目前，全球的CPU市場基本被兩種架構壟斷，x86架構和ARM架構。前者主要為美國Intel和AMD兩家公司所有，在桌面和服務器市場佔據壟斷地位；後者則是ARM公司擁有，在移動和嵌入式領域佔據壟斷地位。雖然它們具有較全面的技術和產品覆蓋範圍，歷史悠久且生態成熟。但同時，其高昂的授權費，高度複雜和繁瑣的指令集對部分企業的使用造成阻礙。因此，開源簡潔的RISC-V指令集架構呼之欲出。
何為開源芯片RISC-V
RISC-V是一個基於精簡指令集（RISC）原則的開源指令集架構（ISA），“V”表示第五代RISC。最初80年代的RISC指令集僅用於計算機架構教學，但是在開源計算機系統市場需求不斷迫切的背景下，2010年，由美國加州大學伯克利分校計算機科學中心的Krste Asanovic教授和David Patterson教授等團隊共同發明了完全開放源代碼的RISC-V指令集，並在2014年發佈了第一版用戶手冊。
RISC-V極具顛覆性的特點在於，它是一個開源芯片模式，包括指令集架構的開發模式和商業模式。全球任何公司、研究機構或個人在BSD（Berkeley Software Distribution license）許可證下，都可以自由免費地使用指令集進行CPU設計、開發並添加自有指令集進行拓展。同時，BSD許可證是一個廣泛使用且標準十分寬鬆的開源軟件協議，在該議下用戶基於RISC-V指令集架構製作的處理器，可以自主選擇公開自由發行、商業銷售、更換其他許可協議或完全閉源在內部使用。
RISC-V的優勢對比
RISC-V與ARM-32和x86-32的優勢對比：
表1 指令集手冊對比
表2 指令集架構及CPU對比
具體而言，RISC-V主要擁有三個優勢：
（1）設計優勢
免除授權費用和知識產權風險的完全開源免費，這是RISC-V存在的主要意義。傳統的芯片設計有時需要上億研發費用、投入上百人的團隊和花費大量時間，使得中小型科技企業不可能承擔芯片研發，被迫只能使用市場上已有產品，既造成了芯片市場的絕對壟斷，又喪失發展的主動權。而開源芯片設計可以將芯片設計門檻大大降低，甚至於3-5人的小團隊在3-4個月內，只需幾萬元便能研製出一款有市場競爭力的芯片，十分適應於中小企業創業，能夠有效促進芯片產業的繁榮。
（2）技術優勢
目前成型的技術代碼集小，並且支持模塊化，性能十分優越，能夠滿足從微控制器到超級計算機等各種複雜程度的處理器需求，支持從FPGA、ASIC乃至未來器件等多種實現方式。同時能夠高效地實現各種微結構，支持大量定製與加速功能，並與現有軟件及編程語言可良好適配。
（3）前景廣闊
隨著人工智能和物聯網等新一代信息技術的發展，各種場景下對於CPU需求日益碎片化，嵌入式應用前景廣闊，低功耗、低成本和訂製化需求越來越大，這使得RISC-V的精簡、低功耗、模塊化和可擴展的優勢與數字經濟未來發展方向十分契合。
（4）管理優勢
最初的RISC-V指令集是20世紀50年代的，因而大多數專利早已過期，在商業化和開源使用方面不會存在大的專利壁壘和成本問題；另外，RISC-V由2005年成立的基金會管理，這是一個非盈利的中立機構和開放社區，主要負責日常維護RSIC-V指令集標準手冊與架構文檔，參與RISC-V相關規範地制定和軟硬件生態系統的發展。基金會採取會員制管理，目前共有上百家會員單位，阿里、華為都是其中的白金會員，這種開放式的管理模式能夠有效地促進RISC-V社區的交流和創新，形成生態系統從而降低研發成本，打破芯片市場的壟斷。
中國的RISC-V策略
2018年9月20日，由國內外RISC-V領域重點企業、研究機構和行業協會在上海共同發起成立了中國RISC-V產業聯盟（China RISC-V Industry Consortium （CRVIC））。此後，2018年11月8日，在網信辦、中國科學院等支持和指導下，中國開放指令生態（RISC-V）聯盟在第五屆互聯網大會上正式宣佈成立，並舉行揭牌發佈儀式。
開源芯片模式對於我國打破芯片市場壟斷、實現芯片自主可控和創新具有重要意義。因此，我國應當加大芯片自主創新力度，營造其完善的生態系統。具體而言，首先，要為開源社區提供經過流片驗證的高質量RISC-V開源核及SoC芯片設計方案；第二，逐步構建一套基於開源工具鏈、開源IP、開源工藝庫的SoC芯片設計流程，為企業提供商業版工具與IP之外的開源方案；第三，迭代優化開源工具，提高設計驗證效率，為大批科研機構、中小企業提供定製芯片服務，降低芯片開發門檻。 最後，鼓勵企業、研究機構和協會加入開源社區，利用開放式的會員模式，提高我國在開源芯片技術規則制定領域的話語權和影響力。
專家介紹
倪光南，中國工程院院士，一直致力於發展自主可控的信息核心技術和產業，2011年和2015年分別獲得中國中文信息學會和中國計算機學會終身成就獎。
閱讀更多 賽博安全 的文章
