ARM與RISC-V之爭 后起之秀的優(yōu)勢在哪兒？

從2010年夏天開始，伯克利研究團(tuán)隊(duì)大約花了四年的時(shí)間，設(shè)計(jì)和開發(fā)了一套完整的新的指令集。這個(gè)新的指令集叫做RISC-V，指令集從2014年正式發(fā)布之初就受到多方質(zhì)疑，到2017年印度政府表示將大力資助基于RISC-V的處理器項(xiàng)目，使RISC-V成為了印度的事實(shí)國家指令集。再到今年國內(nèi)從國家政策層面對于RISC-V進(jìn)行支持，上海成為國內(nèi)第一個(gè)將RISC-V列入政府扶持對象的城市。IBM、NXP、西部數(shù)據(jù)、英偉達(dá)、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(jì)算所等國內(nèi)外150多家企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的加入RISC-V陣營。

經(jīng)過短短幾年時(shí)間，RISC-V不僅有政策的支持，企業(yè)和學(xué)術(shù)圈對這個(gè)開源指令集的關(guān)注度不斷提高，甚至讓Arm也感受到了壓力。因?yàn)樽訰lSC-V 2010年在伯克利大學(xué)誕生以來，業(yè)界出現(xiàn)最多的一個(gè)聲音就是，RISC-V可能改變現(xiàn)有的由Arm和Intel X86主導(dǎo)的處理器架構(gòu)競爭格局，尤其將會對Arm在消費(fèi)類、IoT等嵌入式市場造成沖擊。

ARM與RISC-V的區(qū)別

ARM架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)都源自1980年代的精簡指令計(jì)算機(jī)RISC。兩者最大的不同就在于其推崇的大道至簡的技術(shù)風(fēng)格和徹底開放的模式。ARM是一種封閉的指令集架構(gòu)，眾多只用ARM架構(gòu)的廠商，只能根據(jù)自身需求，調(diào)整產(chǎn)品頻率和功耗，不得改變原有設(shè)計(jì)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展演變，CPU架構(gòu)變得極為復(fù)雜和冗繁，ARM架構(gòu)文檔長達(dá)數(shù)千頁，指令數(shù)目復(fù)雜，版本眾多，彼此之間既不兼容，也不支持模塊化，并且存在著高昂的專利和架構(gòu)授權(quán)問題。反觀RISC-V，在設(shè)計(jì)之初，就定位為是一種完全開源的架構(gòu)，規(guī)避了計(jì)算機(jī)體系幾十年發(fā)展的彎路，架構(gòu)文檔只有二百多頁，基本指令數(shù)目僅40多條，同時(shí)一套指令集支持所有架構(gòu)，模塊化使得用戶可根據(jù)需求自由定制，配置不同的指令子集。

未來ARM和RISC-V的競爭將會何去何從？

目前ARM占據(jù)了以移動設(shè)備為代表的處理器IP的絕大部分市場，而RISC-V則是后起之秀。那么，未來會何去何從呢？

ARM與RISC-V的競爭有點(diǎn)像上世紀(jì)末的Windows和Linux之爭，ARM和RISC-V的未來競爭格局也可能類似。首先幾乎可以肯定的是，在ARM的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域，即手機(jī)領(lǐng)域，RISC-V基本沒有機(jī)會，因?yàn)槭謾C(jī)經(jīng)過十年迭代后不太會徹底改變處理器內(nèi)核了，這也和目前Windows經(jīng)過二十多年風(fēng)雨仍然是PC市場操作系統(tǒng)龍頭老大一樣。但是，在新興的領(lǐng)域，RISC-V和ARM都處于同一起跑線上，而RISC-V憑著指令集開源等特性很有可能可以擊敗ARM，或者至少能夠占據(jù)可觀的市場份額。目前這樣的新興市場主要是物聯(lián)網(wǎng)市場。物聯(lián)網(wǎng)市場有長尾化的特性，擁有眾多細(xì)分市場，同時(shí)對于功耗有很高的要求，因此對于可以針對不同應(yīng)用靈活修改指令集和芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的RISC-V有優(yōu)勢，相比之下使用ARM往往只能做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)差異化。此外，物聯(lián)網(wǎng)市場對于成本較敏感，RISC-V免費(fèi)授權(quán)的特點(diǎn)對于芯片廠商也很重要。

在RISC-V基金會名單中，我們可以看到高通、聯(lián)發(fā)科這樣重點(diǎn)布局物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)。而在目前很火的AI芯片市場，ARM和RISC-V則尚看不出明顯的優(yōu)劣。這是因?yàn)楦咝阅蹵I芯片中無論是使用ARM還是RISC-V的核，主要都是作為控制器來使用，最主要的也是最核心的計(jì)算單元往往是電路設(shè)計(jì)師自行設(shè)計(jì)而不會使用IP；另一方面AI芯片的利潤空間往往較大，因此RISC-V的免費(fèi)的特點(diǎn)并沒有帶來特別大的優(yōu)勢。