RISC-V架構(gòu)CPU為何未能普及？

來源于小伙伴提問。

我的一些看法。

RISC-V 架構(gòu)在過去幾年里確實(shí)引起了大量關(guān)注，尤其是因?yàn)樗拈_源特性和靈活性，理論上應(yīng)該很有潛力。但它至今在手機(jī)市場(chǎng)上并沒有爆發(fā)，原因其實(shí)可以歸結(jié)為幾個(gè)層面，涉及技術(shù)、市場(chǎng)、以及生態(tài)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。

生態(tài)系統(tǒng)成熟度是個(gè)關(guān)鍵問題。雖然 Android 系統(tǒng)理論上可以適配 RISC-V，甚至 Java 虛擬機(jī)（JVM）確實(shí)可以在不同架構(gòu)上較輕松運(yùn)行，但這并不是說整個(gè) Android 生態(tài)系統(tǒng)可以“無縫”遷移。手機(jī)軟件不僅僅是基于 JVM 的應(yīng)用，還包含了大量的底層優(yōu)化，比如設(shè)備驅(qū)動(dòng)、芯片特定的優(yōu)化、以及各種硬件加速庫(kù)等。

現(xiàn)階段，ARM 在這些方面有著成熟的生態(tài)，廠商能輕松獲得 ARM 的架構(gòu)授權(quán)，也有現(xiàn)成的工具鏈、開發(fā)環(huán)境和支持，這讓手機(jī)廠商不必承擔(dān)太多額外的研發(fā)成本。

而 RISC-V 在這些方面仍然比較新，需要投入大量時(shí)間和資源去建立類似的基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)華為、小米、OPPO 等大廠來說，這些投入不一定馬上有回報(bào)。

性能與功耗優(yōu)化問題。手機(jī)對(duì) CPU 的性能和功耗比要求極高，RISC-V 雖然架構(gòu)靈活，但目前仍在性能與功耗優(yōu)化上略遜一籌。尤其是高端手機(jī)市場(chǎng)，ARM 的 Cortex 系列已經(jīng)通過多年的迭代積累了大量的功耗控制經(jīng)驗(yàn)，包括“big.LITTLE”架構(gòu)等，在處理多任務(wù)和節(jié)電方面表現(xiàn)優(yōu)異。要讓 RISC-V 趕上并超越 ARM，還需要大量的時(shí)間和資源投入。而手機(jī)廠商一般不愿意承擔(dān)這種“冒險(xiǎn)”，畢竟消費(fèi)者對(duì)續(xù)航時(shí)間和性能體驗(yàn)的容忍度非常低。

ARM 的市場(chǎng)霸主地位是一個(gè)巨大的壁壘。ARM 長(zhǎng)期以來在移動(dòng)處理器領(lǐng)域的統(tǒng)治地位，使得它的生態(tài)和市場(chǎng)滲透力非常強(qiáng)。從設(shè)計(jì)工具到合作伙伴，再到供應(yīng)鏈，ARM 幾乎已經(jīng)“無縫”嵌入了手機(jī)制造的方方面面。如果你是一家手機(jī)廠商，你面臨的不僅是技術(shù)切換的挑戰(zhàn)，還需要重新整合大量的資源、供應(yīng)商和合作伙伴。路徑依賴使得手機(jī)廠商寧愿繼續(xù)沿用 ARM 解決方案，而不愿意貿(mào)然切換到 RISC-V。

專利和法律風(fēng)險(xiǎn)也是廠商考量的一部分。雖然 RISC-V 架構(gòu)是開源的，但這并不意味著所有相關(guān)的技術(shù)都是“免費(fèi)午餐”。手機(jī)行業(yè)是一個(gè)巨大的專利地雷區(qū)，很多時(shí)候一些小公司可能會(huì)利用專利埋伏，制造法律糾紛。ARM 則有更成熟的專利處理體系，可以幫助廠商規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)。而 RISC-V 由于新興，尚未建立起同樣程度的專利“保護(hù)傘”。

還有一點(diǎn)其實(shí)是相對(duì)有趣的，也就是品牌與消費(fèi)者認(rèn)知。對(duì)于普通消費(fèi)者來說，手機(jī)是個(gè)體驗(yàn)產(chǎn)品，而不是一個(gè)單純的技術(shù)工具。他們關(guān)心的是“這個(gè)手機(jī)運(yùn)行流暢嗎？電池夠用嗎？游戲卡不卡？” 而并不是“這個(gè)手機(jī)的 CPU 架構(gòu)是什么？” 

所以，RISC-V 即使再好，能不能通過讓消費(fèi)者感知到明顯的差異化優(yōu)勢(shì)去“搶市場(chǎng)”，依舊是個(gè)問號(hào)。對(duì)于華為、小米這樣的廠商來說，切換 RISC-V 沒有帶來立竿見影的“體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)”，那么他們也沒有足夠的動(dòng)力去改變現(xiàn)狀。

RISC-V 在手機(jī)市場(chǎng)上還未流行的原因，不僅是技術(shù)上的生態(tài)、性能、功耗問題，還有市場(chǎng)、品牌以及專利等多方面的權(quán)衡。但這不代表 RISC-V 沒有未來，它在某些特定領(lǐng)域（如 IoT 設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)）已經(jīng)開始嶄露頭角。或許未來 RISC-V 會(huì)慢慢攻占更多市場(chǎng)，但在手機(jī)這種競(jìng)爭(zhēng)白熱化的戰(zhàn)場(chǎng)上，ARM 的強(qiáng)大生態(tài)和市場(chǎng)慣性短期內(nèi)很難撼動(dòng)。