【芯视野】距离与Arm一较高下,RISC-V还有多远的路要走?

集微网消息 处理器内核领域已经被x86和Arm架构“统治”了太长时间,对自主可控孜孜以求的中国半导体人一直在寻找突围机会,从龙芯MIPS架构到申威Alpha架构,努力始终不曾停止。而中美贸易摩擦的爆发,尤其是华为禁令事件的发生,让一切忽然之间变得更加迫切起来。在此背景下,RISC-V带着中国“芯”自主可控的希望火遍全网。

然而,与后发优势、精简、模块化、易实现、自定制指令扩展等预示着RISC-V未来前途无量描述同时进入人们视野的,是软硬件生态不足、缺乏商业成功产品等不利现状。那么,抛开复杂的外力影响,仅从现有差距来看,RISC-V距离与Arm一较高下还有多远?有志于利用RISC-V架构实现变道超车的玩家又该从何处入手进行突破?

全面“争锋”可能还需5-10年

从1978年英特尔8086诞生至今,x86架构已经年过不惑。从1985年Arm1 Sample问世计算,Arm架构也已走过35年光阴。与它们相比,始于2010年的RISC-V年轻太多,也稚嫩太多。据分析机构Semico Research预测,到2025年,市场将总共消费624亿个RISC-V CPU核心。而据Arm官方数据,截至2019年10月,Arm核的出货量已经超过1500亿。

尤其是,在高端主控和高性能服务器CPU还没有应用范围广的成品。也就是说,在诸如高端工业控制处理器、手机处理器、平板处理器、桌面级别CPU、服务器级别CPU等高端领域,还没有基于RISC-V的通用型芯片。

“X86垄断、ARM太贵、RISC-V未来可堪大用”是RISC-V中国联盟理事长倪光南的观点,但距离那个“未来”显然还有点距离。

RISC-V基金会官网显示,目前该基金会有超过325个成员单位。RISC-V 基金会执行董事 Calista Redmond在集微网此前的采访中提到,在中国该基金会有30位成员。而据Arm中国官方数据,目前Arm在中国市场已拥有超过200家芯片设计类客户,95%的中国芯片设计公司都推出了基于Arm架构的芯片。

核芯互联科技有限公司总经理胡康桥对集微网记者表示:“当设计RISC-V芯片的厂家数量跟Arm在同一个数量级的时候,才意味着生态可以跟Arm PK了。”如果要说距离那个“未来”的具体时间的话,他估计需要5-10年。

从应用角度来看,只有基于RISC-V架构的高性能移动终端或PC、服务器大范围投入市场,并能运行Andriod、Windows等操作系统,且有大量开发人员围绕在其中之际,RISC-V架构才具备与Arm争锋之力。

生态仍处起步阶段

从现实来看,RISC-V目前最大的短板在于基于这一架构的生态发展还处于初级阶段。

生态是个很庞大的概念,所谓RISC-V的生态包括开放架构标准、硬件生态、工具链软件生态、应用软件生态等内容。其中,硬件生态包括开源内核IP、开源SoC、商业IP等;工具链软件生态包括编译器、汇编器、链接器、调试器等开源工具链和商业工具链;应用软件生态就是操作系统、开发环境、应用软件等。

在这张RISC-V生态“拼图”上,除了最核心的开放架构标准,其余都需要从业者去完善。虽然正在完善这张“拼图”的玩家尚有一些,如赛昉(SiFive)中国、芯来科技、平头哥、台湾晶心科技(Andes)等,但整体而言生态发展还在起步阶段,这对于RISC-V产品的研发、推广是极为不利的。

即使是不考虑自己开发IP核和工具链,就基于开源IP、工具链的基础上做RISC-V芯片,生态不成熟的影响也是巨大的。在胡康桥看来,生态最重要的作用就是能让用户“快速上手”,比如参考设计等,即向智能门锁、手表、手环、电机控制、平衡车控制等特定市场打造的软硬件方案。

他举例说:“比如我们向客户推广的时候,客户可能第一时间就会问有没有参考方案。对于客户来说有了参考方案,只需要略微修改就可以定制出自己的方案。”没有参考设计,合作很难深入谈下去,但目前而言,拿出参考方案并不容易。

好消息是RISC-V的生态已在逐渐完善。使用RISC-V架构设计芯片的企业越来越多,从硬件IP到软件工具链,再到操作系统以及开发环境,都为设计企业带来了更多的选择,既有免费的开源版本,也有稳定高效的商业版本。并且由于软硬部分都是基于同一套体系架构标准,所以国内外很多公司和组织的技术演进、合作创新都在不断促进生态的完善

高端定制化专用芯片突围

尽管差距很大,但机会同样是存在的。而且,机会并不在于RISC-V最为人津津乐道的特点——开源上,而在于自主定制

开源或闭源并不是一个改变竞争格局的关键因素,商业上的成功才是。对于RISC-V和Arm来说,RISC-V的开源特性可以为开发节省一部分经费,如果把省掉的经费反哺给商家,就是一大优势。但如果由于生态不成熟等原因,导致商家后续需要更多投入,那RISC-V的价格优势就不再是优势了。

而目前通用产品市场已大都被x86和Arm占领,短期内很难杀入这个血海。因此,胡康桥表示,短期内核芯互联并不打算继续在通用型芯片上着力,为了避免低端同质化竞争等问题,核芯互联关于RISC-V的规划是往高端定制化专用型芯片发展,用自己的方式去弥补RISC-V的一些缺陷

具体而言,胡康桥认为:“RISC-V适合程序不用大改、不依赖生态、出货量又很大的细分市场,例如智能手环、智能手表、电容笔、智能门锁、电子烟等领域。尤其适合想上探到芯片领域的下游产品厂家,例如华米、西部数据、格兰仕等。”

在通用领域还需“长征”之际,在专用芯片市场打开局面或是必由之路。

(校对/范蓉)

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