桌面端的X86和移动端的ARM,应该是这个星球上大家最熟悉的两种芯片架构,但新生的RISC-V架构也已经在迫不及待的发出属于自己的声音。日前在由阿里巴巴平头哥举办的首届玄铁RISC-V生态大会上,RISC-V之父&图灵奖得主David Patterson在发言中就提及,“RISC-V是一个全球现象,有超过60个国家的开发者在研究它,在亚洲,许多知名企业、学术机构、行业协会都在积极参与,从嵌入式到各类型的计算机,最后到大型主机,我认为3到5年后RISC-V将无处不在!”
RISC-V是未来吗?或许属于RISC-V的时代确实已经近在咫尺了。虽然时至今日,RISC-V阵营既没有诸如高通骁龙、联发科天玑之于ARM,也缺乏Intel酷睿和AMD锐龙之于X86的明星产品,大家唯一可能听过的就是阿里平头哥的玄铁了,但在不声不响中,基于RISC-V架构的芯片出货量已经是一个极为惊人的数字。
根据RISC-V基金会的统计,2022年7月RISC-V架构芯片的出货量已经突破100亿颗,并有望在2025年突破800亿颗。
之所以造成这样的现象,其实是因为目前RISC-V芯片主要是应用在MCU(微控制单元)和IoT(物联网)设备上,而这类设备的关注度显然没有智能手机、平板电脑、PC、游戏主机来得高。
实际上,如果你在家中广泛使用智能家居设备,那么你几乎一定是RISC-V的消费者。要知道,RISC-V是一个诞生于2010年的指令集架构,大规模商业化其实并没有开始几年,所以这样的市场表现就已经足以说明RISC-V在商业层面的成功。
RISC-V是基于精简指令集计算(RISC)原理,建立的一个整数运算指令集,外加多个扩展指令集的架构规范(ISA)。该指令集在技术上的特质就是架构短小精悍、指令数目少而精、采用模块化设计思路、扩展指令集可定制自有灵活架构,而在商业上,RISC-V是基于BSD协议许可的免费、且开源架构。
简单就意味着开发难度低,RISC-V其实只有不到50条基本指令,只需一张A4纸都差不多填不满,并且由于采用了模块化的设计,对于不同处理需求的加速芯片都是兼容的,再加上可移植性非常好,可以跨平台移植代码,而免费开源就代表着成本低,不需要先缴纳高昂的授权费、再进行开发。所以如果说简单和免费直击了中小企业的痛点,那么基于BSD协议的开源,显然就正中了芯片巨头的下怀。
不同于Android采用的GPL协议,BSD协议对于商业公司更加友好。据悉,自由软件基金会发行的GPL协议是这样规定的,如果企业使用了遵循GPL协议发布的代码后,在法律上企业所修改的代码同样必须受到GPL协议条款的约束,这就是在开发领域中GPL许可证拥有“传染性”的来源,也就是所谓“我开放了我的代码,所以也要求你开放你的代码”。BSD协议的特点就是允许修改源码、允许源码再发布,也允许商业软件发布和销售。
其实RISC-V并非ARM、X86的第一个挑战者,此前诸如CDC 6600、VAX、PDP-11等指令集的退场,核心原因就是软件生态没做起来。但RISC-V不同,根据平头哥方面的说法,其已基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配,其中包括Android、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、RTT等。这也就意味着,应用开发者不需要进行代码改造就能顺滑实现架构兼容,可以直接使用现成的产品。
与此同时,ARM与X86架构两大对手也是麻烦缠身。在过去十余年间,ARM的授权模式使得其乘上了移动时代的浪潮,但随着软银的抽身离去,愈发严峻的盈利压力导致ARM苦心孤诣维持的授权体系摇摇欲坠。而作为ARM阵营的代表,高通在去年就爆发了与ARM的矛盾,双方甚至走上了法庭。
ARM的商业利益就要求其在这一生态下尽可能的控制合作伙伴,而高通则希望扩大自主权,所以ARM的诉求与高通的核心利益其实是背道而驰的。同样,X86架构的问题其实更严重,虽然版权掌握在Intel手中,其商业模式却是卖芯片,还不如ARM的IP授权模式更加友好。但天下苦垄断久矣,诸如高通、平头哥等厂商希望看到的却是一个更加开放的环境,而RISC-V则能满足了他们的需要。
当然,有一个让RISC-V在未来走上媲美ARM、X86的优势,即使是RISC-V之父可能都始料未及的,那就是全球化的退潮。数年前,虽然业界都普遍认为RISC-V有个明显的缺点,那就是碎片化,即芯片厂商自由定义指令过度,会导致大量公版标准无法得到延续和保护,进而造成整个RISC-V分裂。
其实在2018年6月,ARM曾专门建立了一个网站,以“设计系统级芯片之前需要考虑的五件事”为主题,来说明RISC-V在商业化上所面临的问题,其中就有碎片化风险。但出乎开发者预料的是,随着国际形势的变化,RISC-V的缺陷却反而可能变成了优点,因为碎片化就代表着厂商可以更独立自主的去建立自己的指令集,并在RISC-V的框架下去建设自己的生态。
本文来自微信公众号“三易生活”(ID:IT-3eLife),作者:三易菌。