（愛集微報道）已經成為處理器指令集世界第三極的RISC-V明顯有著更大的野心。RISC-V基金會執行長Calista Redmond近期對媒體表述未來願景時用了
“World domination（統治世界）”
一詞，如果仔細審視RISC-V在過去幾年的發展，會發現這並非誇大其詞。RISC-V不但在IoT市場異軍突起，移動終端、汽車、HPC等都已進入其勢力擴張範圍，著名諮詢機構德勤更是給出了2024年RISC-V市場達10億美元的預測。
現在，不但是初創公司選擇了RISC-V，大公司也在為RISC-V而著迷，這個指令集的後起之秀已經成為了技術世界的“新網紅”。
IoT世界颳起RISC-V風暴
在Arm已經牢固佔據的IoT市場，RISC-V硬是創出了一片屬於自己的天地，原因何在？
能降低晶片的開發成本是根本。大多數晶片公司，除非想在IP核開發上投入大量資源，否則都會從IP供應商處購買預先實現的IP核授權。這樣可以節省開發時間、驗證和軟體開發等成本，並獲得保證。RISC-V的IP授權模式與Arm並無本質差異，區別就在於授權費用遠低於Arm。
大筆IP授權費用對於大型的晶片可能無足輕重，但對一些成本敏感的小型晶片產品就是一個不可忽視的負擔。尤其IoT市場的主流晶片是MCU，各廠商對產品毛利方面“摳”的非常狠，採用RISC-V核心無疑是相當有吸引力的。據瞭解，效能接近的MCU核心，RISC-V的授權費用只有Arm的30%-50%左右。
“授權費較低的重要原因，就是市場上有多個供應商可供選擇，充分競爭促使了價格的下降。”一位業內人士表示。
如同Linux世界一樣，在開源的RISC-V指令集架構之上，全球多家RISC-V的IP供應商開發出了特色各異的商用IP核，使得晶片廠商有了更多的選擇。
不過，“便宜”並非RISC-V受歡迎的唯一原因。按照業內普遍的看法，如果要實現與Arm核相同的功能，首先應該選擇Arm核，因為其設計精良，經過很好的驗證，使用者採用RISC-V核心，更多的考量是想獲得更大的掌控度。
“像Arm的中低端IoT晶片IP核，現在價格已經很低了，相比RISC-V核心也有很強的競爭力，但中小廠商採用RISC-V核心之後，在軟體適配、智慧財產權保護等方面就具備了很強的掌控力。”賽昉科技產品副總裁許理表示。
IoT市場的特點是應用的多元化，需要高度定製化的算力，對處理器效能及軟體的生態依賴度較低。因此，採用RISC-V核心可讓晶片廠商快速完成低門檻、低成本的晶片設計，並可針對特定應用場景進行定製化指令設計。
啟英泰倫副總裁張來認為，RISC-V架構的自由度很高，同樣的指令集可以實現很多變化，既可以偏重於功耗，也可以強於效能，非常適應於IoT的各種細分應用。
目前，小家電、可穿戴裝置、攝像頭等是RISC-V核心最受歡迎的應用場景。這些領域多采用MCU+無線模組的高整合方案，MCU效能無需太強但要具備特色功能，價效比、靈活度更高的RISC-V核心正是不二之選。而小家電、可穿戴裝置的巨大出貨量，也使得RISC-V核心市佔率穩步提升。
生態已不是絆腳石
像X86、Arm架構一樣，RISC-V崛起的關鍵無疑是產業生態。
“RISC-V用4年的時間走完了Arm前期10年所走的道路。”許理認為RISC-V生態已經初具規模。
用以評估生態發展程度的最簡單指標就是足夠的開發者數量和工具的豐富程度，以此來衡量，RISC-V已經已進入快速發展期。
“我們公司在一直在開發晶片，建設硬體品牌，還在推動作業系統、工具鏈的開發和中介軟體的移植，透過這些工作所獲得的反饋，我們認為RISC-V的生態發展已經進入一個快車道。”許理表示。
作為後起之秀，RISC-V發展時間短，沒有架構設計上的歷史包袱，採用了先進的理念和方法，易於被當代設計者接受。並且，模組化特徵使得RISC-V具有出色的可擴充套件性，加之本身的開源屬性，已經吸引了大批開發者（包括商業和民間）投入到軟體的補充和完善當中。
開源社群在RISC-V生態的發展中起到了至關重要的作用，很多對RISC-V處理器至關重要的關鍵工具，如如工藝設計套件、設計驗證套件、實施工具，都是由開源社群所貢獻的。
許理告訴愛集微，賽昉科技硬體開發板上很多關於作業系統的工作都是由社群的開發者主動進行的，“很多開發都不是由我們公司親自推動的，這說明RISC-V在開發者心中已經獲得很高的認可度。”
RISC-V基金會也認為，開源社群開發使得VLSI（超大規模積體電路）設計的大眾化成為可能，透過開發更高階的設計描述語言和先進的開源自動化工具，將使RISC-V的功能進一步完善。
另一個支撐生態的重要基礎就是開發工具鏈，所有指令集架構都因為完備的開發工具鏈而變得無處不在。開發工具鏈一般包含編譯器、彙編器、偵錯程式等基礎工具，整合開發環境（IDE）作為一種圖形化的綜合開發工具也可以被納入其中。
RISC-V目前所具備的編譯工具（GCC+LLVM，兩大開源軟體系列）、除錯工具和整合開發環境等，已經可以支援當前晶片的開發。
不過，與Arm非常成熟的生態相比，RISC-V仍有很多要追趕的地方。
