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RISC-V 被認為是繼 X86 架構和 ARM 架構之后第三個主流架構，根據分析機構 Semico Research 的報告，預計到 2025 年，采用 RISC-V 架構的芯片數量將增至 624 億顆，2018 年至 2025 年復合增長率高達 146%。
這些信息是否預示著 RISC-V 的紅利期即將到來？在此之際，與非網推出了《RISC-V 陣營“大閱兵”》專題活動，邀請了上海賽昉科技有限公司 CEO 徐滔先生來和大家一起聊一聊有關 RISC-V 的技術、市場與規(guī)劃。
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上海賽昉科技有限公司 CEO 徐滔
RISC-V 開源指令集架構經典案例解析
從誕生至今，RISC-V 已走過了 10 個年頭，也產生了不少經典案例，但大部分非從事 RISC-V 研發(fā)的電子愛好者們，可能和我一樣，對眾多經典案例的劃分并不是那么清楚。
賽昉科技 CEO 徐滔告訴與非網，目前 RISC-V 開源指令集架構的經典案例大致可分為兩類：一類為開源處理器 Rocket-chip、Pulpino；另一類為基于開源指令集的商業(yè)處理器——SiFive E3 和 U5。之所以將上述處理器稱之為經典案例是基于兩個原因，前一類由于出現的時間較早，對其他 RISC-V 處理器設計有啟發(fā)和領導作用；而后一類因為 SiFive E3 和 U5 是基于開源 Rocket-chip 所派生出的最早的 RISC-V 商用處理器，目前已經有大規(guī)模商業(yè)化量產記錄，從而驗證了處理器設計的經典性和品質。
各類開源處理器側重于不同的應用領域。Rocket-chip 應用較為寬泛，可以覆蓋 MCU、IoT 及基于 Linux 的入門級應用；Picorv32 和 Pulpino 比較適用于 IoT 應用；蜂鳥面積非常小，主要用于入門級 MCU 微控制器的應用。
從市場而言，SiFive 的不同系列處理器已授權給高端控制器、高性能計算，5G 及網絡通信，邊緣計算等領域的商業(yè)客戶，目前已有超過 170 個 DesignWin。從技術角度來講，SiFive 還可以提供 64 位處理器，異構多核、多 cluster 一致性、浮點運算 / 向量計算等技術能力，這些技術是 RISC-V 業(yè)界最領先最成熟的方案。
RISC-V 軟件生態(tài)現狀如何？
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“RISC-V 軟件生態(tài)不成熟，兼容性較差，開發(fā)難度大”一位軟件工程師在接受與非網街邊采訪時如是說。
面對這樣的問題， 徐滔表示，RISC-V 從規(guī)范正式發(fā)布也才 5-6 年時間，生態(tài)需要一個培育的過程，并不是一蹴而就的，RISC-V 生態(tài)全面性雖有欠缺，但總體上呈現持續(xù)增長的態(tài)勢。實際上，就開發(fā)嵌入式系統(tǒng)而言，RISC-V 的軟件生態(tài)已經完備。比如實時操作系統(tǒng) FreeRTOS/RT-Thread、SylixOS、VxWorks，Linux 操作系統(tǒng) Fedora/Debian、編譯器 IAR/ 卡姆派樂、調試器 Lauterbach/SEGGER 等都開始全面兼容并支持 RISC-V，越來越多過去與其他處理器合作的軟件企業(yè)也紛紛加入到 RISC-V 生態(tài)之中。
與其說兼容性問題，到不如說發(fā)展不成熟更為準確，對于這部分的問題，現在可能有一些 workaround，但是在相關功能成熟和規(guī)范之后，用戶都會按照其規(guī)范來操作，現有的做法自然會被替換掉，所以無需去兼容。另外，RISC-V 有很清晰的發(fā)展規(guī)劃，而且近兩年 RISC-V 生態(tài)發(fā)展迅猛，在不斷成熟及完善中。當然在發(fā)展過程中有可能部分功能會有取舍，但都會基于實際的需求及應用來調整。
可定制與 IP 碎片化如何權衡？
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眾所周知，可定制是 RISC-V 的最大優(yōu)點，但許多觀望者往往持 RISC-V IP 碎片化疑慮，尤其是發(fā)展到一定程度，會成為致命缺點。真的是這樣嗎？
