介紹基于RISC-V的芯片

RISC-V到底是什么？其實(shí)他并不是開源的CPU設(shè)計(jì)方案

大家可能都覺得RISC-V是個(gè)開源的精簡(jiǎn)指令集CPU設(shè)計(jì)方案，其實(shí)這是錯(cuò)誤的。RISC-V僅僅是一套精簡(jiǎn)指令集的定義，開源的意思是任何人都可以免費(fèi)獲得指令集，并且自己去實(shí)現(xiàn)指令集，不需要支付任何費(fèi)用。打個(gè)不專業(yè)的比方，指令集可以看成一張大樓效果圖，圖上有大樓漂亮的外觀，完整的功能劃分，超前的設(shè)計(jì)理念等等。你可以免費(fèi)的從網(wǎng)上下載這張效果圖，然后找人把效果圖造成大樓，租售出去。出效果圖的人保證不會(huì)來向你收錢。我也有更專業(yè)的比方，我把x86的指令集免費(fèi)送給你，你可以自己實(shí)現(xiàn)兼容這套指令集的CPU，如果你的CPU做的足夠好，你還可以在這個(gè)CPU上支持Windows。是不是很爽？但爽也是有代價(jià)的，我們接著說。

RISC-V真的免費(fèi)嗎？免費(fèi)，但成本著實(shí)不低

免費(fèi)，必須免費(fèi)。指令集在網(wǎng)站上可以直接下載，文檔清晰，解釋清楚，擴(kuò)展靈活，一看就是高手高手高高手的作品。由于沒有兼容性的累贅，又是最新的設(shè)計(jì)，肯定非常貼合目前業(yè)界對(duì)CPU指令集的需求，可以說是眾望所歸。但是問題這個(gè)高手只給了一頁A4紙的指令集，CPU怎么實(shí)現(xiàn)他沒告訴你，高手沒有提供HLS或RTL源代碼，沒有告訴你應(yīng)該怎么Layout。這一切需要你自己想辦法解決。就好像給你一張大樓效果圖，免費(fèi)使用。但是想要把這棟大樓造出來，你必須解決一個(gè)最重要的問題“沒有施工圖紙”。你必須要有一大堆工程師去設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，材料，水電管道，電梯樓梯，智能樓宇系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)。。。。。。，還要有工程隊(duì)，還要有物業(yè)團(tuán)隊(duì)。。。。。。所以想把他造出來實(shí)在是太困難了。至少需要上市公司的實(shí)力，不然可能就只能造個(gè)外觀接近效果圖的小屋子給自己擋擋風(fēng)了。反正我是用不起這免費(fèi)的效果圖。

為什么不少人喜歡RISC-V？喜歡的不一定是合適的。

為什么喜歡？我覺得有以下幾個(gè)原因：

1.指令集設(shè)計(jì)太高超了，精簡(jiǎn)而高效，既嚴(yán)謹(jǐn)又可以靈活擴(kuò)展，又有眾多業(yè)界領(lǐng)袖參與設(shè)計(jì)。什么x86, Arm, PowerPC, MIPS統(tǒng)統(tǒng)都是為了兼容以前的產(chǎn)品拖累了產(chǎn)品創(chuàng)新。就如同貝聿銘團(tuán)隊(duì)推出了一份大樓的效果圖，各大地產(chǎn)商巨頭都說我以后都準(zhǔn)備蓋這樣的大樓，這個(gè)樓實(shí)在太漂亮了，功能太強(qiáng)大了，設(shè)計(jì)太先進(jìn)了，造出來了肯定火，現(xiàn)有的大樓以后都會(huì)住著不舒服。

2.指令集架構(gòu)開源免費(fèi)，誰都可以設(shè)計(jì)兼容的芯片。大樓效果圖不要錢，拿來就可以拉幾個(gè)兄弟開始造，還可以用效果圖找大款親戚入伙。誰讓這圖人見人愛呢？

