RISC-V（1）历史与未来

在2010年，伯克利研究团队要设计一款CPU，然而，英特尔对X86的授权卡的很严，ARM的指令集授权很贵，MIPS、SPARC、Open Power也都需要各自的公司授权。在选择很有限的情况下，伯克利的研究团队决定从零开始设计一套全新的指令集。而被很多媒体大肆宣扬也让人振奋的是，伯克利的研究团队4名成员仅用了3个月就完成了RISC-V的指令集开发。目前，伯克利研究团队已经完成了基于RISC-V指令集的顺序执行的64位处理器核心（代号为Rocket），并前后基于45nm与28nm工艺进行了12次流片。Rocket芯片主频1GHz，与ARM Cortex-A5相比，实测性能较之高10%，面积效率高49%，单位频率动态功耗仅为Cortex-A5的43%。在嵌入式领域，Rocket已经可以和ARM争市场了。

RISC-V指令集是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA)，RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V指令集完全开源，设计简单，易于移植Unix系统，模块化设计，完整工具链，同时有大量的开源实现和流片案例，已在社区得到大力支持。它虽然不是第一个开源的的指令集(ISA)，但它是第一个被设计成可以根据具体场景可以选择适合的指令集的指令集架构。基于RISC-V指令集架构可以设计服务器CPU、家用电器CPU、工控CPU和传感器中的CPU。

在处理器领域，目前主流的架构为x86与ARM架构，但它们作为商用的架构，为了能够保持架构的向后兼容性，其不得不保留许多过时的定义。久而久之就变得极为冗长。RISC-V架构相对而言不用向后兼容。目前的“RISC-V架构文档”分为“指令集文档”（riscv-spec-v2.2.pdf）和“特权架构文档”（riscv-privileged-v1.10.pdf）。“指令集文档”的篇幅为145页，而“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。相对上手和入门较快。

RISC-V架构相比其他成熟的商业架构的最大一个不同还在于它是一个模块化的架构。因此，RISC-V架构不仅短小精悍，而且其不同的部分还能以模块化的方式组织在一起，从而试图通过一套统一的架构满足各种不同的应用。这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。以ARM的架构为例，ARM的架构分为A、R和M三个系列，分别针对于Application（应用操作系统）、Real-Time（实时）和Embedded（嵌入式）三个领域，彼此之间并不兼容。

短小精悍的架构以及模块化的哲学，使得RISC-V架构的指令数目非常的简洁。基本的RISC-V指令数目仅有40多条，加上其他的模块化扩展指令总共几十条指令。

图片来源《硅农亚历山大》

RISC-V是一个自由开放的ISA，通过开放标准的协作实现了处理器创新的新时代。RISC-V ISA在体系结构上提供了一种新的自由、可扩展的软件和硬件自由度，为下一个50年的计算设计和创新铺平了道路。

RISC-V的发展和进步

RV64成为2021年的新热点

今年的RISC-V中国峰会，硬件十万个为什么开发团队也是前往参加，特别是参加了全志D1的产品宣讲和交流活动。

RISC-V官网对RISC-V增长预测

加入RISC-V阵营更多是因为商业因素

全球上百家科技公司加入RISC-V阵营，更多的还是因为商业原因。虽然在很多报道中，都将ARM的成功归咎于开放，但实际上，ARM只是在商业模式上开放，在技术上是卡的很死的。

迄今为止，获得ARM32授权的公司一只手都能数的过来，ARM64授权虽然多一些，但授权费却异常昂贵，法国创业公司Greenwave表示，他们如果使用ARM架构，要花掉1500万美元的授权费。而且授权到期后，是否继续授权和授权费用都要重新谈判。

虽然对高通、苹果、华为这些大公司而言，上亿元人民币的授权费不算什么，但对创业公司来说，这是不可承受之重。

在这种情形下，创业公司肯定会青睐免费的RISC-V。而IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为等科技巨头基于不把鸡蛋放在一个篮子里的考量，以及对ARM的不满，都选择加入RISC-V。

不过，这并不能说明RISC-V就一定前途无量，因为这些科技巨头大多还在观望，属于不见兔子不撒鹰的主。而且RISC-V完全开源，且允许商业公司私自添加指令的做法，很容易导致RISC-V碎片化。

这样一来，就很难形成统一的生态，未来恐怕会出现华为、高通、谷歌开发出的RISC-V处理器虽然都属于RISC-V，但却不能跑同样一套软件的窘境。正如完全开放与有力的领导是一对矛盾，如果无法解决这个问题，恐怕RISC-V很难成长到能与X86和ARM争雄的水平。

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