【文/觀察者網(wǎng) 呂棟】

俄烏沖突爆發(fā)后，X86和ARM陣營相繼宣布斷供俄羅斯，此舉對俄芯片業(yè)造成打擊的同時，也讓更多人關(guān)注到世界上還有另外一種開源的指令集標準RISC-V。尤其是近期英特爾宣布加入RISC-V國際基金會、Meta自研7納米RISC-V處理器、印度推出RISC-V處理器發(fā)展規(guī)劃等，更讓RISC-V頻繁見諸報端。

中國企業(yè)和機構(gòu)也在深度布局新興的RISC-V，目前在RISC-V國際基金會的19個高級會員中，和中國相關(guān)的達到12個，基金會董事會中已有超過一半的席位來自于中資企業(yè)。

多方押注，RISC-V的發(fā)展前景和政治安全性如何？日前，RISC-V國際基金會CEO雷德蒙德在接受外媒采訪時表示，RISC-V比ARM進步的更快，希望未來可以“統(tǒng)治世界”，該組織不會阻止任何人參與RISC-V。但她同時提到，如果國家層面的制裁力度更大，該組織將在必要時做出改變。

對于RISC-V得到越來越多的支持和關(guān)注，中科院大學(xué)教授包云崗等人近期曾撰文指出，RISC-V為中國等發(fā)展中國家?guī)硗黄艭PU壟斷的機會，但也不能盲目樂觀，開源芯片還處于起步階段，要構(gòu)建相對完整的技術(shù)體系進而形成一個開源芯片生態(tài)，仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和難題。

RISC-V國際基金會CEO雷德蒙德

“硬件領(lǐng)域的Linux”

在手機、電腦等終端設(shè)備中，處理器芯片處于核心地位，而指示處理器執(zhí)行某種運算、處理功能的命令被稱為“指令”，全部指令的集合也被稱作“指令集”。為實現(xiàn)指令系統(tǒng)而構(gòu)建出來的硬件電路，被稱作“架構(gòu)”。通俗地講，指令集就像是一種語言的語法規(guī)則，根據(jù)這套語法規(guī)則，可以遣詞造句寫出不同的文章。

科技領(lǐng)域通常所說的X86和ARM，就是不同的指令集標準。類似漢語、英語、日語等，不同指令集擁有不同的語法規(guī)則。根據(jù)不同的指令集標準，可以設(shè)計出不同的處理器芯片。例如，基于X86的英特爾酷睿和AMD銳龍?zhí)幚砥鳎贏RM的海思麒麟和鯤鵬，高通驍龍，聯(lián)發(fā)科天璣，蘋果A系列和M1系列等處理器。

計算機體系結(jié)構(gòu)示意圖

2010年誕生于美國伯克利大學(xué)的RISC-V，同樣是一種指令集標準。不過與X86、ARM屬于公司私有的指令集不同，RISC-V的最大特點是開源，相關(guān)源代碼和文檔免費公開，可以降低芯片設(shè)計的門檻。2015年，負責管理運營RISC-V的非盈利組織“RISC-V基金會”成立，并于2019年遷址瑞士，成立RISC-V國際基金會。

當?shù)貢r間5月7日，RISC-V國際基金會CEO卡莉斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）在接受英國科技媒體“The Register”采訪時坦言，她希望RISC-V這個新興的開源處理器技術(shù)可以“統(tǒng)治世界”（world domination），但要真正做到這一點，這家非盈利組織需要來自各方的支持，甚至包括那些已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位的指令集廠商的支持，比如說X86巨頭英特爾。

“我們必須獲得一定的資金，才能運營和管理這種特殊的組織”，雷德蒙德認為，以付費會員的形式獲得支持，對開發(fā)沒有授權(quán)費用的CPU指令集架構(gòu)（ISA），以及更好地同X86和ARM進行競爭，是有必要的。

在加入RISC-V國際基金會之前，雷德蒙德是一位在IBM擁有12年工作經(jīng)驗的“行業(yè)老兵”，她極力推薦加入RISC-V國際基金會，該組織讓付費會員在開源指令集架構(gòu)的未來發(fā)展中擁有更多的發(fā)言權(quán)。對于科技公司來說，這是一個比專有指令集架構(gòu)（即X86和ARM）更公平的競爭環(huán)境。

