電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）RISC-V起源于2010年，當(dāng)時(shí)加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)為了不使用復(fù)雜的ARM、MIPS、SPARC和X86等現(xiàn)有架構(gòu)，設(shè)計(jì)了一套全新的指令集。雖然四人小隊(duì)只用了三個(gè)月就完成了RISC-V指令集的開(kāi)發(fā)，但今天這個(gè)指令集已經(jīng)釋放出巨大的能量，即將和x86和ARM架構(gòu)并立，形成處理器主流架構(gòu)的“三足鼎立”之勢(shì)。

當(dāng)前，RISC-VInternational會(huì)員陣容中星光閃耀，阿里、谷歌、華為、英偉達(dá)、高通等國(guó)際頂級(jí)大廠都在其中，就連英特爾也已經(jīng)于2022年2月8日正式加入。并且，RISC-VInternational的首席執(zhí)行官Calista Redmond在今年的Embedded World表示，“估計(jì)市場(chǎng)上已經(jīng)有100億個(gè)RISC-V核?！?br />
因此，RISC-V今天的爆發(fā)之勢(shì)除了架構(gòu)本身的優(yōu)勢(shì)之外，處理器IP廠商也是起到了至關(guān)重要的作用，我們來(lái)系統(tǒng)地看一下。

RISC-V架構(gòu)簡(jiǎn)介

RISC-V第一版指令集發(fā)布于2011 年 5 月，設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只包含了不到 50 條指令，但已經(jīng)可以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備定點(diǎn)運(yùn)算和特權(quán)模式等基本功能的處理器。

開(kāi)源是RISC-V最大的特點(diǎn)，而RISC-V最重要的特點(diǎn)則是模塊化。傳統(tǒng)指令集是在歷史設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新，隨著時(shí)間的推移，創(chuàng)新的阻力會(huì)越來(lái)越大，而RISC-V選擇了擴(kuò)展的方式，將指令集分為了為幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的子集。RISC-V指令集的擴(kuò)展包括I 擴(kuò)展、M 擴(kuò)展、F 擴(kuò)展/D 擴(kuò)展、A 擴(kuò)展、G 擴(kuò)展、C 擴(kuò)展和V 擴(kuò)展。其中，I 擴(kuò)展便是整數(shù)擴(kuò)展（RV32I），為基礎(chǔ)的32位整數(shù)指令集，RV32I是固定的，永遠(yuǎn)不會(huì)改變，所有實(shí)現(xiàn)都必須支持，就連RV64I這個(gè)基礎(chǔ)的64位整數(shù)指令集也是包含RV32I的指令的，RV64I是RV32I的超集。

RISC-V處理器IP供應(yīng)商匯總

就像ARM公司使用ARM架構(gòu)設(shè)計(jì)了Arm Cortex-A、Arm Cortex-M、Arm Mali等不同核心一樣，如果要把RISC-V打造成為最終的處理器，或者應(yīng)用到其他類型的產(chǎn)品中作為軟核或者硬核，也需要將RISC-V架構(gòu)打磨成為核心。目前，在這個(gè)環(huán)節(jié)上，已經(jīng)有幾家公司頗具規(guī)模，其中SiFive已經(jīng)成為行業(yè)“獨(dú)角獸”。

SiFive是最早的RISC-V公司，創(chuàng)立于2015年，該公司的創(chuàng)始人便是RISC-V指令集的開(kāi)發(fā)者。2022年3月16日，SiFive宣布獲得Coatue Management領(lǐng)投的1.75億美元F輪融資，公司估值超過(guò)25億美元，成為RISC-V芯片陣營(yíng)首個(gè)“獨(dú)角獸”。

目前，SiFive核心產(chǎn)品SiFive Core IP產(chǎn)品組合包括三個(gè)基于RISC-V ISA 的不同處理器系列，分別是SiFive Essential、SiFive Performance和SiFive Intelligence。其中，SiFive Essential系列主要實(shí)現(xiàn)對(duì)Arm Cortex-M內(nèi)核的替代，可以自由地從標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定義內(nèi)核開(kāi)始，或者使用 SiFive Core Designer 來(lái)構(gòu)建獨(dú)具個(gè)性的處理器配置；SiFive Performance系列則是主打高性能，最新的SiFive Performance P650在單位面積性能方面優(yōu)于Arm Cortex-A77；SiFive Intelligence系列則利用軟件優(yōu)先的處理器設(shè)計(jì)方法來(lái)滿足未來(lái)將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)部署到具有高性能矢量計(jì)算能力的邊緣的需求。

