完全开源、无专利掣肘,RISC-V会是芯片自主的关键解吗?| 年度行业研究( 三 )
但ARM却难以做到的模块化兼容 , 其架构中Application(应用操作系统)、Real-Time(实时)和Embedded(嵌入式)三个领域 , 彼此之间并不兼容 。
总结来说 , 仅从RISC-V的特性来看 , 对比ARM , RISC-V是一种开源、开放的架构 , 其灵活性、开发成本和开发门槛都优于ARM 。
另外 , 从未来落地应用的角度来看 , RISC-V也在IoT、专用芯片、AI、边缘计算等新兴领域 , 几乎能和ARM处于同一起跑线 , 甚至跑赢ARM , 其中原因有以下几个方面:
1.尽管ARM在生态方面具有优势 , 但RISC-V在成本方面具有优势 。 近年来 , 摩尔定律在半导体行业的发展遇到了瓶颈 , 尽管在工艺制程方面仍在向前推进 , 但是价格也同样在走高 。 通过架构优化来提升芯片性能 , 降低成本也已经是业内公认的方案之一 。 在这些新兴领域中 , 后来的初创参与者也越来越多 , 他们往往都是成本敏感者 , 对比ARM高昂的授权费 , 以及取得授权的高难度、高门槛 , RISC-V免费授权属性的确会让众多厂商心动 。
2. RISC-V的灵活特性可以更好地满足新兴市场应用场景差异化诉求 。 以物联网市场为例 , RISC-V没有x86或ARM指令集背负的兼容性包袱 , 而且开发者可以基于RISC-V针对不同应用灵活修改指令及芯片架构设计 , 满足众多细分场景的需求 。 与之对比 , ARM往往只能做一个标准化设计 , 很难实现差异化 , 最终可能同质化严重 , 形成价格比拼 。
3.在目前的实际应用中 , RISC-V已经被证明可以与ARM一争市场 。 比如 , 伯克利研究团队完成的基于RISC-V指令集的顺序执行的64位处理器核心Rocket , 主频为1GHz , 与ARM Cortex-A5相比 , 实测性能较之高10% , 面积效率高49% , 单位频率动态功耗仅为Cortex-A5的43% 。 在嵌入式领域 , Rocket已经可以和ARM争市场了 。 还有华米科技自主研发的黄山 1 号 AI 芯片 , 也已经应用到AMAZFIT米动健康手表上 , 实现商用 , 据悉 , 相比ARM Cortex-M4 , 黄山1号运算效率高出38% 。
尽管相较于ARM , RISC-V存在一定的特色和优势 , 但这并不意味着RISC-V不存在劣势 , ARM将会输给RISC-V 。 在下文中 , 我们将展开更详细的比较 。
三、RISC-V 产业的现状尽管RISC-V在2014年就已经问世 , 但一个新的指令集从出现到真正形成可以使用的产品仍需要经历数年的过程 。
上文已经提到指令集是芯片的“灵魂” , 属于芯片设计环节的重要部分 。 一个指令集要真正发挥作用 , 落到实处 。 首先 , 要基于指令集开发出具备具体功能的IP核 , 然后设计者需要利用各类工具进行围绕IP核进行系统设计、逻辑设计、电路设计和物理设计 , 最终形成设计版图 。 之后再交由后续的厂商晶圆制造、 封装及测试 , 最终交付给终端客户 。 终端客户再利用芯片开发出软硬件产品 , 最终实现落地应用 。
此后 , 落地产品经过长时间的稳定使用 , 才能验证指令集、IP的可用性和优秀性能 。 ARM架构、X86架构同样上世纪80年代就开始被使用 , 到今天能有“垄断”地位的出货量和市场生态也经历了40年左右的时间 。
RISC-V从出现到现在仅不到10年的时间 , 还是有一个年轻的指令集架构 , 从全球的产业发展来看 , 处在快速发展的初期阶段 。
全球RISC-V产业的发展
要了解RISC-V的全球生态 , 就不得不提到SiFive这家公司 。
上文已经提到SiFive公司由RISC-V发明团队Krste Asanovic、Yunsup Lee和Andrew Waterman创建 , SiFive目前拥有450多名员工 , 拥有15个设计中心 。 SiFive 的 RISC-V 架构处理器有超过 100 项执照 , 全球前 10 大半导体业者中、有 6 家是该公司客户 , 当中包括高通、SK 海力士、英特尔等 , 2019年预计销售额在1亿美金 , 是全球半导体行业发展最快的公司之一 。 在中国也有本土公司赛昉科技 。
2020年8月12日 , 据路透社报道 , SiFive Inc宣布从包括SK Hynix和沙特阿美在内的投资者以及既有投资者(包括来自英特尔公司 , 高通公司和西部数据公司的风险投资部门)那里筹集了额外的6000万美元资金 , 目前该公司估值超过1.85亿美元 。
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