3.RISC-V還有很好的擴(kuò)展性，可以根據(jù)需求，增加擴(kuò)展的指令集實(shí)現(xiàn)客戶化的功能。就好像在大樓上還可以定制一些密室，滿足一下自己的小小愿望。

4.指令集的實(shí)現(xiàn)方法自主可控，源代碼都是自己寫的，可不是放心么。就好像自己造的樓肯定安全，每塊磚都是自己選的，物業(yè)保安也都是自己雇的，放心

5.指令集架構(gòu)的生態(tài)鏈正在成長(zhǎng)和完善，toolchain，IDE，仿真，虛擬機(jī)一個(gè)不會(huì)少。就好像以后可能全國到處都有這樣的樓，物業(yè)，水電，管理都一套規(guī)范。如果要搬到其他城市，家具都不用換，拎包入住。

戀愛容易結(jié)婚難，合不合適只有用的人才知道。我來分析一下大家就明白了。

1.指令集架構(gòu)好也要有好的設(shè)計(jì)才能體現(xiàn)出來，涉及RTL編碼，layout，半導(dǎo)體制程，封裝等一系列技術(shù)，這是一個(gè)系統(tǒng)工程。Intel和AMD的CPU指令集基本一樣，但性能功耗的差異地球人都知道。還有TI，Cyrix，這些PC CPU先烈們也是用了同樣的指令集。采用Arm指令集架構(gòu)的產(chǎn)品就更多了，做的好的也不少，但你能說出名字的可能也就那么幾家。所以指令集架構(gòu)先進(jìn)不代表CPU一定就好，設(shè)計(jì)水平，工藝，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，等等一樣都不能差。就像大樓效果圖確實(shí)漂亮，但真能造出來的估計(jì)不會(huì)太多，畢竟自備設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，施工隊(duì)和物業(yè)公司的大款太少。而且施工難度著實(shí)不小，造出來有沒有質(zhì)量問題還真難說。

2.指令集架構(gòu)開源免費(fèi)，但HLS或RTL不一定。業(yè)界已經(jīng)有很多免費(fèi)開源的實(shí)現(xiàn)代碼了，但沒有人會(huì)為質(zhì)量負(fù)責(zé)，沒有三包。解決方法有：買商用的版本，SiFive, Andes等，但要服務(wù)費(fèi)。也可以自己做，工程師成本自己扛。我感覺都不便宜，出來的東西能不能用現(xiàn)在也不好說，風(fēng)險(xiǎn)不是一般的大?；氐酱髽切Ч麍D的比方，效果圖是不要錢，但想要住著個(gè)樓。要么買現(xiàn)成的造好的，要么自己設(shè)計(jì)施工圖，材料也要自己買，水電煤還要自己接，造出來有質(zhì)量問題也要自己負(fù)責(zé)。都是時(shí)間和錢啊。

3.擴(kuò)展性好確實(shí)很重要，但擴(kuò)展的指令集就和RISC-V關(guān)系不大了，雖然組織制定了一系列規(guī)范來保證兼容性，但效果怎么樣確實(shí)不好說。就像效果圖上留了一片空白方框，給你做密室，還試圖規(guī)定密室的布局，但畢竟密室都是自己做的，而且一定是秘密的，一切還是要自己從頭來做，感覺沒占到免費(fèi)效果圖的光啊。

4.指令集架構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)的成長(zhǎng)是個(gè)很復(fù)雜和漫長(zhǎng)的過程，5年-10年都很正常。還需要一個(gè)領(lǐng)頭羊，就像x86有了windows，x86才真正建立起生態(tài)系統(tǒng)，然后是Linux；Arm有谷歌Android才能造就現(xiàn)在的成功。同時(shí)碎片化也是一個(gè)很難處理的問題，特別是對(duì)開源的架構(gòu)，這個(gè)問題會(huì)更挑戰(zhàn)。就像效果圖大樓的住戶搬到其他城市同樣效果圖的大樓住，發(fā)現(xiàn)樓看上去是一樣，但房門比原來的樓小了點(diǎn)，家具搬不進(jìn)去，密室是有，但里面沒有床和衛(wèi)生間，不好用啊。

