<mark id="oztn4"></mark>
0
| 本文作者： 包永剛 | 2019-10-04 10:44 |
科技從來不會停止前進的步伐，我們已經走過了PC和移動互聯網時代，正在邁向AI和IoT的時代。驅動時代進步的重要因素之一是計算力的提升，當然，每個時代都有其代表性的處理器架構。RISC-V指令集架構（ISA）近年來在全球范圍內引發巨大關注，不少人認為RISC-V將成為AIoT時代的主要玩家甚至是代表性的指令集。
雷鋒網了解到，2019年底開始，基于RISC-V的產品將陸陸續續上市。那么，RISC-V將如何搶占AIoT市場？RISC-V真的能成為新的時代ISA的代表嗎？
RISC-V免費是誤解，靈活性是最大優勢
或許是因為業界對Arm的授權費有些意見，亦或單純因為免費的產品更具吸引力，架構簡單、完全開源的RISC-V指令集一經推出就引發了巨大的關注。全球范圍內，包括西部數據、英偉達、谷歌、高通、華為、聯發科等巨頭都紛紛加入RISC-V基金會。印度甚至在政府的大力支持下，RISC-V成為了印度的國家指令集。
此時，有人就把指令集開源和免費劃上了等號，并且把免費視作RISC-V的優勢。雷鋒網在此前的文章中已經明確指出，RISC-V指令集免費，但并不意味著RISC-V處理器免費。晶心科技總經理林志明接受雷鋒網采訪時也指出，遵循BSD（Berkeley Software Distribution）確實可以免費使用RISC-V指令集設計產品，但RISC-V的CPU并不免費，這是一個誤解。
晶心科技總經理林志明
有意思的是，這雖然是一個誤解，但也是推廣RISC-V的好機會。比如晶心科技就有RISC-V FreeStart項目，這個項目可以讓開發者免費使用晶心的RISC-V N22核心，集成開發環境等，不過基于RISC-V FreeStart項目設計的產品量產時則需要繳納一定的版稅。芯來科技也有“一分錢計劃”，模式與晶心基本相同，目的都是為了推廣RISC-V。
面對千億規模的物聯網市場和有實力的競爭者，Arm也采取了類似的做法。2015年，Arm宣布開發者可以免費使用Cortex-M0的知識產權，進行產品的設計和樣品開發。
RISC-V基金會中國顧問委員會主席方之熙博士此前接受雷鋒網采訪時表示，RISC-V會將低端的設計完全開源免費，Arm也能夠把簡單的設計開源免費供大家使用，想要使用RISC-V的公司還是應該關注RISC-V可以根據應用場景實現的差異化。
差異化或者說靈活性確實才是RISC-V的優勢所在。林志明表示，RISC-V出現的時候，也是晶心成立11年的時候，一是出于職業的直覺，另一個是因為RISC-V的理念和晶心推動的方向很接近，比如允許開發者增加指令集，所以我們一開始就很看好RISC-V。
“另外，RISC-V的包袱比較小，許多應用的并不需要一個非常復雜的處理器，而是需要做一些適度的減法。我認為RISC-V在未來三十年最大的優勢就是可以在計算機領域在各種解決方案上都能做到最優化。”林志明同時表示。
碎片化和生態不成熟純屬攻擊話術
即便擁有靈活性的特性，想要獲得市場，對于芯片來說PPA（Power Perform Area）指標無法繞開。林志明表示，與同級別的Arm產品相比，我們RISC-V IP的CPU的PPA每項指標平均可以提高20%，如果做一個粗淺的加法，就可以獲得60%到80%的提升。
這種顯著的提升到底是RISC-V指令集的本身特性帶來的還是因為經驗的積累？林志明認為各占一半，一方面，RISC-V本身比較精簡，包袱也比較小，加上我們的編譯器做的比較好。另外，晶心成立近15年，我們協助客戶量產的經驗也能夠發揮作用。
不過，對于芯片而言，只有獲得客戶的認可才可以談成功。這其中，生態至關重要。去年，Arm建立了一個網站攻擊RISC-V，從成本、生態系統、碎片化風險、安全性和設計保證方面攻擊RISC-V。談及Arm的攻擊，林志明認為，這只是給攻擊者自己壯膽用的，并沒有對RISC-V產生真正的打壓，并且，現在攻擊開源生態，本身就不會得到任何好處，反倒會產生反作用力。
那RISC-V的生態系統以及相關工具鏈的發展情況如何？林志明表示，對于那些使用即時操作系統（RTOS）的領域，RISC-V已經成熟了。說的更具體一些，如果要把RISC-V應用到嵌入式系統，比如驗鈔機、共享單車、電動車儀表、無人機飛控等都沒有問題。但如果要用于更多的領域，比如航空航天，還需要發展。
晶心對RISC-V工具鏈和生態的建設有不少貢獻，比如晶心是DSP工作組的領導，還是快速插入工作組的聯合領導，在指令集以及軟件方面的工作小組也在積極參與。特別值得一提的是，RISC-V的32位Linux的主體就由晶心貢獻。
至于碎片化，林志明表示這純屬攻擊的話術。具體而言，RISC-V指令集分為基本指令集和模塊化擴展指令。只要RISC-V基金會繼續保持他的團隊，嚴格要求所有廠商，宣稱是RISC-V的CPU就必須保證基本指令集彼此相容，這不可能存在所謂的碎片化。至于擴展指令，不同的廠商就可以根據自身的情況選擇是否增加，這也是RISC-V具備靈活性特點的原因。
