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  在CPU领域被视为三分天下有其一的RISC-V架构，正沿着“农村包围城市”的AIoT路线一路攻城略地。这样的发展速度，无论是对于X86还是Arm，都是当年从未有过的光景，近来业界一系列事件所释放的信号又体现出RISC-V向高端冲锋的势头。

  RISC-V如何迎来自己的星辰大海？进军高端能不能成功？对决X86和Arm赢点在哪？集微网采访行业人士，分析RISC-V挺进高端背后的逻辑、机遇与挑战。

  不得不说，RISC-V开源模式改变了传统的封闭性X86和授权模式的Arm模式，为半导体业带来经营模式和架构创新的新机会。由于RISC-V的指令集小巧精悍，诸多企业将AIoT市场视为RISC-V的着力方向，以定制化来开疆拓土。

  经过多年的“浇灌”，RISC-V这颗种子可说已在AIoT领域打开局面，发展的速度已远超过经x86/Arm当年的扩张速度，并催生了一场硬件生态的变革。

  行业人士总结了三条RISC-V作为指令集的成功标志：最新工艺的 SoC 量产、有软件支持的里程碑、支持杀手级应用或核心市场25%的份额，任意一个达标便是成功。指令集的发展，是“长坡滚雪球”，要有核心，即保持演进，与时俱进。当然还要这个“坡”够长够大，才有后期的如雪山压顶之势，拿到容量够大的核心市场。

  一些具象的数字或可见其如虹气势：不仅于2015年成立的RISC-V基金会吸引了大量厂商加盟，包括高通、英伟达、NXP、三星、Microsemi、美光、华为海思、联发科、谷歌、IBM、西数等，而且2021年基金会公司成员数量与创建之时的36家企业相比已增长了50多倍。

  仅以国内RISC-V领域影响力和市场占有率最大的玄铁RISC-V系列处理器IP为例，平头哥生态负责人、高级总监杨静介绍，目前已覆盖从低功耗到高性能的各类场景，支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系统，并已成功应用于MCU、工业控制、智能家电、智能电网、汽车电子等领域，在百余款芯片中得到了应用，并以每年50%的授权数增长。

  从市场的量级来看，截至2021年12月，全球产出的RISC-V核累计超过20亿颗，近100款不同门类及型号的RISC-V芯片得到了广泛应用。RISC-V在其诞生第11年创下的数据远超x86、Arm等“同侪”出现后的同期数据。据Semico Research的预测，预计到2025年，采用RISC-V架构的芯片数量将增至624亿颗。

  而聚焦于RISC-V本身的技术发展、软硬件融合、系统软件丰富、生态繁荣等层面，也依然是当下与未来RISC-V阵营的发展重点。

  虽然看上去是可喜的进阶，但索绕于RISC-V阵营的质疑也一直不断，首当其冲的是将阵线集结于AIoT或非长久之计，需要有更高的野望来展现RISC-V的能力上限。

  “无论是IoT芯片或MCU等设计，其实壁垒不高，而且Arm阵营很容易进行降维打击，如前两年Arm推行M0、M3架构免费或降价等举措，因这一部分营收对Arm来说无关痛痒，只要觉得有必要，随便什么时间都能再发起新一轮攻击。”RISC-V行业资深人士肖劲（化名）指出，“RISC-V应向高端进军并占据一席之地，才能有望扩大战果锁定胜局。”

  提及高端，要从四个维度来定义。肖劲表示，一是IP层面，至少可对标Arm Cortex-A55及以上等级的，目前市场上的RISC-V CPU IP性能大多处于对标Arm的M系列、R系列及入门级的A系列范围。二是软件，至少能支撑OS或Linux或相应的应用程序；三是应用层面，应在服务器、PC、5G及边缘网络、存储、无人驾驶等领域斩获市场；四是工艺应在28nm及以下。

  如果从传统的楚河汉界来划分，Arm在移动电子设备市场称雄，x86则在服务器和PC市场称霸，但目前Arm阵营全力向服务器和PC市场发起冲锋，着力破解生态的壁垒，格局也在悄然生变。

  对此肖劲认为，对于RISC-V来说，一方面由于国际环境的复杂性和不确定性，包括CPU在内的芯片行业竞争已超越单纯的商业竞争。考虑到x86、Arm架构所蕴含的风险，RISC-V或在中国迎来更快的发展。尽管目前RISC-V在技术和生态层面与x86、Arm差距较大，但长久来看，将成为架构主流。另一方面，拓展高端应用领域如数据中心等，Arm不可能采取类似IoT的策略，因这对其营收影响巨大。

