RISC-V，任重道遠

RISC-V 一直被視作 Arm 和 x86 的挑戰(zhàn)者，它提供了一種開源且免版稅的架構，有望在無需支付授權費用的情況下實現靈活性與創(chuàng)新性。然而，盡管備受關注，但相較于為那些通常能占據新聞頭條的設備提供動力，你更有可能在物聯網小設備和鮮為人知的嵌入式系統(tǒng)中發(fā)現它的身影。

Arm 掌控著移動和嵌入式領域，x86 仍牢牢占據著臺式機、筆記本電腦和服務器市場，那么 RISC-V 呢？它仍有待突破自身局限，但作為一種 CPU 架構，它正逐漸獲得認可。它能否打入更廣闊的市場，為更多類型的設備提供動力，這是個大問題。

英偉達已悄然將 RISC-V 內核融入其圖形處理器（GPU）和片上系統(tǒng)（SoC）中，這家 GPU 制造商預計到 2024 年底，將在其 GPU、SoC 及其他產品中交付 10 億個 RISC-V 內核。英偉達對 RISC-V 最引人注目的應用當屬 GPU 系統(tǒng)處理器（GSP），它主要負責卸載內核驅動功能，并管理內核內的 GPU 利用率。

甚至高通也在其部分設備中使用了 RISC-V，在驍龍?zhí)幚砥鲀戎玫奈⒖刂破鲉卧胁捎昧?RISC-V 內核。截至目前，高通已出貨搭載約 6.5 億個 RISC-V 內核的設備，所以該架構及其內核已出現在日常設備中——但為何 RISC-V 還未成為主角呢？

谷歌的退縮

并非只有高通和英偉達在利用 RISC-V 及其架構。谷歌此前也一直在這一領域有所行動——在 2024 年 5 月之前，它一直在安卓專屬的、源于 Linux 的安卓通用內核（ACK）中正式支持 RISC-V，之后卻取消了對 ACK 的支持，這對該架構來說是一次重大挫折。

盡管如此，谷歌表示仍致力于 RISC-V，并計劃在未來加強支持。當時谷歌向安卓權威（Android Authority）表示：「安卓將繼續(xù)支持 RISC-V。由于迭代速度很快，我們還沒準備好為所有廠商提供一個統(tǒng)一支持的鏡像。此次系列補丁移除了安卓通用內核鏡像（GKI）中的 RISC-V 支持?！?/p>

在此之前，人們曾希望制造商們能考慮使用基于 RISC-V 指令集架構（ISA）的片上系統(tǒng)來打造安卓設備。從 ACK 中移除 RISC-V 支持并不意味著 RISC-V 無法運行安卓系統(tǒng)，而是意味著任何打算走這條路的制造商都得自行開展大量的編碼工作。

谷歌在安卓平臺上對 RISC-V 的暫時退縮，很好地說明了一種新架構在邁向主流道路上所面臨的基本障礙——缺乏成熟且統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng)。大多數人都熟悉 Arm 生態(tài)系統(tǒng)，高通目前正憑借 Windows on Arm 設備在筆記本電腦市場有所作為，而且 Arm 在移動生態(tài)系統(tǒng)中已站穩(wěn)腳跟，像聯發(fā)科等公司就在其旗艦手機中充分利用了這一架構。但 RISC-V 可能在其中處于何種位置呢？

谷歌在安卓平臺上對 RISC-V 的退縮鮮明地提醒人們，即便擁有開源架構以及它為設計師和開發(fā)者帶來的靈活性（無需支付授權費用），僅憑這些本身并不足以讓 RISC-V 成為市場上可行的前端主流產品。

但盡管遭遇諸多挫折，RISC-V 仍持續(xù)吸引著各方關注，尤其是那些希望減少對專有解決方案依賴來為其設備提供動力的公司。

中國因素

鑒于圍繞中國的諸多地緣政治問題以及中國對自主研發(fā)、國產技術的追求，中國政府已大力投資 RISC-V 架構，將其作為避免依賴外國架構和技術的戰(zhàn)略解決方案的一部分。

諸如龍芯這樣的中國芯片設計公司，已利用該指令集架構打造出基于 RISC-V 的系統(tǒng)，并應用于中國的學校。另一個關鍵例子是阿里巴巴，它計劃在其云服務器中使用 RISC-V 架構。

所有這些都引起了美國政府的關注，自 2023 年起，美國政府一直在考慮議員們提出的要求，即加大中國在其設計中應用 RISC-V 指令集架構的難度。

當時，RISC-V 國際組織就美國政府可能采取的限制準入舉措發(fā)聲，時任首席執(zhí)行官卡莉斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）表示，這可能會導致標準出現分歧，形成「一個充斥著不兼容解決方案的世界」。