既然是否使用擴展指令不同廠商可以自主選擇，因此擴展指令不僅不會相互兼容，是否開源也將由廠商自主決定。
再看安全性，林志明指出，必須強調，安全是全方位的。不過RISC-V的標準指令集里還沒有安全指令，工作組還在討論和制定中。在標準指令集里的安全指令確定之前，RISC-V也有許多保護措施可選。晶心十多年前就已經有安全微處理器產品，目前我們也與很多的安全廠商合作。
既可以用物理不可克隆功能（即PUF，Physical Unclonable Function），這是一種“數字指紋”技術，每個半導體設備（如微處理器）擁有唯一的身份。也可以構建信任根(Root Of Trust)的平臺環境。當然也有數個其他信任根(Root of Trust)的平臺可以采用。平頭哥的RISC-V處理器就采用可信執行環境TEE的方案。
“我們保證RISC-V處理器安全的方法會包含但不限于上述的方式。對于處理器的安全，不同的公司會采取不同的方式實現不同的安全級別，但要實現更多的安全功能肯定需要付出更高的成本。”林志明表示。
RISC-V成為AI和IoT時代代表性的指令集需要機運
至此，無論是RISC-V技術本身還是其生態建設的進展都已經非常清晰。接下來需要關注的就是RISC-V未來的發展。產品進展方面，林志明表示：“作為RISC-V CPU IP的領導廠商，我們第一個RISC-V CPU IP是2017年第四季度提出的，2018年開始陸陸續續獲得客戶的采用。客戶取得授權后需要設計和投片，到現在一年半時間差不多剛好樣品出來。再花半年推動量產、上市以及軟硬件的整合，今年下半年和明年年初開始RISC-V的產品就會比較多的投入市場。”
林志明透露，采用晶心RISC-V IP的產品中，大概50%的產品都與AI和IoT相關，有些是純AI的。并且，邊緣計算的產品比較多，也有應用于數據中心和服務器的產品。
雖然RISC-V技術本身的優勢明顯，也已經有平頭哥、華米、格蘭仕等公司相繼推出RISC-V指令集的處理器，但未來RISC-V能否成為一個時代標志性的指令集？林志明認為這需要一些機運。
回顧已經取得巨大成功的x86和Arm，這背后分別是英特爾和微軟，Arm和谷歌的深度合作甚至是捆綁，打造標準化的平臺，借助PC和智能手機單體幾十億出貨量的市場，成為兩個時代最成功的處理器指令集架構。
“RISC-V已經獲得了市場的認可，想要獲得x86和Arm那樣的成功，需要與像華為或者蘋果這樣體量的公司進行組合，才可以把RISC-V CPU做的很大。另外，IoT市場一個明顯的特點就是產品種類多但量比較少，但RISC-V需要有一個像手機和PC一樣出貨量很大的產品品類，這不是技術的問題，而是需要機運。”林志明說到。
目前，無論是物聯網還是AI都沒辦法實現標準化的平臺。那么，在機運到來之前，RISC-V可以進軍存量市場，也就是基于RISC-V設計手機處理器，林志明認為這最有資格的就是華為。除此之外，就是耕耘AI和IoT這樣的新興市場，這時候，比拼的就是誰能夠提供更優的解決方案。
上面提到，RISC-V指令集架構的靈活性可以讓開發者在AI和IoT領域都能實現很多創意。除此之外性能的功耗也是取勝的關鍵。以挖礦（數字加密貨幣）為例，剛開始礦工使用CPU挖礦，后來轉向了GPU，再后來甚至有使用手機挖礦的，但最終是ASIC勝出，因為無論CPU還是GPU，在這一場景都會有許多指令集用不到，這就不能實現最優化。而ASIC足夠高效，耗電也更少。RISC-V同樣具備這樣的優勢，能夠提供合適的算力，并且兼具低功耗的優勢。
還值得關注的是，雖然都是RISC-V IP的提供商，但晶心、芯來科技、SiFive之間也有合作。林志明表示，我們與他們現在不是純粹的競爭者，而是競合者。在技術上，我們是合作關系，希望通過合作壯大RISC-V的生態，但在商業層面，如果客戶要選擇RISC-V IP的時候，我們就是競爭關系。
雷鋒網小結
RISC-V是當下最受關注的指令集，特別是在國內大力發展自研芯片的背景下，簡單、完全開源的RISC-V指令集架構是一個好的選擇，受到更大的關注自然也可以理解。而這樣的熱潮也讓Arm感到緊張，并且攻擊RISC-V。不過，RISC-V在嵌入式領域的工具鏈已經準備好。并且，只要RISC-V基金會保持運作，保證RISC-V處理器基本指令集的相互兼容，碎片化更多就是一個攻擊的話術。安全方面，RISC-V標準指令集中目前還沒有安全指令，但可以用多種方式保證RISC-V處理器的安全。
至于RISC-V能否成為AI和IoT時代的時代代表性指令集架構，技術本身不存在障礙，但林志明認為需要一些機運，與巨頭公司的深度捆綁，或者找到PC和手機量級的產品。
毋庸置疑的是，隨著RISC-V產品的大量上市，AIoT芯片市場，x86、Arm、RISC-V的爭奪戰正變得激烈。
相關文章：
中國如何在開源芯片領域找到突破口？RISC-V 會是一個絕佳機會！
印度首款CPU Shakti離商用更進一步，基于RISC-V指令集
伯克利牽手清華成立 RIOS 實驗室，RISC-V 有望提升至最先進水平？
雷峰網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