“開源工具已經做得相當不錯了，但商業化工具還是存在一些差距。”張來認為，目前RISC-V的生態沒有致命的缺陷，但是還有繼續深化的空間。
許理也持相近的觀點，“很多開發工具還需要經過更加充分的使用和最佳化，才能更符合開發者的習慣，比如像編譯器，其使用者介面還有改善空間。” 所以，工具鏈在高效性和易用性上仍需要繼續加強和提升。
RISC-V生態要進一步完善，一個繞不過的話題就是“碎片化”。由於RISC-V鼓勵晶片設計企業可以在標準指令之外定製專屬的私有擴充套件指令集，難免讓整個生態看上去不太“步調一致”。
不過，對這個問題的看法就見仁見智了。
許理認為這是一種最優的發展方式，“RISC-V主幹的指令集是大家都共同遵守的，而在細分領域，每個廠商都會根據自己的能力進行擴充套件，相當於把自己的特長與CPU技術整合起來，實現了差異化創新。”
張來則將RISC-V同Arm做了比較，“在ARM體系中，很多公司要依賴ARM核的升級演進來保持新產品的競爭優勢及領先性，而在RISC-V體系中，企業則有了更大的自主創新空間和動力。”
此外，由於存在著分散的IP供應商，避免了供應商鎖定的狀況，也讓RISC-V體系更受到廣泛的歡迎。
征服更大的世界
IoT只是RISC-V的起點。
“主流的開發工具已經開始支援，效能上RISC-V核心跟Arm核心也比較接近，即使在安全性上面，RISC-V晶片也並不落後，因為也能透過同樣的安全認證，基本的發展障礙已經不存在了。”梁佳毅認為RISC-V已經做好拓展應用邊界的準備。
據市調公司Semico Research的預測，到2027年，市場上將有250億個基於RISC-V的AI SoC，預計同年收入為2910億美元。並且，未來5年內RISC-V將在許多關鍵行業實現增長，包括低端智慧手機增長57。2%，5G基礎設施增長112。3%，資料中心增長68。9%，PC和遊戲機增長78%，蜂窩基礎設施增長313。8%，消費者物聯網預期增長85。2%。
Semico Research認為，這些不同細分市場的增長代表了RISC-V驅動的AI SoC作為加速器和/或主要CPU，將和需要CPU功能的系統緊密結合。
傳統指令集架構之間的邊界正在變得模糊，而隨著對特定領域加速器的需求越來越多，需要新的SoC設計以滿足所需工作負載的需求。RISC-V 具有極簡的基本指令集並提供自定義擴充套件，最適合建立特殊加速器。比如，Nvidia多年來一直將RISC-V用於小核心和控制器核心，以實現GPU或AI之外的其他所有功能。Intel也計劃開發自己的首款RISC-V架構處理器，將使用SiFive的RISC-V核心，整合到自己最新款的7nm Horse Creek處理器平臺中。
RISC-V基金會也認同這種融合趨勢。Calista Redmond認為科技公司將越來越多地將 RISC-V、x86 和 Arm 視為同一工具箱中的工具，這將導致在裝置和IT基礎設施中同時使用多種指令集架構。
不過，RISC-V並不滿足於只做加速器這樣的配角，而是希望成為資料中心、邊緣計算、汽車等應用的核心處理器。
這個願景在邊緣計算中實現的最快，“很多廠商用RISC-V加AI技術做出了邊緣計算盒子產品，裡面執行的是特定的作業系統與應用程式，無需去做廣泛的適配，能充分發揮RISC-V的特性。”許理表示。
相比之下，進入資料中心則是一個終極挑戰。理論上，RISC-V具有模組化、可擴充套件等特性以及向量、DSP等專用指令，有機會成為資料中心等大型計算平臺專業場景的極佳解決方案。並且，谷歌等大型科技公司正在開展自己的RISC-V專案。但是，要以主處理器的身份進入資料中心，依然阻礙重重。
從晶片本身來講，資料中心主處理器的效能、可靠性要求非常高，而目前還沒有商業化的高效能RISC-V CPU晶片應用在資料中心的案例。同時，處理器也只是SoC的一小部分，RISC-V核心還要處理好與記憶體控制器和各種匯流排的適配工作。即便解決了晶片本身的問題，還需要得到各種軟體，特別是大型作業系統的支援，並補齊計算庫的缺失。
不過，RISC-V的處境要優於當年的Arm，在RISC-V基金會和各大科技公司的推動下，未來三四年內將有望看到基於RISC-V ISA的主流資料中心應用處理器。
在汽車領域，RISC-V也取得了不錯的成績，從ASIL-D安全等級控制器和安全協處理器，人工智慧加速器，基於氮化鎵功率半導體的先進電動汽車電池充電器控制器，都可以看見其身影。據德勤預測，RISC-V晶片在汽車市場的出貨量有望在2025年將達到29億個。
不僅如此，RISC-V還將站上自動駕駛的舞臺。在2022年初舉辦的CES上，Mobileye公司釋出採用12個RISC-V核心的EyeQ Ultra晶片，並使用了Arm GPU 和DSP，旨在為汽車帶來Level 4級別的自動駕駛能力。這枚晶片的誕生，也從側面證明了RISC-V完全可以勝任自動駕駛這種最前沿的應用場景。
綜合在應用場景的表現，可以看出，
RISC-V將要征服全世界，這真不是一句玩笑。