徐滔表示，RISC-V 基本的指令集是標準的，不會存在碎片化。碎片化是特定用戶為滿足特定產品的需求而引入的定制化指令。既然是特定產品，那么碎片化就不是問題。況且 RISC-V 基金會就是旨在維護指令架構的完整性和非碎片化，并且會制訂若干個標準規(guī)范，在遵守這些標準規(guī)范下的定制化是被允許的，如果有公司違反了標準規(guī)范，會使他們的產品走向碎片化，從而出現各類不兼容的問題，造成與 RISC-V 主流生態(tài)不兼容，最終只會被孤立。事實上 RISC-V 的可定制化特性帶來的是多樣化而非碎片化，RISC-V 就像一棵樹的主干，而定制化則是這顆樹的分枝，只要是基于主干的生長都是良性的，越來越多的分枝會讓整棵大樹枝繁葉茂。
RISC-V 的標準規(guī)范并不是由幾家巨頭來做整合的，事實上，RISC-V 基金會設有若干個工作群組，分別針對不同的領域制訂相應的規(guī)范，群組成員包括 SiFive、 Western Digital、 Google、 NVIDIA 等眾多業(yè)界企業(yè)，RISC-V 標準化需要 RISC-V 陣營中的企業(yè)共同努力去實現。RISC-V 只有不斷增加新的功能并且形成標準才能使 RISC-V 更快更好的發(fā)展。
一種架構的興起就代表其他架構的消亡？
答案是：一種架構的興起并不代表其他架構的消亡，RISC-V 與 X86 和 ARM 架構未來將呈現三足鼎立之勢力。多年來 ARM 在 Android 端一直占據主流，X86 在服務器端后也始終處于壟斷地位，相比兩大傳統(tǒng)架構，新生代架構 RISC-V 顯然更具活力，目前已實現了在 AI 及 IoT 等新興領域率先登陸，并且正向更多的領域延伸。未來這三大架構都會各自占據固有的領地，并在交集市場產生競爭，市場足夠龐大，必要的良性競爭有助于處理器技術及商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，對于整個市場來說是有益的。
RISC-V 前景與賽昉科技市場規(guī)劃
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在聊到 RISC-V 市場前景時，徐滔告訴與非網，“我們對于 RISC-V 的前景保持樂觀并且充滿信心。未來 2-3 年 RISC-V 的高性能應用在服務器、移動端及車載電子等領域將會有更多的實現，而基于應用軟件的技術及生態(tài)也將持續(xù)增進，并且在特定領域，如 DSP/AI/ 圖像 / 網絡領域也會有所斬獲。”
具體來說：
“目前，在研的 RISC-V 處理器的主要應用方向是超高性能計算及向量計算。我們認為 RISC-V 經過數年發(fā)展，在中低端應用領域已經較為成熟，但是在高性能計算及人工智能應用領域上與其他架構處理器（主要是 ARM）相比較還有差距，相關生態(tài)上的資源也有限。因此我們致力于攻研超高性能處理器以及向量處理器，從而推動整個生態(tài)完善相關的軟件資源?！?/p>
“而，基于應用的軟件工作將大量展開，如 Hypervisor、矢量、安全、功耗管理、服務器等方面。同時，基于 RISC-V 指令集架構的芯片將以幾何倍增的速度發(fā)展。以高通、三星、西數為首的半導體廠商均已不同程度的投入到基于 RISC-V 的產品線，以芯片研發(fā)的一般周期來看，未來 2-3 年將會陸續(xù)有芯片問世，尤其在 AIoT、IIoT、5G 等領域將會有更多基于 RISC-V 的產品問世。”
“此外，龍頭廠商的穩(wěn)定出貨會導致大量觀望者果斷跟進采用 RISC-V 技術，因此 RISC-V 的使用者數量還將暴增。我司豐富的處理器品種足以應對當前極速增長的市場需求，不僅有面向通用應用場景的中低階標量處理器，更有針對高性能及算力的高階標量處理器。未來我們研發(fā)和市場規(guī)劃的重點會放在超高性能處理器、向量處理器、以及安全處理器三個方向上，這三個方向是目前 RISC-V 架構較為薄弱的地帶，空間非常巨大?！?/p>
當問及目前有哪些力推產品時，徐滔向我們展示了在售的 7 系列處理器。他表示，7 系列支持 linux，是目前性能最高的量產商用 RISC-V 處理器，包含了嵌入式 32 位 E7 內核及 64 位 S7 內核，以及應用處理器 U7 三大產品。
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其主要優(yōu)勢與特點如下：
1）超高能效比，7 系列處理器高于 ARM 同等級處理器。
2）異構多核，即支持應用處理器與嵌入式處理器在同一個處理器簇中的緩存一致性。
3）豐富的存儲子系統(tǒng)，支持 L1 及 L2 緩存一致性，支持私有緊耦合存儲，支持多處理器簇之間的存儲一致性。
4）實時性。支持硬實時響應、functional safety 以及 cache lock。
5）支持自定義指令。
鳴謝篇（感謝賽昉科技的參與）
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