  要关注的是，英特尔近日不仅宣称开放x86，更高调加入RISC-V阵营。肖劲分析，Arm架构阵营厂商很难转去英特尔代工，毕竟期间有长时间的对决，而且台积电等厂商已在针对Arm做了大量和长期Physical的Library以及库的优化，已做得非常出色，而英特尔相对还较欠缺。此举应是想拉拢基于RISC-V开发芯片的厂商，促进其未来的代工业务发展。当然，此举也会促进促进国内企业加大RISC-V的开发与应用。

  杨静则更谨慎认为，有更多的公司加入RISC-V阵营，充分说明了RISC-V架构的发展的潜在能力，这对于繁荣RISC-V产业生态大有裨益。但英特尔IFS能否具备对RISC-V核的优质支持，是否能达到极致功耗、性能、面积（PPA），牵引市场生产出更低成本的RISC-V芯片，仍需时间来考量。

  近年来行业中发生的一系列“大事件”似乎正在为RISC-V向高端进阶按下快进键。

  无论是去年MIPS公司宣称放弃自研架构而押注RISC-V；英特尔宣布开放基于7nm的SiFive IP代工业务；作为市场为数不多经大规模验证的高性能RISC-V处理器IP，平头哥开源了包括玄铁C910在内的4款RISC-V IP，以及基于玄铁的多操作系统全栈软件及工具；Imagination推出了RISC-V CPU IP ——Catapult 系列为异构计算铺路；还是今年初英特尔宣布加入RISC-V国际基金会并“直升”高级会员，将基于其代工服务平台加强RISC-V的生态建设和商用进程；国内StarFive近日重磅发布64位高端芯片VIC7100主攻视觉和图像处理，并发布单板计算机开源硬件Beagle（星光），下半年计划面向PC领域投产基于12nm的CPU；君正、全志、联发科等设计厂商也在全力主攻高端RISC-V芯片开发。

  特别是在玄铁C910开源之后，无疑进一步助推了开发者实现开源EDA协同，创新硬件架构，丰富软件应用生态。而随着RISC-V架构在国内市场上逐步获得更多认可，杨静提到，平头哥计划推出新的玄铁RISC-V处理器IP，针对市场上尚未较好满足的需求提出解决方案，视觉、AI等领域的痛点有望解决。平头哥也在推进RISC-V高性能芯片的研发，相信它会成为RISC-V领域的又一个里程碑。

  这一系列变局背后或直指两大核心动因：看好RISC-V，发力高端。毕竟，RISC-V要与x86、Arm真正三分天下，不在高端领域突破将永远只能是配角。

  以高端的四个维度来衡量，显然RISC-V进军高端领域还有大量的工作要做，毕竟RISC-V的发展一定要通过IP—先驱芯片—开发板—生态发展—大量芯片的过程。而随着StarFive、全志等高端芯片的陆续“上市”，RISC-V高端芯片的元年也将随之开启。

  肖劲提及，在IP层面，目前国内可能只有SiFive、平头哥玄铁等少数几家可提供，虽然芯片和应用层面已经在逐步推进，但真正要向“高地”发起冲锋，RISC-V在工具链、生态层面要做的功课远超Arm。

  “基于RISC-V的核和芯片还是不够丰富，不足以满足市场的多层次需求；软硬件融合深度不够，特别是软件开发工具链仍有很大提升空间；软件生态也难言健全等等。” 杨静也直指问题的核心。

  这亦是RISC-V作为后来者避无可避的现状，x86、Arm架构在数十年的积淀之后，在各自优势领域的布局已相当成熟，且难度大、门槛高，RISC-V要在移动CPU和高性能CPU市场和Arm、x86竞争，无异于“虎口夺食”，还有非常长的路要走。

  首当其冲的是，生态可谓RISC-V阵营向高端挺进不得不力补的“必修课”。

  肖劲指出：“RISC-V在高端领域的生态差距仍然巨大。从软件生态来讲，基础的操作系统等还需要匹配，因操作系统对于指令集能否成功起着关键作用。接着是内部各种各样的库要去优化，更进一步是PC或者服务器有一些专门的应用程序要做移植等等，这都要花很长的时间去做适配。”

  “国内生态中的软件公司，比较着眼于未来可期的前景才会大力投入与支持，如欧拉、DateOS、新麒麟、Linux等。之前RISC-V因没有高端的硬件载体，因而软件生态难以发展。而某些RISC-V入门级的高端芯片面世之后，虽然与最终PC要求有些差距，但基本上已能够上做一些入门级的工作如移植工作等，而优化工作则要等未来有适当性能的芯片才能推进。”肖劲进一步解释说。

  而目前的推进工作也在步步为营。肖劲乐观介绍，这些工作已在部署推进中，如在服务器领域所需的网络卸载加速、Library、SPDK存储等等，在这一情况下软件和硬件将同步向前。一些软件或生态厂商会等到芯片发展到一定阶段再投入，但还有一些软件厂商会先行拿入门级芯片来适配，以便后续能够更快移植。