“每個人從中得到的利益都與其他各方相關(guān)，他們會說，‘我的命運不被任何一家或幾家公司決定。大家共同進行投入，因此我的風險水平要低得多’?！彼f道。

報道截圖

今年2月，英特爾以高級會員（Premier Members）身份加入RISC-V國際基金會，該公司代工服務(wù)部高管同時加入基金會董事會和技術(shù)指導(dǎo)委員會，并推出10億美元基金建立代工創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。而按照基金會規(guī)定，只需要繳納每年25萬美元的會員費，就能自動獲得董事會成員席位和技術(shù)指導(dǎo)委員會席位，后者決定指令集架構(gòu)的新功能和規(guī)格，這種方式使得全世界的企業(yè)都可以擁有相同的機會去爭取話語權(quán)。

雷德蒙德這樣描述RISC-V國際基金會高級會員的想法：我真的很想支持這個項目，因為它幫助我實現(xiàn)了自己的商業(yè)化，同時也建立了一個生態(tài)系統(tǒng)，促進整個行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，在那里我將找到發(fā)展伙伴、客戶、新機會，推動所有這些項目，以使一些事情真正具有戰(zhàn)略持久性。

英特爾之外，RISC-V國際基金會還有18家高級會員。其中有多家中國公司，包括中國大陸的阿里云、成為資本、華為、中興通訊、紫光展銳、希姆計算等，中國臺灣的晶心科技，美國公司包括谷歌、西部數(shù)據(jù)等。另外還包括一些初創(chuàng)公司，例如賽昉科技、Ventana Micro Systems以及SiFive。

2021年6月，成為資本創(chuàng)始及執(zhí)行合伙人、RISC-V國際基金會理事李世默在RISC-V 2021中國峰會演講中提到：我將全球化1.0稱作世界秩序中的X86，這個體系是封閉的，任何國家要想在這一體系中取得發(fā)展，都必須采用西方的自由主義政治、新自由主義經(jīng)濟。從單一走向多元，從排他走向包容，從普世走向普惠，從封閉的X86走向開源的RISC-V，就是歷史潮流推動下的全球化2.0。

RISC-V國際基金會高級會員

比高級會員更多的是級別相對較低的戰(zhàn)略會員（Strategic Members），包括國外的三星、IBM、英偉達、高通、希捷、恩智浦、英飛凌、亞德諾等，國內(nèi)的有浪潮信息、紫光同創(chuàng)、兆易創(chuàng)新、北京君正、碧桂園創(chuàng)投、瑞芯微等公司。這些公司根據(jù)實體規(guī)模收取會員費，最高每年3.5萬美元，較小的組織可以支付一半或更少，有權(quán)提名三名理事會代表。

其實RISC-V 國際基金會近2500名會員不只是企業(yè)，還包括大學(xué)和政府相關(guān)機構(gòu)。

今年4月底，印度電子與信息技術(shù)部宣布將以高級會員身份加入RISC-V 國際基金會，并對外公布“數(shù)字印度RISC-V處理器”（DIR-V）發(fā)展規(guī)劃，目標是基于開源RISC-V指令集自主研發(fā)微處理器，并在2023年12月前實現(xiàn)流片，口號是將印度打造為RISC-V技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的全球性高地。

另一個具有高級會員身份的重要政府相關(guān)實體是中國科學(xué)院，該機構(gòu)通過下屬軟件研究所和計算技術(shù)研究所參與其中。去年6月，中科院計算所研究員包云崗曾公開發(fā)布國產(chǎn)開源高性能RISC-V處理器核心——香山。

由于中科院是美國貿(mào)易管制的對象，也凸顯出RISC-V在國際緊張局勢中以開源性質(zhì)所處的獨特地位。

雷德蒙德指出，就像俄羅斯等其他國家一樣，RISC-V國際基金會不尋求阻止任何人加入其中，不過該組織將在必要時做出改變（make changes if needed）。

她表示：“如果事情發(fā)展到國家層面制裁更嚴厲的地步，我們可能需要調(diào)整策略。但在這一點上，我們會遵守規(guī)則，并與全球其他開源組織保持密切聯(lián)系，了解他們會怎么做。”

