挑战x86/ARM 对中国更友好？RISC-V处理器未来的三种可能

诞生于加州大学伯克利分校的开源指令集架构risc-v发展至今已有十年之久，在x86架构与arm架构都需要向公司支付专利费用才可以商用的对比下，risc-v的优势凸显，尤其是对于暂时还未有成熟自主指令集架构的中国而言，risc-v似乎是一个不错的选择。

事实上，鉴于risc-v的开源优势，近些年国内确实有不少企业和机构在积极拥抱risc-v，且取得不错的成绩：

致力于risc-v架构处理器内核ip研发及商业化的芯来科技，客户已经覆盖国内外超200家芯片公司和系统公司；

今年1月，赛昉科技推出全球首款risc-v ai单板计算机，阿里平头哥成功将安卓10 系统在其玄铁910 risc-v处理器上顺畅运行；

全球第一家用risc-v指令集设计dsp的公司中科昊芯也在中国，并在今年3月底实现量产……

在risc-v就快和arm、x86形成三足鼎立局面的阶段里，我们迫切地期望能够透视risc-v未来的生态发展究竟会走向何处，在上周举办的risc-v 2021中*会上，雷锋网等行业内容平台同业内大咖进行交流，看见risc-v生态发展的三种可能。

与x86“联盟”对抗arm，在巨头推动下建设加速

本月中旬，彭博社报道称有知情人士透露英特尔提出以20亿美元的收购risc-v领域的明星公司sifive，虽然英特尔和sifive均拒绝置评该收购交易，但这一传言依然在业内引发广泛讨论，不少人担心该笔交易可能会像英伟达收购arm影响arm的中立性那样，让原本开源的risc-v新增专利壁垒。

中国科学院软件研究所副总工程师武延军认为，收购sifive属于英特尔单方面的战略,”英特尔一直未能在移动终端、物联网端打开局面，英特尔可能希望利用sifive在物联网方面的优势，弥补其在同arm竞争中的劣势。”

所谓竞争劣势，不仅仅是指x86架构难以进入对功耗要求更高的移动端和物联网端，还指arm架构进军服务器也来势汹汹，基于arm架构的华为鲲鹏处理器进入服务器领域、基于arm架构自研的苹果m1芯片在pc端性能优异都是极好的证明。因此英特尔可能希望通过收购sifive扭转x86受压制的局面。

“一方面risc-v作为大家都看好的指令集，英特尔需要对其进行前瞻布局，另一方面英伟达收购arm的计划正在推进，意味着英特尔与英伟达之间的竞争可能会进一步升级，上升到整个生态的竞争。”武延军如此理解英特尔收购sifive的动机与原因。

在同英伟达竞争方面，武延军进一步解释，“看见英伟达从gpu转向cpu，我觉得英特尔可能也希望从通用处理器切换到专用领域，目前看来risc-v是一个比较好的选择，无论是从架构上、还是技术上，都具有模块化和可拓展性，对于定制专用处理器而言非常便捷。”

这意味着英特尔希望通过收购sifive联合risc-v和x86，与arm建立起的生态抗衡，同样也意味着risc-v的核心专利可能会被英特尔一同收购，给予使用risc-v的中国企业一定的打击。

“但总体上是利好的。”武延军和中国科学院计算书研究所副所长包云岗都这样认为。

利好原因有三：

一是巨头想入局，证明了产业界对risc-v的认可；

二是从英特尔大力投入推动linux内核及社区发展的案例来看，过去二十年英特尔一直是linux最大的贡献者，未来也可能成为risc-v的最大贡献者，加速risc-v的成熟度；

三是无论是在移动领域还是控制领域，risc-v在中国的市场远高于其他国家，如果risc-v想要打开市场，中国将会是首选。

与通用操作系统结盟是必然，但会比“wintel”多一个“s”

英特尔收购sifive尚未定论，但对于risc-v的生态发展而言，无论是尚未有巨头涉足的“三足鼎立”，还是与x86共同抗衡arm，risc-v想要建成熟的生态，就需要像x86架构一样形成自己的“wintel”联盟，或是像arm架构一样形成自己的“quandroid”联盟。

虽然目前risc-v尚未与某种操作系统形成联盟，但是我们已经能够看到一些可能性。

“risc-v时代很可能会出现一种wintels，”武延军做出预测。

传统意义上，wintel联盟代表通用处理器与通用操作系统结合的生态，risc-v指令集的核心是基础指令集加上扩展指令集，也就意味着在扩展指令集层面会诞生各种不同领域的处理器，但每种处理器都去配备一套不同的系统软件或操作系统，维护代价非常高。

观察市场上使用risc-v的厂商分布情况，可以发现，虽然risc-v芯片设计厂商在前期拥有一定的成本优势，但由于后期的生态建设需要投入更多开销，让很多想要入局risc-v的企业望而却步。

这里的生态建设开销，其中一部分源于尚未形成业界公认的基础软件和操作系统，开发人员或程序员需要不停地学习不同的操作系统适配不同的处理器，对厂商而言成本极高。

因此尽管risc-v硬件生态多样化，但risc-v要在未来形成健康的生态模式，拥有一套标准的系统软件是必经之路，而wintels就是risc-v未来与操作系统的结盟方式。

 “wintels是指一套通用的操作系统搭配基于risc-v指令集的不同处理器，这套系统软件最好是开源的，例如基于linux的操作系统，可以适配不同的risc-v处理器。”武延军解释道。

risc-v生态建设不止在于risc-v

值得注意的是，risc-v生态建设其实也是中国半导体上下游产业链生态建设的好机会。

以芯片设计工具eda为例，一直以来全球eda市场几乎被美国eda三巨头（synopsys、cadence、mentor）分食，在制程先进的芯片设计领域，基本都逃不开使用eda三巨头的设计工具。

而在risc-v目前所面向的物联网场景，对芯片制程要求还不太高，未必需要用到5nm、7nm等尖端工艺，28nm、40nm足以满足需求，这正好为近几年国内新成立的一批国内eda公司带来市场机会。

“需要eda工具支持5nm、7nm难度非常大，但是以目前国内的能力，足以将28nm、40nm支撑好，我们甚至可以通过开源的方式建立eda社区，加速整个eda生态的发展。”包云岗说道 。

上海科技大学信息学院助理院长周平强也认为，基于risc-v的开源特性，对应的eda工具也有可能走向开源，国内eda厂商如果要找到一条自己的发展路径，开源是一个机会。

“eda跟risc-v，我个人觉得其实是一个互相依赖、互相促进的作用。risc-v如果发展的越好，对于国内的eda来说可能机会就越大，”周平强说。

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