不久前，特斯拉加入RISC-V基金會，并考慮在新款芯片中使用免費的RISC-V設(shè)計。至此，已有IBM、NXP、西部數(shù)據(jù)、NVIDIA、高通、三星、Google、華為等100多家科技公司加入RISC-V陣營。

　　出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一方面是ARM的授權(quán)費用實在太貴了，另一方面也是RISC-V提供指令集徹底開放，非常有希望成為CPU領(lǐng)域的Linux。

　　正是因為看好RISC-V的未來，不少科技巨頭在RISC-V還是潛力股的時候趁早下注。

　　RISC-V的誕生

　　在2010年，加州大學(xué)伯克利分校的一個研究團(tuán)隊正在準(zhǔn)備啟動一個新項目，而要設(shè)計CPU，必然要選擇一種指令集，然而，X86指令集被Intel控制的死死的，ARM的指令集授權(quán)費又非常貴，MIPS、SPARC、PowerPC也存在知識產(chǎn)權(quán)問題。

　　在這種情況下，伯克利的研究團(tuán)隊決定從零開始設(shè)計一套全新的指令集，且這款新指令集要能滿足從微控制器到超級計算機(jī)等各種尺寸的處理器。

　　正如行業(yè)內(nèi)常說的，設(shè)計一套指令集并非黑科技，用這套指令集去實現(xiàn)CPU才是真正具有含金量的工作。

　　伯克利的研究團(tuán)隊直用了3個月就完成了RISC-V的指令集開發(fā)，并公開發(fā)布了第一版指令集。

　　該指令集的第一個版本只包含了不到50條指令，可以用于實現(xiàn)一個具備定點運算和特權(quán)模式等基本功能的處理器。如果用戶需要的話，也可以根據(jù)自己的需求自定義新指令。

　　這樣一來，這套指令集兼具精簡和靈活兩大特點。

　　隨后，伯克利的研究團(tuán)隊將這個新指令集命名為RISC-V：RISC指的是精簡指令集的意思，V是羅馬字母，代表第五代的意思，因為伯克利分校的David Patterson教授在此之前已經(jīng)研制了四代處理器芯片。

　　更關(guān)鍵的是，伯克利研究團(tuán)隊將RISC-V指令集徹底開放，使用BSD License開源協(xié)議，這就使RISC-V不像ARM、PowerPC等指令集那樣需要付費授權(quán)才能使用，而且BSD開源協(xié)議給予使用者很大自由，允許使用者修改和重新發(fā)布開源代碼，也允許基于開源代碼開發(fā)商業(yè)軟件發(fā)布和銷售。

　　怎么說呢，像Linux的GPL協(xié)議，就限制了商業(yè)公司的行為，BSD開源協(xié)議則不同，蘋果的iOS就基于BSD內(nèi)核，但使用開源軟件之后，因為BSD開源協(xié)議給了蘋果很大的自由度，蘋果依舊可以將iOS閉源并在商業(yè)市場賺錢。

　　對于大學(xué)和科研院所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)來說，RISC-V也是非常有價值的。中科院計算所包云崗研究員團(tuán)隊在做一個項目時，最初選擇了SUN的OpenSparc T1，然而這款處理器的社區(qū)活躍度和軟件支持都不行，而且獨立性比較差。然后又選擇了Micro Blaze，然而這款處理器卻不開源。

　　最后把目光轉(zhuǎn)向了RISC-V，并完成了科研項目，相關(guān)技術(shù)成果被華為用在海思的ARM服務(wù)器CPU上。

　　正是因為RISC-V選擇了對商業(yè)公司非常友好的BSD開源協(xié)議，以及RISC-V兼具精簡和靈活等優(yōu)點，眾多商業(yè)公司紛紛關(guān)注RISC-V。

　　RV12RISC-V處理器

　　RISC-V有望復(fù)制Linux的成功

　　目前，在CPU上，X86和ARM是兩大霸主。然而這兩位霸主都非常霸道，Intel根本不允許除AMD和VIA之外的任何一家公司使用X86指令集，而且一旦AMD被收購，X86指令集授權(quán)都要重新談判。即便是全美達(dá)想通過翻譯打插邊球，結(jié)果也被Intel用專利訴訟拖死了。

　　類似的，ARM雖然比Intel好一些，但也僅僅是好一些而已。在指令集授權(quán)上也非常吝嗇，獲得ARM32授權(quán)的公司一只手都能數(shù)的過來，ARM64授權(quán)雖然多一些，但授權(quán)費卻異常昂貴。

　　法國芯片創(chuàng)業(yè)公司Greenwave表示，他們?nèi)绻褂肁RM架構(gòu)，要花掉1500萬美元的授權(quán)費，而且授權(quán)到期后，是否繼續(xù)授權(quán)和授權(quán)費用都要重新談判。