作為目前頭部的RISC-V核心供應(yīng)商，SiFive擁有最全的RISC-V核心供應(yīng)，并獲得了國(guó)際領(lǐng)先芯片大廠的認(rèn)可，雖然英特爾收購(gòu)SiFive最終沒(méi)有成行，但足見(jiàn)該公司對(duì)SiFive的重視。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)便是寡頭拿到行業(yè)主要的份額蛋糕， RISC-V的開(kāi)源屬性可能造就幾家行業(yè)龍頭，現(xiàn)在看來(lái)定有SiFive的一個(gè)位置。

賽昉科技于2018 年成立，前身是SiFive的中國(guó)公司，該公司擁有四大核心系列：E系列、S系列、U系列和昉?天樞系列。其中，昉?天樞是一款超高性能的 RISC-V CPU IP，采用 12 級(jí)流水線，具備亂序執(zhí)行設(shè)計(jì)，支持最豐富的標(biāo)準(zhǔn) RISC-V RV64GCBVHN 指令集，支持最新的 B (位操作)，V (Vector) 以及 H (Hypervisor)擴(kuò)展，支持緩存一致性的1-4個(gè)多核配置，支持虛擬化，適用于廣泛的高性能計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景，包括邊緣/云數(shù)據(jù)中心、通信/網(wǎng)絡(luò)、人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)。

賽昉科技在國(guó)內(nèi)的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手便是芯來(lái)科技和晶心科技。

芯來(lái)科技成立于2018年，是國(guó)內(nèi)首批基于RISC-V開(kāi)放指令集架構(gòu)打造應(yīng)用生態(tài)，并率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的企業(yè)。該公司已經(jīng)初步搭建了完備的RISC-V CPU IP產(chǎn)品線，擁有N系列、NX系列和UX系列三大產(chǎn)品系列，覆蓋從MCU、邊緣計(jì)算到數(shù)據(jù)中心的廣泛場(chǎng)景。

晶心科技成立于2005年，全力投入創(chuàng)新架構(gòu)高效能/低功耗的32/64位嵌入式處理器及相對(duì)應(yīng)系統(tǒng)芯片發(fā)展平臺(tái)的設(shè)計(jì)與發(fā)展。晶心科技同樣擁有較為完整的RISC-V CPU IP產(chǎn)品組合。

三家公司的主要特點(diǎn)都是扎根中國(guó)、放眼世界，并且除了提供全面的核心組合，工具鏈也都是三家公司的亮點(diǎn)。當(dāng)然，這里面晶心科技是老牌的處理器內(nèi)核企業(yè)，擁有一定的客戶積累和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，處理器搭建是復(fù)雜的工程，晶心科技可能會(huì)給客戶提供額外的幫助。

除了這幾家已經(jīng)初具規(guī)模的企業(yè)，目前硅谷和國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了一批新的初創(chuàng)企業(yè)投身到RISC-V內(nèi)核的供應(yīng)上，而這些公司的一個(gè)顯著特點(diǎn)是大部分都關(guān)注RISC-V在高性能運(yùn)算方面的應(yīng)用，比如國(guó)內(nèi)的睿思芯科。而國(guó)內(nèi)外也有一些學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)在研發(fā)自己的RISC-V內(nèi)核，這可能就是RISC-V開(kāi)源的魅力所在。

當(dāng)然，在RISC-V核心方面，還有一個(gè)類型的廠商，那就是本身有芯片產(chǎn)品，而反過(guò)來(lái)研發(fā)RISC-V內(nèi)核，或者研發(fā)RISC-V內(nèi)核用于其核心產(chǎn)品中，這樣的公司包括國(guó)內(nèi)的平頭哥、中科昊芯，以及國(guó)外的西部數(shù)據(jù)、Microchip等。這些公司因?yàn)閾碛行酒a(chǎn)品，更能了解市場(chǎng)需要什么，進(jìn)而發(fā)揮RISC-V的開(kāi)源優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)針對(duì)性的核心產(chǎn)品，他們選擇RISC-V很重要的原因是RISC-V架構(gòu)具有更高的靈活度。

后記

能夠看出，目前比較純粹的RISC-V核心供應(yīng)商，除了不斷推出更豐富的內(nèi)核系列以外，優(yōu)化工具鏈也是發(fā)展重心，這些企業(yè)都是布局大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，全面推動(dòng)RISC-V向前發(fā)展。對(duì)于這些公司而言，可能正如晶心科技CEO總經(jīng)理林志明所言，隨著開(kāi)發(fā)案例的大幅提升，各公司的核心出貨量會(huì)在未來(lái)兩年顯著增長(zhǎng)，為各公司營(yíng)收帶來(lái)巨大的增量空間。

而RISC-V開(kāi)源和模塊化的特性也催生出平頭哥這樣的綜合類型芯片公司，再加上中科院計(jì)算技術(shù)研究所等學(xué)術(shù)單位也在擁有自己的RISC-V核心，RISC-V徹底打破了x86和ARM架構(gòu)封閉的生態(tài)模式，主流處理器架構(gòu)必將上演“芯片三國(guó)”。