gè)架構(gòu)成為主流?!?/p>
軟硬件深度綁定環(huán)境下 RISC-V中國(guó)化該怎么走?
軟硬件深度綁定帶來(lái)的市場(chǎng)效應(yīng)可謂尤其巨大,英特爾x86借助與微軟Windows的深度綁定,迎來(lái)了繁榮的PC時(shí)代,這也讓英特爾憑借電腦芯片賺的盆滿缽滿,一躍成為全球PC芯片巨鱷。與英特爾的發(fā)展路徑類(lèi)似,ARM和安卓的深度綁定,同樣也讓Arm成為移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的翹楚,將ARM生態(tài)一舉帶向繁榮,從而在智能移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代制霸一方。
那么,RISC-V是否也會(huì)遵循同樣的路線?紅帽軟件高級(jí)軟件工程師傅煒認(rèn)為:“RISC-V是一個(gè)開(kāi)源的架構(gòu),不會(huì)說(shuō)是局限于某個(gè)操作系統(tǒng),選擇某個(gè)操作系統(tǒng)其實(shí)是根據(jù)場(chǎng)景來(lái)確定的。比如說(shuō)在國(guó)內(nèi)賣(mài)平板電腦,電視或者筆記本之類(lèi)的,那么鴻蒙確實(shí)是個(gè)比較好的選擇,因?yàn)轼櫭勺园l(fā)布以來(lái)很多方面都做的很好,交互式做的確實(shí)不錯(cuò)。對(duì)于RISC-V來(lái)講,如果僅限于某個(gè)操作系統(tǒng)的話,就失去了中立和開(kāi)源的優(yōu)勢(shì)了,在國(guó)內(nèi)IoT方面的話,RT-Thread其實(shí)做的也是比較好的,這個(gè)系統(tǒng)在IoT也是非常合適的,如果想做更小的一些IoT終端設(shè)備的話,其實(shí)FreeRTOS也是一個(gè)很好的選擇。所以,還是看具體的場(chǎng)景。”根據(jù)不同的場(chǎng)景和應(yīng)用,來(lái)契合不同的系統(tǒng),是RISC-V在新的AIoT時(shí)代的靈活打法。
而中國(guó)作為全球AIoT最大市場(chǎng),也將為RISC-V的發(fā)展提供繁榮穩(wěn)定的基礎(chǔ)。但RISC-V的生態(tài)想要在中國(guó)開(kāi)枝散葉,也少不了一眾企業(yè)的抱團(tuán)支持,開(kāi)源芯片基地CEO/研究院院長(zhǎng)郭晶告訴記者:“基于RISC-V本身的架構(gòu)優(yōu)勢(shì),對(duì)于芯片的定制門(mén)檻會(huì)非常低,所以這些Linux的分支系統(tǒng)的支持力度都會(huì)非常高。但同時(shí),也提出了一個(gè)更大的挑戰(zhàn),因?yàn)楝F(xiàn)在也面臨著更多的Linux分支操作系統(tǒng),因?yàn)樾酒ㄖ崎T(mén)檻相對(duì)更低,所以指令集和擴(kuò)展指令集會(huì)變得越來(lái)越碎片化,所以碎片化將是整個(gè)RISC-V整個(gè)生態(tài)當(dāng)中更嚴(yán)重的需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)困難。為此,我們既需要把開(kāi)源生態(tài)的碎片化問(wèn)題承擔(dān)起來(lái),希望能集合更多的多元化的芯片公司和操作系統(tǒng)公司以及工具鏈的公司一起來(lái)去面對(duì)一些共同的問(wèn)題,在RISC-V的碎片化上建立一個(gè)協(xié)同化的機(jī)制?!比绱耍拍芊€(wěn)步推進(jìn)RISC-V的中國(guó)化。
小結(jié):
隨著芯片自研漸成大勢(shì),開(kāi)源、可定制且靈活性強(qiáng)的RISC-V必將成為未來(lái)大量半導(dǎo)體芯片公司的主流選擇,這也將為當(dāng)前勢(shì)單力薄的RISC-V貢獻(xiàn)龐大的群眾基礎(chǔ),成為能與x86和ARM分庭抗禮的指令集陣營(yíng)。即便英偉達(dá)如今大有信心收購(gòu)Arm,將這一陣營(yíng)納入麾下,但Arm一旦失去中立地位反而也將促進(jìn)RISC-V成為絕大多數(shù)中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的首選,對(duì)于RISC-V的中國(guó)化來(lái)說(shuō)算是大有裨益。不過(guò),RISC-V的中國(guó)化,未來(lái)依舊面臨如碎片化這類(lèi)短時(shí)間內(nèi)難以解決的問(wèn)題,需要國(guó)內(nèi)多元化的芯片公司、系統(tǒng)公司甚至工具鏈公司協(xié)同配合,逐個(gè)擊破,才能逐漸成就一個(gè)完整的RISC-V國(guó)產(chǎn)化盛世。