　　正是因為X86和ARM在授權(quán)上異?？量蹋芏啻蠊径紝ntel和ARM非常不滿，而這恰恰給了RISC-V這樣的后起之秀機(jī)會。

　　包括Google、華為、IBM、鎂光、NVIDIA、高通、三星、西部數(shù)據(jù)等商業(yè)公司，以及加州大學(xué)伯克利分校、麻省理工學(xué)院、普林斯頓大學(xué)、ETHZurich、印度理工學(xué)院、洛倫茲國家實驗室、新加坡南洋理工大學(xué)以及中科院計算所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)紛紛加盟RISC-V。在2017年11月召開的第7屆RISC-VWorkshop上，全球共有138個公司、35所大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)參會。

　　除了商業(yè)公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)之外，印度政府更是對RISC-V情有獨鐘。在2011年，印度開始實施處理器戰(zhàn)略計劃，在全國范圍資助2-3個研制處理器的項目。

　　印度理工學(xué)院馬德拉斯分校的G.S.Madhusudan與V.Kamakoti教授在該計劃支持下啟動了SHAKTI處理器項目。SHAKTI項目就選擇了RISC-V，并獲得印度政府超過9000萬美元的經(jīng)費支持。

　　在2016年，印度先進(jìn)計算發(fā)展中心獲得印度電子信息技術(shù)部4500萬美元的資助，目標(biāo)研制一款基于RISC-V指令集的2GHz四核處理器。

　　在過去數(shù)年中，印度政府資助的處理器相關(guān)項目都開始向RISC-V靠攏，RISC-V成為了印度的事實國家指令集。

　　目前，伯克利研究團(tuán)隊已經(jīng)完成了基于RISC-V指令集的順序執(zhí)行的64位處理器核心（代號為Rocket），并前后基于45nm與28nm工藝進(jìn)行了12次流片。

　　Rocket芯片主頻大于1GHz，與ARM Cortex-A5相比，實測性能較之高10%，面積效率高49%，單位頻率動態(tài)功耗僅為Cortex-A5的43%。在嵌入式領(lǐng)域，Rocket已經(jīng)可以和ARM爭市場了。

　　正是因此，西部數(shù)據(jù)聲明，每年將使用10億個RISC-V核；NVIDIA也宣布，將把RISC-V用于GPU內(nèi)部的控制器。美國DARPA也資助一些公司基于RISC-V設(shè)計航天器的宇航芯片；還有眾多商業(yè)公司計劃基于RISC-V開發(fā)面向IoT的智能芯片，面向安全的芯片，以及服務(wù)器上的主板管理控制器等。

　　在軟件生態(tài)方面，也逐步在完善，比如調(diào)試工具鏈、中斷控制器、JVM、LLVM、Python等開發(fā)者常用的軟件工具都在完善之中。

　　正是依靠開源和免費，全世界的商業(yè)公司、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)都可以開發(fā)兼容RISC-V指令集的處理器，而且不需要支付一分錢的費用。

　　這使RISC-V有望被全球的開發(fā)者廣泛應(yīng)用，并復(fù)制Linux的奇跡。何況RISC-V的BSD開源協(xié)議，比GPL協(xié)議對商業(yè)公司更加友好，使商業(yè)公司有很強(qiáng)的動力去推動這件事。

　　結(jié)語

　　誠然，依靠開源和免費，RISC-V非常受大學(xué)和科研院所青睞，并有望在教學(xué)領(lǐng)域大展拳腳，而這又會給RISC-V培養(yǎng)源源不斷的后備軍。

　　對于商業(yè)公司來說，由于ARM的授權(quán)費實在是太貴了，也有較強(qiáng)的動力去做RISC-V，給自己留一個備份，避免被綁死在ARM上。

　　不過，RISC-V也存在一個隱憂，那就是缺乏強(qiáng)有力的主導(dǎo)者，進(jìn)而導(dǎo)致破碎化的問題。

　　當(dāng)年的MIPS其實也非常學(xué)院派，MIPS陣營的商業(yè)公司可以自由添加指令，比如龍芯就以MIPS為基礎(chǔ)添加了1000多條新指令，進(jìn)而形成了自己的指令集Loong ISA。這又使開發(fā)軟件的時候，即便同樣屬于MIPS，也必須分為龍芯版和MIPS版……

　　由于RISC-V也允許用戶自己加新指令，這就有可能使RISC-V破碎化，也許未來華為、高通、Google開發(fā)出的RISC-V處理器雖然都屬于RISC-V，但卻不能跑同樣一套軟件。

　　畢竟完全開放與有力的領(lǐng)導(dǎo)是一對矛盾，如果無法解決這個問題，恐怕RISC-V很難成長到能與X86和ARM爭雄的水平。