今年2月俄烏沖突爆發(fā)后，英特爾、AMD代表的X86陣營和ARM公司相繼宣布暫停向俄羅斯客戶和合作伙伴交付產(chǎn)品和提供支持，進一步投資RISC-V被視為俄羅斯發(fā)展自主芯片的唯一選擇。

從理論上來說，RISC-V的開源模式被視為“硬件領(lǐng)域的Linux”，作為公開的技術(shù)創(chuàng)新不應(yīng)受到政治上的約束。但早在特朗普執(zhí)政時期，針對華為的制裁措施就沒有豁免開源模式。為了規(guī)避更多的政治風險，RISC-V國際基金會決定選擇將總部搬遷到瑞士。但從雷德蒙德最新表態(tài)來看，潛在的政治風險似乎仍然存在。

“預(yù)計更多人將轉(zhuǎn)向RISC-V”

對于RISC-V的發(fā)展前景，中國工程院院士倪光南曾在2019年底做出過預(yù)測，未來RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一，在CPU領(lǐng)域?qū)⑿纬蒟86、ARM、RISC-V三分天下的格局。他認為，中國新一代信息技術(shù)，比如大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、VR、邊緣計算都可以嘗試采用RISC-V。

雷德蒙德在最新采訪中透露，歷史上與X86和ARM有密切關(guān)系的公司，正在考慮RISC-V以分散風險。除此之外，RISC-V還可以為這些公司提供另一個不同的指令集架構(gòu)，以支持他們?nèi)找嬖鲩L的異構(gòu)計算需求。

“這樣做有商業(yè)意義?！彼硎?。

對于英特爾來說，雷德蒙德認為，這家X86巨頭加入RISC-V陣營，有助于支持英特爾重獲新生的代工制造業(yè)務(wù)。在新CEO基辛格上任后，英特爾已經(jīng)承諾為客戶代工基于X86、ARM和RISC-V的定制芯片，以謀求在芯片制造領(lǐng)域重新領(lǐng)先。雖然英特爾支持RISC-V被外界視為可能會與傳統(tǒng)的X86業(yè)務(wù)產(chǎn)生沖突，但雷德蒙德并不認為這會對英特爾的生存構(gòu)成威脅。

英特爾CEO基辛格

“這不是內(nèi)部消息，但我十分確定他們并不太擔心自己的X86業(yè)務(wù)。我的意思是，他們牢牢占據(jù)著主導(dǎo)地位。他們有很多客戶進行數(shù)百萬美元量級的投入。人們通常不會放棄現(xiàn)有的投資?！崩椎旅傻卤硎尽?

但雷德蒙德的確看到了RISC-V在新興領(lǐng)域贏得業(yè)務(wù)的機會。她認為，隨著時間的推移，設(shè)備和IT基礎(chǔ)設(shè)施將越來越多地轉(zhuǎn)向開源指令集架構(gòu)，“隨著技術(shù)的繼續(xù)推進和完善，在一兩代之后，我預(yù)計更多人可能會轉(zhuǎn)向RISC-V”。

就在上個月，MIPS指令集架構(gòu)的擁有者美國Wave公司宣布，將放棄一度流行的MIPS架構(gòu)，并將于今年推出兩款采用RISC-V架構(gòu)設(shè)計的新微處理器，“為了讓公司繼續(xù)存活下去，它需要找到另一種方式來對抗已經(jīng)輸?shù)舻纳鷳B(tài)系統(tǒng)之戰(zhàn)”。

對于RISC-V的興起，雷德蒙德還有更細致入微的觀察。她相信，X86和ARM并不一定會過時。相反，她猜測芯片設(shè)計公司將越來越多地把X86、ARM和RISC-V視為同一工具箱中的工具，這將導(dǎo)致設(shè)備和IT基礎(chǔ)設(shè)施中出現(xiàn)更多的指令集架構(gòu)，而這種跡象已在逐步顯現(xiàn)。

例如，英特爾在一些產(chǎn)品中使用了ARM的內(nèi)核，包括在可編程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備Mount Evans IPU中使用16個ARM Neoverse N1核；AMD處理器在基于硬件的安全性上依賴于ARM，該公司同時正考慮將RISC-V整合到未來的產(chǎn)品中；雖然英偉達在即將推出的服務(wù)器CPU上擴大了對ARM的使用，但它也在自己的GPU中使用了RISC-V，與ARM競爭的Imagination也是如此。

