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RISC-V正在緩慢而悄然地改變CPU市場(chǎng)。

RISC-V在過(guò)去幾年中一直是行業(yè)流行語(yǔ)，它正在慢慢改變半導(dǎo)體市場(chǎng)。但是什么讓 RISC-V 如此受歡迎，為什么從 NVIDIA 到微軟的每個(gè)人都在投資它？

什么是 RISC-V？

RISC-V 是一種指令集架構(gòu) (ISA)。ISA 是 CPU 必須能夠解釋和處理的指令集的模板，以及它們?nèi)绾芜\(yùn)行的規(guī)范。您可以將其視為 CPU 的編程語(yǔ)言。ISA 很重要，因?yàn)?ISA 使軟件可以從一個(gè) CPU 移植到另一個(gè) CPU ，它保證軟件的所有單獨(dú)指令都在 CPU 上受支持和可用，并且它們以特定方式運(yùn)行。RISC-V由伯克利并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者于 2010 年開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在由 RISC-V International 管理。第一批 RISC 芯片于 2011 年投入生產(chǎn)，從那時(shí)起，它們就獲得了微軟的資助。

RISC-V 本質(zhì)上并不比 Arm 或英特爾的產(chǎn)品更快甚至更好，但正如我們將看到的，這可能并不重要。

RISC-V 是一種免費(fèi)的 ISA 替代品

RISC-V 與其他常見(jiàn) ISA 之間的一個(gè)關(guān)鍵商業(yè)區(qū)別是 RISC-V 是一種開(kāi)源許可證。這意味著公司可以自由使用它并從中獲利，而無(wú)需向許可證所有者支付許可費(fèi)。這些類(lèi)型的費(fèi)用通常可能很高，并且作為制造產(chǎn)品成本的一部分間接轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者和企業(yè)。Arm 和 Intel 還收取修改 ISA 的費(fèi)用，這使得重大分歧變得更加昂貴。

RISC-V 正在幫助硬件公司解決一個(gè)巨大的障礙，因?yàn)樵S多公司可能希望開(kāi)發(fā)自己的 ISA 以節(jié)省許可費(fèi)用，但只有少數(shù)公司能夠達(dá)到甚至有機(jī)會(huì)盈利所需的規(guī)模（如果他們甚至可以成功地匹配標(biāo)準(zhǔn)性能和功能）。這就是為什么許多大公司，包括谷歌、英偉達(dá)、三星，甚至英偉達(dá)，都在為 RISC-V 的開(kāi)發(fā)和成熟貢獻(xiàn)大量的工程資源。

更簡(jiǎn)單的硬件設(shè)計(jì)有助于推動(dòng)定制硬件熱潮

當(dāng)現(xiàn)成的選項(xiàng)不適合時(shí)，RISC-V 為企業(yè)和學(xué)術(shù)界提供了一種簡(jiǎn)單（或至少更容易）的途徑來(lái)構(gòu)建自己的硬件版本，從而悄然實(shí)現(xiàn)了特定領(lǐng)域應(yīng)用程序的定制硬件的分歧。這與市場(chǎng)上廣泛的完全開(kāi)源 RISC-V 實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。企業(yè)也許能夠采用現(xiàn)有的 RISC-V 開(kāi)源實(shí)現(xiàn)（實(shí)際上是完整處理器核心的設(shè)計(jì)，通常用 Verilog/SystemVerilog 等專(zhuān)用語(yǔ)言編寫(xiě)）并進(jìn)行修改以適應(yīng)其特定用例。這可能涉及刪除不需要的方面，以及向核心添加預(yù)捆綁的支持元素，這些元素甚至可能是現(xiàn)成的元素。這意味著，以前為某項(xiàng)功能構(gòu)建特定硬件是不切實(shí)際或負(fù)擔(dān)不起的，但現(xiàn)在已經(jīng)更廣泛地成為可能。

大大小小的公司已經(jīng)在使用這項(xiàng)技術(shù)。很難理解公司是從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)內(nèi)核還是使用預(yù)構(gòu)建的設(shè)計(jì)，但定制 RISC-V 芯片已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。例如，谷歌在 Pixel 6 上推出了 Titan M2 安全模塊，最近我們看到了結(jié)合了 GPU 和 CPU 的突破性 RISC-V SOC。

