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要實現國產RISC-V自主可控發展需要怎樣做?

電子工程師 ? 來源:集微網 ? 作者:半導體投資聯盟 ? 2021-03-16 14:47 ? 次閱讀

摘要:從政策層面來說,要實現國產RISC-V自主可控發展,必須完善扶持機制,否則將舉步維艱。從企業自身來說要做到三點,一是,不能以盈利為目的進行RISC-V IP核的開發,否則只會適得其反;二是,一定要以市場為導向,找準自己的市場定位和客戶群,且在IP核開發時就跟市場銜接好;三是趕緊行動,如果等上個三五年,就真的難有機會了。

目前,全球微處理器指令集架構被ArmIntel X86壟斷。RISC-V指令集的橫空出世,有可能打破這一格局,并給大陸處理器IP帶來“自主可控”的發展契機。然而,美國和臺灣RISC-V指令集IP已開始商用,大陸廠商為何遲遲不動?如何才能跟上節奏?

Arm和X86壟斷成型,RISC-V以“開源”制勝

在探討本土廠商如何發展RISC-V之前,先了解一下什么是RISC-V指令集,相比Arm和Intel X86,RISC-V有哪些自己的優勢。

微處理器指令集架構(ISA)是溝通軟硬件運算之間的橋梁,是處理器的靈魂,它包括復雜指令集運算(CISC)、精簡指令集運算(RISC)、顯式并行指令集運算(EPIC)和超長指令字指令集運算(VLIW)四個種類。

其中Intel X86屬于CISC復雜指令集架構,ARM屬于RISC精簡指令集架構,RISC-V與Arm同宗同源,也屬于RISC架構,因其是RISC的第五個版本,故稱為RISC-V(five)。

自RlSC-V 2010年在伯克利大學誕生以來,業界出現最多的一個聲音就是,RISC-V可能改變現有的由Arm和Intel X86主導的處理器架構競爭格局,尤其將會對Arm在消費類、IOT嵌入式市場造成沖擊。今年6月,Arm還建立專門的網站riscv-basics.com對RISC-V從“成本、生態系統、碎片化風險、安全性和設計保證”五個方面進行攻擊,彰顯出Arm對RISC-V這個潛在對手的高度重視。

Arm和Intel X86指令集與RISC-V指令集大PK

相比Intel X86和Arm架構,RISC-V究竟有哪些競爭優勢呢?首先是功能優勢:(1)RISC-V架構的篇幅很短,不用背負向后兼容的歷史包袱;(2)模塊化的靈活設計,RISC-V可根據特定應用場景對指令集進行裁剪或修改;(3)RISC-V支持可擴展定制指令;(4)RISC-V硬件設計與編譯器實現起來非常簡單。

其次是開源的優勢,也是RISC-V進攻Arm的核心武器。作為RISC-V基金會成員,高云半導體接受集微網采訪時表示,任何公司和個人不需任何費用就可以自由使用RISC-V,不像ARM指令集需要支付高昂授權費,也不像英特爾不開放內核,只允許用戶基于微處理器進行應用開發。高云表示,RISC-V的開源會大大降低指令集修改和定制的門檻,在實現芯片差異化設計的同時降低成本,對本土發展自主可控處理器、擺脫國外壟斷有著十分重要的意義。

美國和臺灣正積極布署,大陸企業卻仍在觀望

如上所述,RISC-V開源的特性、極簡的架構與模塊化哲學,將給開發者帶來極大的便利。然而,相比Arm和Intel X86,RISC-V也有自身的短板——生態不完善。

2016年成立的RISC-V基金會吸引了IBM、NXP、西部數據、英偉達、高通、三星、谷歌、特斯拉、華為、中天微、中興微、阿里、高云、中科院計算所等國內外150多家企業與科研機構的加入,但真正宣布基于RISC-V指令集開發IP核的企業仍是鳳毛麟角。而在這極少數的企業當中,大陸企業又明顯少于美國和臺灣企業,更多仍處于觀望狀態。