基于RISC-V的芯片會(huì)是個(gè)什么樣子？什么樣子的應(yīng)該都會(huì)有

開源項(xiàng)目參與的人多，當(dāng)然會(huì)豐富多彩，百家爭(zhēng)鳴。所以RISC-V的芯片肯定會(huì)有很多形態(tài)。當(dāng)然也就會(huì)有良莠不齊的問題。水平高的團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品肯定會(huì)好一些，但也不能阻止不太懂的人不嘗試吧。所以會(huì)有Intel的成功典范，也會(huì)有Cyrix這樣的先烈；會(huì)有ARM在智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的成功，也會(huì)有MIPS的逐漸的沒落。還有一個(gè)特點(diǎn)就是RISC-V的芯片應(yīng)該SoC為多，所以CPU主頻，外圍接口，功能模塊會(huì)比PC CPU這樣的通用CPU要豐富的多。林子大了，肯定什么鳥都會(huì)有，我覺得用淘寶買家秀和賣家秀來比喻最貼切，你不能說貨不對(duì)版，但差距咋就這么大呢？說好的瓜子臉咋就變成南瓜子了，說好的大長(zhǎng)腿咋就羅圈了呢？這都是因?yàn)殡m然基本指令集都一樣，但設(shè)計(jì)的方法和思路各不相同，擴(kuò)展指令集千差萬別。做個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋扔?，雖然衣服一樣，但身材不一樣，臉不一樣，搭配的首飾和配飾也不一樣，所以出來的效果可以完全不一樣。

RISC-V到底有沒有前途？現(xiàn)在說不準(zhǔn)。

可以說有，也可以說沒有，說有前途是覺得免費(fèi)又好用的東西肯定能成功，但還需要考慮更多的因素。原因如下：

1.大廠可能真的能把好的架構(gòu)變成成功的產(chǎn)品。就像Intel做x86 CPU,高通做的Arm指令集智能手機(jī)芯片。回到效果圖的比喻，萬科和萬達(dá)有能力把大樓效果圖變成高科技大樓，租金很高，大家搶著租。這個(gè)肯定可以有，誰讓人家牛B呢？

2.但并不是每個(gè)公司都可以免費(fèi)的從RISC-V指令集架構(gòu)受益，因?yàn)樗麑?duì)技術(shù)水平，資金投入和時(shí)間的要求都不低。可以從第三方買，但一份價(jià)錢一份貨。我沒法自己蓋樓，但我從大廠那租或買。但感覺這跟效果圖免不免費(fèi)已經(jīng)沒關(guān)系了。

3.RISC-V目前還處于早期的階段，沒有太多的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，先行者肯定要承擔(dān)更多的驗(yàn)證，測(cè)試等小白老鼠的工作。這是必然的過程，中間的不可控因素就會(huì)很多，所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)大公司都加入了組織，但并沒有大動(dòng)作，都是在試水的階段。就像有公司把施工圖紙做出來了，你可以去買，然后找施工隊(duì)按施工圖紙施工，但造出來的房子能不能通過檢測(cè)人家不保證，因?yàn)檫€沒人真把這房子造出來多，到底好不好還不確定。所以誰都會(huì)謹(jǐn)慎對(duì)待這件事

4.正因?yàn)槌墒斓倪^程會(huì)比較漫長(zhǎng)，所以不確定因素會(huì)很多，最后有沒有贏家不一定，是大家共贏還是一兩家獨(dú)大也不好說，贏家是因?yàn)橹噶罴軜?gòu)的成功而成功，還是因?yàn)槠渌蚨晒Χ疾缓谜f。是否能達(dá)到RISC-V設(shè)計(jì)者的初衷，真的還說不準(zhǔn)。但是鉆石總會(huì)發(fā)光的，現(xiàn)在RISC-V這顆原石能不能被打造成海洋之星這顆寶石，請(qǐng)大家拭目以待。