確實如此。對于 RISC-V 這樣一種架構而言，要想打入主流設備領域，不能僅僅依靠創(chuàng)新——它必須創(chuàng)建一個能夠吸引芯片制造商以及設備制造商的生態(tài)系統(tǒng)，要讓他們放心地使用 RISC-V 內核來制造設備，并且知道相應的應用程序和支持都已到位。Arm 和 x86 生態(tài)系統(tǒng)都花費了數十年時間打造出如今的局面，構建了各種工具和庫，并為開發(fā)者在這些架構上創(chuàng)建應用程序提供支持。歸根結底：要讓終端用戶用得順暢。

這或許是 RISC-V 以及整個架構面臨的最棘手問題之一：軟件兼容性。雖然 Arm 和 x86 生態(tài)系統(tǒng)都得到了廣泛支持，但 RISC-V 卻并非如此。

必須要有標準

今年 10 月，RISC-V 迎來了一個重大時刻，當時 RVA23 配置文件獲得批準。它基本上列出了一套統(tǒng)一的指令集架構擴展，軟件開發(fā)人員可以依靠并利用這些擴展在 RISC-V 架構上創(chuàng)建兼容的軟件。它不僅帶來了諸如向量運算、浮點運算和原子指令等功能，還為 RISC-V 在人工智能和機器學習工作負載方面提供了急需的支持。

總體而言，RVA23 配置文件的批準為這個一直試圖嶄露頭角卻未能如愿的架構帶來了急需的一致性。

盡管取得了進展，但這只是解決該架構長期以來面臨的更廣泛軟件兼容性難題的第一步。要讓 RISC-V 在主流市場開始嶄露頭角，真正需要做的是讓開發(fā)者進行編碼，使其在 RISC-V 上的運行效果能與在其他生態(tài)系統(tǒng)上一樣。

要說服開發(fā)者（以及設備制造商）采用 RISC-V 架構并開發(fā)應用程序、制造設備，絕非易事。

手機和個人電腦領域

RISC-V 面臨的另一個主要挑戰(zhàn)是當前的市場格局，尤其是移動市場。Arm 在智能手機市場占據很大份額，這里甚至都還沒算上蘋果在該領域的主導地位?；旧厦靠钇炫炛悄苁謾C都以某種形式運行在 Arm 內核上，而且每個開發(fā)工具鏈都針對 Arm 進行了優(yōu)化。要打入這個市場將是一項艱巨的任務。

再看個人電腦市場，該市場由 x86 主導，AMD 和英特爾幾乎占據了全部市場份額；即便有微軟的支持，高通近期推動的 Windows on Arm 也尚未站穩(wěn)腳跟。對于 RISC-V 來說，即便只是考慮進入個人電腦市場，它不僅要展現出與 x86 現有產品相當的可行且有競爭力的性能，還必須具備目前所欠缺的開發(fā)者支持。

RISC-V 面臨的現實情況是，即便有政府支持以及一些特定的應用場景，它與 Arm 和 x86 相比仍有很大差距需要彌補。

RISC-V 要打入主流并非一朝一夕之功，也不會很快實現。

或許最重要的問題在于，RISC-V 能否在未來五年內足夠迅速地縮小與競爭對手的差距。像 MIPS 和 SiFive 等公司在嵌入式系統(tǒng)、設備、網絡、片上系統(tǒng)等領域依賴 RISC-V 指令集架構，這算是一個良好的開端。

但感覺我們似乎仍在等待 RISC-V 超越其競爭對手的那個突破性時刻。就目前而言，它仍是一種充滿希望的開源免版稅架構。新任首席執(zhí)行官需要發(fā)力，確保開發(fā)者和制造商在未來的設備中選用 RISC-V 的指令集架構。

在卸任時，雷德蒙德指出，在她任職期間，該組織的成員數量從 236 個增長到了 70 個國家的 4600 多個，其行業(yè)應用「在汽車、人工智能、高性能計算以及嵌入式系統(tǒng)領域加速發(fā)展。如今已有超過 20 億個片上系統(tǒng)采用了 RISC-V 架構，預計到 2031 年這一數字將達到 200 億，RISC-V 的影響力不容置疑」。

她還補充道：「在技術方面，我們已經批準了 68 項新規(guī)范，將工作組數量擴充到 80 多個，并且通過工具、協(xié)作以及全球操作系統(tǒng)的采用推動了軟件生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展?！?/p>

RISC-V 的支持者們頗為樂觀地表示，他們滿心期待最近「卸任」的英特爾前首席執(zhí)行官帕特?基辛格（Pat Gelsinger）可能會對此感興趣，不過目前還沒有跡象顯示這位曾負責 IBM Z / 架構的前高管會成為繼任者。