  在这方面平头哥已胸有丘壑。杨静详细说，今年在研发技术侧，平头哥将持续完善已开源的玄铁RISC-V处理器、系列工具及系统软件，方便更多公司能快速研发出符合需求的RISC-V芯片，持续降低芯片设计的门槛，节约时间和成本。

  诚然，围绕着不同的软件系生态，单打独斗是难以持久的。肖劲认为，需联合IP厂商、设计厂商和科研院所以及产业联盟合力，开发通用的库来支撑，而这是一项长期的工作。

  集微咨询总经理韩晓敏也判断，在IoT领域RISC-V还要进一步夯实，才能在高端如服务器端领域有所突破，因高端应用各方面的要求会更高，尤其是生态层面，在这一方面RISC-V还有较长的一段路要走。

  “RISC-V具备成为高端性能架构的潜能，但RISC-V架构仍处于快速地发展的初期，RISC-V生态建设成为关键之一。技术、产品、软硬件协同创新，有更多公司、机构的参与，才能把创新成本降得更低，RISC-V架构才能完善，从而走得更远。”杨静也进一步谈到，“平头哥也将加大RISC-V生态建设力度。玄铁系列处理器已得到市场的有效验证，我们会联合合作伙伴一起打造样板，让业界看到RISC-V架构真正的价值和潜力；同时也会为加入RISC-V阵营的合作伙伴提供全面的服务支持，帮他们更好地开发设计芯片，持续推动更多的厂商认可RISC-V并逐步采用这一架构，共同繁荣RISC-V生态。”

  毕竟，Arm CPU进军x86固有优势领域PC与服务器也有十多年了，最近几年才呈现出破局之势。

  北京半导体行业协会副秘书长朱晶借此道出了自己的观点，一个新的硬件架构或者技术路线，都需要有好的上层开发环境和生态，以及大企业的支持和帮助迭代升级，尤其是开源技术。Linux的好示范说明了即使是对成本不敏感、而追求高可靠性高稳定性的服务器市场也是欢迎开源的。但Linux在服务器端制胜的重要的条件是Java的极度友好和IBM的强力扶持，目前还没看到RISC-V具备这两大帮手。

  看来RISC-V在高端“起势”仍需要长时间的锤炼。业界有一个著名的言论：“预测未来最好的方法，就是把它创造出来”。是的，RISC-V的高端之路亦唯是如此。因为知名机构的预测已然“激进”：投资机构ARK Invest预测，到2030年Arm和RISC-V有几率会成为新的处理器标准，在云业务领域取代英特尔x86架构，Arm+RISC-V的组合将占据服务器市场占有率的71％。

  RISC-V 对 Arm 正在构成更大威胁，一个新的行业联盟计划通过加速 RISC-V 架构开源软件的开发来增加这种灭绝威胁。该联盟的成员本周宣布成立 RISC-V 软件ECO (RISE) 项目。 RISC -V指令集架构 (ISA) 是一种微处理器架构，始于 2010 年加州大学伯克利分校 (UC Berkeley) 的一个学术项目。从那时起，开源 RISC-V ISA一直呈现增长势头。 早在 1990 年代，Arm 处理器就大放异彩，几乎融入了每部手机的核心。在 2000 年代，他们又淘汰了大部分分散在嵌入式领域的专有微控制器 (MCU) 架构。 如今，Arm 越来越有可能是在这些领域以及其他领域失去领导地位。虽

  生态系统的软件进程 /

  众所周知，CPU 芯片和操作系统是计算机领域最基础的核心技术，而中国在这方面受制于人，常被称为“缺芯少魂”。随着中美科技战的加剧，美国从今年 9 月 15 日开始正式实施针对华为的芯片管制升级令，如何突破芯片“卡脖子”的问题成了中国举国上下最关心，也是最迫在眉睫的问题之一。 11 月 3 日在湖南长沙举行的 2020 年世界计算机大会上，81 岁高龄的中国工程院院士倪光南表示，虽然芯片行业已形成垄断局面，但并不代表中国就没机会，中国可以效法开源软件的成功经验，推动开源芯片的研究，“开源芯片对中国和世界而言都是一种机遇”。 作为发展中国家，中国涉足芯片领域时，世界已形成垄断体系，芯片设计门槛极高，以 14 纳米工艺

  7 月 14 日消息，赛昉科技今日宣布，2023 年 7 月，行业首款 RISC-V 物联网安全芯片“港华芯”销量正式突破一百万片，这标志着 RISC-V 开源架构实现了在能源行业数字新基建中的重要突破。 “港华芯”由赛昉科技、微五科技与名气家三方联手研制，于 2022 年 11 月 29 日发布。其采用赛昉科技与微五科技的 RISC-V 芯片硬件基础，以及名气家安全协议与平台规范。 “港华芯”达到国密二级安全标准，支持 SM1/2/4/9 等国密和国际加密算法，号称可防御物理破解及侧信道攻击并且拥有超低功耗等优势。 目前“港华芯”的主要应用落地场景是智能燃气表，智能燃气表通过内置“港华芯”安全芯片，可实现与港华物联网平台的双