RISC-V 正在推動(dòng)創(chuàng)新

較低的進(jìn)入門(mén)檻使創(chuàng)新更便宜、更快。鑒于 RISC-V 的許可，沒(méi)有什么可以阻止公司采用現(xiàn)有的開(kāi)源 RISC-V 設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行迭代和改進(jìn)，然后將其賣(mài)回市場(chǎng)。RISC-V 的可訪問(wèn)性使這些公司能夠以較低的單位成本（無(wú)需支付 Arm 或 Intel 的許可費(fèi)用）專(zhuān)注于改進(jìn)這些開(kāi)源設(shè)計(jì)，以針對(duì)其特定用例進(jìn)行優(yōu)化。這正在構(gòu)建一個(gè)由各公司相互競(jìng)爭(zhēng)的完整生態(tài)系統(tǒng)，以開(kāi)發(fā)基于高效 RISC-V 的芯片。Arm/ x86確實(shí)存在這樣的市場(chǎng)，但由于修改費(fèi)和許可費(fèi)帶來(lái)的高進(jìn)入壁壘而受到削弱，這限制了它與主流廠商（即高通）的接觸。同樣，隨著更多的硬件可用（專(zhuān)業(yè)的和通用的），更多的開(kāi)發(fā)人員支持就會(huì)增加，從而增加更多的軟件可用性、支持和知識(shí)。這就是所謂的良性循環(huán)，興趣、創(chuàng)新和投資不斷放大，形成積極的反饋循環(huán)。

這是通過(guò)降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻、降低新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本并最終帶來(lái)更廣泛的創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果這種情況繼續(xù)下去，我們很快就會(huì)看到競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的 RISC-V 芯片的步伐加快。

RISC-V正在挑戰(zhàn)壟斷

盡管誕生還不到十年，RISC-V 已被證明能夠成功挑戰(zhàn)芯片制造領(lǐng)域的壟斷。CPU 生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的市場(chǎng)，進(jìn)入門(mén)檻極高，因?yàn)樵谖覀冮_(kāi)始談?wù)撔阅軆?yōu)化之前需要進(jìn)行大量的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和驗(yàn)證。工程人才價(jià)格昂貴且難以找到，因此許多公司已經(jīng)完全跳過(guò)定制硬件，以加快上市速度并降低前期成本。從根本上來(lái)說(shuō)，正是這種經(jīng)濟(jì)考量推動(dòng)了 x86 和 ARM 的長(zhǎng)期壟斷；但 RISC-V 正在改變這一現(xiàn)狀。通過(guò)提供更便宜的選擇，將按原樣出售的定制芯片或包含定制芯片的產(chǎn)品推向市場(chǎng)，公司更有可能通過(guò)較低的前期成本更快地看到經(jīng)濟(jì)效益。隨著越來(lái)越多的公司抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，它變得越來(lái)越有吸引力。

這就是RISC-V正在緩慢而悄然地改變CPU市場(chǎng)的方式；不是通過(guò)本質(zhì)上成為比 ARM 和英特爾提供的更快或更高效的標(biāo)準(zhǔn)，而是通過(guò)推動(dòng)創(chuàng)新以使其具有競(jìng)爭(zhēng)力。

RISC-V擁有追趕行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的資源

這就是 RISC-V 真正令人興奮的地方。隨著 RISC-V 行業(yè)開(kāi)始達(dá)到臨界規(guī)模，研究、投資和創(chuàng)新不斷推動(dòng)其向前發(fā)展，致力于開(kāi)發(fā)更快、更高效的 RISC-V 芯片的綜合資源將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他主要芯片CPU空間中的玩家。這可能最終使 RISC-V 成為一種更優(yōu)越、甚至更便宜的產(chǎn)品，因?yàn)楣静粫?huì)自己完成所有工作。您可能會(huì)設(shè)想這樣一個(gè)世界：公司能夠采用超高效的開(kāi)源設(shè)計(jì)，進(jìn)行小型優(yōu)化，然后以比私營(yíng)公司完全閉源所能實(shí)現(xiàn)的成本低得多的成本將其賣(mài)回市場(chǎng)。專(zhuān)有設(shè)計(jì)。這就是 RISC-V 對(duì)于行業(yè)和我們的未來(lái)來(lái)說(shuō)既重要又令人興奮的部分原因。