“你開始以不同的眼光看待技術(shù)和硬件，把它們當做一個組成部分，而不是盲目的迷信某一種技術(shù)?！崩椎旅傻卤硎?。

英特爾Mount Evans IPU中使用16個ARM Neoverse N1核

“ARM用20年，我們只用5年”

盡管不少業(yè)內(nèi)人士對RISC-V的發(fā)展表達了樂觀，甚至競爭對手也選擇加入，但必須指出的是，在大多數(shù)情況下，RISC-V仍然不是服務(wù)器和PC行業(yè)的主流選擇。

今年3月，美國RISC-V芯片設(shè)計廠商SiFive首席執(zhí)行官帕特里克·利特爾（Patrick Little）坦言，預(yù)計在2025年底之前，該公司設(shè)計的處理器不會用于商用個人電腦，而服務(wù)器方面的努力將需要更長的時間。不過，SiFive已成為RISC-V陣營的首支獨角獸。

還應(yīng)該指出的是，過去幾年在蘋果等公司的支持下，ARM才剛剛在PC和服務(wù)器領(lǐng)域嶄露頭角。

蘋果M1 Ultra芯片

但雷德蒙德透露，谷歌和其他所謂的“超大規(guī)模企業(yè)”正在“暗中進行”RISC-V項目，西部數(shù)據(jù)和希捷等公司的存儲設(shè)備中的微控制器，也是基于RISC-V指令集架構(gòu)。她還特別提到了阿里巴巴的玄鐵RISC-V處理器，這款處理器主要用于智能家電、車載、工業(yè)控制、邊緣計算等領(lǐng)域。

雷德蒙德還表示，三星電子和Esperanto Technologies以及其他公司正在測試一款擁有1000個內(nèi)核的RISC-V人工智能處理器，另一家創(chuàng)業(yè)公司Ventana Micro Systems正在開發(fā)基于RISC-V的服務(wù)器芯片。

雷德蒙德并沒有介紹PC使用RISC-V處理器的例子。

但據(jù)The Register報道，SiFive在2020年底推出了臺式機的RISC-V開發(fā)板，Microchip則推出業(yè)界首款基于RISC-V的SoC FPGA開發(fā)套件，“可以肯定地說，各種項目和產(chǎn)品都在進行中”。

雷德蒙德承諾，今年晚些時候可以看到更多服務(wù)器和PC應(yīng)用RISC-V處理器的案例，“今年你會看到筆記本電腦以及更多數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用案例”。

這位CEO還做出了更大膽的承諾：ARM用了大約二十年才達到今天的水平，她預(yù)計RISC-V大約需要五年就能取得同樣的進展，“我們在采用曲線（adoption curve）上處于什么位置？我們還沒有走到一半，但我們很快就會到達?！彼f。

但她也補充稱，五年時間并不是一個“精確的預(yù)測”，因為RISC-V國際基金會及其成員需要在指令集方面完善一些額外的功能以及軟件支持，以覆蓋廣泛的應(yīng)用。

讓雷德蒙德對RISC-V在未來幾年獲得更多吸引力充滿信心的是，這款指令集架構(gòu)正得到更多組織的支持，“我們之所以能更快地實現(xiàn)目標，是因為我們在整個社區(qū)擁有更大的共享投資池，這正在推動這一點。”

今年3月，中科院計算所研究員包云崗、中國工程院院士孫凝暉等人撰文指出，基于開源指令集?RISC-Ⅴ的開源芯片生態(tài)正在快速崛起，為包括中國在內(nèi)的廣大發(fā)展中國家突破中央處理器（CPU）芯片領(lǐng)域的技術(shù)壟斷和市場壟斷帶來新機遇。

但文章也同時指出，芯片領(lǐng)域不能盲目樂觀，開源軟件經(jīng)歷了近?40?年的發(fā)展才形成今天的蓬勃態(tài)勢，而開源芯片還處于起步階段，要構(gòu)建相對完整的技術(shù)體系進而形成一個開源芯片生態(tài)，仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和難題。中國在開源芯片領(lǐng)域具備很好的條件，有機會成為開源芯片領(lǐng)域的引領(lǐng)者。

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