  物联网安全芯片“港华芯”销量破百万，用于智能燃气表 /

  Codasip Labs之前与NimbleAI的项目合作旨在于推动神经形态视觉的边界扩展。而如此炫酷的项目现在又有了听觉方面的延伸--即与数字技术相结合的声学传感器解决方案。该项目将使用Codasip独特的Codasip Studio设计工具集，为MEMS（微电子机械系统）传感器开发一个定制的RISC-V内核,助力数字耳朵的研发和应用并最终为全人类谋福祉。 无独有偶，该技术再次受到生物学的启发，由欧盟提供部分资金，涉及欧洲7个国家的27个组织，3千万欧元资金扶持。这个为期三年的项目被称为 与数字技术相结合的声学传感器解决方案，作为促进社会5.0的新兴应用的关键推动因素 ，简称为：Listen2Future（听未来的声音）

  的炫黑科技之路再次扬帆，共谋全人类之福祉 ! /

  Codasip为SiliconArts的光线追踪GPU提供定制化的RISC-V处理解决方案 SiliconArts在其光线追踪GPU中使用Codasip 7系列内核IP和Codasip Studio工具 德国慕尼黑和韩国首尔，2022年11月—— 可定制RISC-V处理器知识产权（IP）的领导者Codasip日前宣布，SiliconArts已采用面向特定应用的Codasip 7系列RISC-V处理器，并使用Codasip Studio定制化工具。 SiliconArts是为高端图形处理提供创新解决方案的领导者，通过其极具真实感的光线追踪图形渲染技术实现沉浸式体验。Codasip RISC-V处理器IP与Silicon

  处理解决方案 /

  现在，x86、Arm、RISC-V三分天下格局已定，RISC-V慢慢的开始触及AI SoC、应用处理器，伴随RISC-V愈发向高性能计算发展，慢慢的变多的新挑战开始浮现。 通常每家CPU Core IP企业来提供多达几十种甚至上百种产品，但PPA（性能、功耗、面积）在不同应用中，最佳点都不一样，下游用户—芯片设计企业，应该要依据自己的产品场景寻找自我最适用的PPA，并通过设计工作以实现CPU核，最终才能实现自身芯片的最大差异化。与之相悖的是，开发一款处理器，不仅要掌握许多CPU核设计的专业相关知识，还需要大量熟练掌握RTL语言的设计工程师。这是横亘在芯片设计企业面前的巨大门槛。 众所周知，RISC-V生态建设是现如今最难的事情，只有

  厂商如何通过定制计算取得优势？ /

  RISC-V的开放性允许定制和扩展基于 RISC-V 内核的架构和微架构，以满足特定需求。这种对设计自由的渴望也正在将验证部分的职责转移到不断壮大的研发人员社群 。然而，随着慢慢的变多的企业和研发人员转型RISC-V，大家才发现处理器验证绝非易事。新标准由于其新颖和灵活性而带来的新功能会在无意中产生规范和设计漏洞，因此处理器验证是处理器开发过程中一项很重要的环节。 在复杂性一般的RISC-V 处理器内核的开发过程中，会发现数百甚至数千个漏洞。当引入更多高级特性的时候，也会引入复杂程度各不相同的新漏洞。而某些类型的漏洞过于复杂，导致在仿真环节都没办法找到它们。因此一定要通过添加形式验证来赋能 RTL 验证方法。从极端漏洞到隐匿式漏洞

  处理器验证方法 /

  Imagination Technologies宣布推出完整的RISC-V计算机体系结构课程，该课程针对本科教学设计，是Imagination大学项目（IUP）的一部分。“RVfpga：理解计算机体系结构（RVfpga: Understanding Computer Architecture）”课程包含一整套丰富的教学资料和实践练习，能够在一定程度上帮助学生了解处理器架构中的关键要素，包括多个IP内核，修改RISC-V内核的方法，以及IP内核的微架构。 因在精简指令集（RISC）领域作出重要贡献，而与John Hennessy共同获得ACM图灵奖（ACM A.M. Turing Award）的David Patterson教授表示：“RI

  TI主页DigitalSignalProcessingDSP设计支持开发开具仿线;类仿真器，支持实时基于JTAG扫描的仿真并为完整系列的TIDSP提供产品支持。这些仿真器与CodeComposerStudio调试器界面紧密集成，使开发者能利用TI的所有实时仿真控制和可视化功能。TI第三方提供逻辑分析器、硬件测试设备和各种仿真器，这些仿真器支持不同的主机输入/输

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