芯來科技創始人曾公開發表感慨:“我們總是談追趕這個追趕那個,但是一個新的技術出現,卻又視而不見,眼看著又要錯過一個時代,以后又要談追趕了?!彼寡宰约菏窃凇靶募比绶佟钡那疤嵯聞撧k的芯來科技,為的就是不輸在起跑線上。

大陸某RISC-V科研機構也不無憂心地表示,美國和臺灣已有不少企業基于RISC-V開發出IP核甚至實現了商用,本土企業如果還處于觀望階段,若再等個幾年,黃花菜都涼了。

記者在采訪中對大陸RISC-V發展遲緩的原因進行了探尋,生態問題仍是當前最大的瓶頸,而隱藏于生態問題背后的“人才、資金和政策”不愿青睞RISC-V,才是本土發展RISC-V落后的根本因素。

人才方面,目前軟硬件開發者皆基于成熟的Arm架構開發,要聚集一群有志于開發RISC-V指令集的人才并不容易;資金方面,開發一款中等量級的成熟的CPU IP核,每年至少要投資500萬人民幣,因RISC-V發展處于起步階段,生態尚不完善,投入產出不成正比,很多企業甚至擔心投入的錢打了水漂。

美國和臺灣公司就無此顧慮嗎?美國公司處于產業鏈的高端環節,產品利潤較高,資本投入的壓力比國內企業小。同時,社會資本的青睞也對美國企業開發RISC-V指令集提供了助力,如SiFive 5月就完成了5060萬美元的C輪融資,參與此輪融資的公司還包括中國小米(Xiaomi)旗下的華米科技(Huami)。

“臺灣Andes本身也是賠錢的,但臺灣政府非常支持它并有一定資金投入,即便沒有客戶也支持它們做開發。同時,為了打破ARM的架構壟斷,臺灣企業還自發組織籌集資金,支持當地IP公司開發RISC-V指令集IP,共同促進RISC-V生態的建設?!贝箨懩砇ISC-V科研機構說。

相比之下,目前大陸只有上海市經信委出臺了文件,表示如果企業基于RISC-V指令集架構開發的產品是32位及以上的處理器芯片,且所用內核擁有國產自主知識產權,銷售額達到1000萬元以上,便可獲得一定的資金獎勵。眾所周知,如今RISC-V開發還處于草莽階段,銷售額達到1000萬元可謂天方夜譚。除此,因看不到盈利效應,也難吸引社會資本的加入。

這個局如何破?受訪人表示,從政策層面來說,要實現國產RISC-V自主可控發展,必須完善扶持機制,否則將舉步維艱。從企業自身來說要做到三點,一是,不能以盈利為目的進行RISC-V IP核的開發,否則只會適得其反;二是,一定要以市場為導向,找準自己的市場定位和客戶群,且在IP核開發時就跟市場銜接好;三是趕緊行動,如果再等上個三五年,就真的難有機會了。

該受訪人還指出,生態建設非一蹴而就,當務之急,類美國西部數據的閉環模式值得大陸公司借鑒?!拔鲾抵孕计淙慨a品都基于RISC-V做開發,就在于它是一個封閉的環境,開發的IP不是賣給第三方,而是用在自己的硬盤控制器上,解決了生態不完善的難題。大陸華為、中興等系統商已經具備這個實力,如基于RISC-V開發一款通信設備的專用芯片,加上自己開發的軟件,可在內部形成一個生態閉環?!?/p>

除此,國內CPU公司如飛騰、龍芯和君正,IP公司如國芯、中天微,FPGA公司高云等,均有基于RISC-V指令集做IP核開發的先天條件,本土也需要涌現出一批這樣的企業做好帶頭作用。不過,在政策推動和扶持機制上,有人不無擔心地提出,政府曾對多家國產CPU企業進行了投資,如今還沒收回成本,是否還會再投RISC-V呢?
編輯:lyn

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