睿思芯科谭章熹:RISC-V有望全面取代Arm

南方+ 记者

近日,为期2个月的RISC 40周年芯计展在深圳开展。在RISC创始人David Patterson教授和硅谷计算机博物馆的支持下,RISC-V 国际开源实验室(RIOS 实验室)主办了本次RISC 40周年展。展会溯源全球电子和计算机行业发展的源流、基础、核心、发明、创造,再与中国电子与计算机发展的创新与应用遥相呼应、融合大洋两岸两个四十年的创新创业故事。

创立40年以来,RISC指令集走过了与最初复杂指令集(CISC)的较量、驱动了移动互联网的飞速发展、并发展到了更高效的第五代——RISC-V。RISC-V全称为第五代精简指令集,是一种开源的芯片架构,打破X86、Arm架构高价授权费、定制化困难的惯例,具有精简、开源、反应速度快等特点,可以用于开发更适应特定产品和需求的独特芯片。

从三分天下到全面替代

一直以来,全球超过九成服务器芯片市场都建立在英特尔x86架构上,其在PC市场一直处于绝对的霸主地位;而在移动互联时代,Arm架构很快统领了移动市场的份额,并逐步觊觎PC的份额。

与Arm同为RISC指令集架构的RISC-V,发展至今,Arm占据RISC的90%市场份额,X86占据CISC的90%市场份额。相对于这两者,RISC-V 诞生于2010年,历史很短。

但由于RISC-V是开源的指令集,在此基础上开发的CPU和操作系统不容易遭遇“卡脖子”,同时针对特定场景低能耗、高性能的效果,因此该架构被视为可与Arm一较高下。

今年年中,RISC-V国际基金会方面介绍,估计市场上已经有100亿个RISC-V核心。从2010年诞生至今,RISC-V用12年左右的时间实现100亿核心数的出货量,展现了作为新架构的生命力。

在RIOS 实验室执行主任、睿思芯科创始人谭章熹看来,随着RISC-V技术和应用的继续演进,RISC-V将继续向高主频、高性能演进,现阶段的计算路径,先从边缘再到中央逐步递进,颇有“农村包围城市”的发展演进。

“其实,Arm架构一开始也是伴随着手机产业的从小到大,进而从专业应用到通用计算。”谭章熹以苹果为例,将Arm架构引入到智能手机,随着手机端芯片站稳后,苹果又不断将该架构从平板扩展到智能手表、真无线耳机等品类。

在很长一段时间里,x86和Arm两大架构各有所专,一个聚焦服务器及PC市场,一个聚焦移动处理器、物联网等嵌入式市场。但两者并没有泾渭分明的“分界线”,Arm也开始进入PC及服务器市场,同样,RISC-V也有机会从一些专业应用逐步拓展到通用计算。

谭章熹指出,在垂直领域中,由于定制化、模块化等特性带来的强大产品优化和创新能力,RISC-V有望全面替代Arm,而非作为其廉价替代。

这也指出了RISC-V的另一个发展趋势:随着稳定硬件的出现,RISC-V架构软硬件全栈成为必然趋势,从IP到SOC、到开发板、SOM、操作系统和应用软件等方面将得到全面的优化。

事实上,万物互联时代,RISC-V也迎来了新的发展契机。RISC-V开源、低功耗、模块化的特点,迎合了看重定制化和性价比的IoT市场的需要,IoT也成为RISC-V最主要的应用市场。Counterpoint预测,到2025年,IoT仍将以28%的份额成为RISC-V占比最大的市场。

从垂直领域突破到弯道超车

尽管100亿核心的出货量对于RISC-V新架构而言是不错的里程碑,但相比其它主流架构的出货量来说还存在差距,例如,去年Arm单年度的出货量就已接近300亿颗。

在谭章熹看来,伴随着一些核心场景的深入开发,特别是数据中心、自动驾驶等新兴场景的涌现,RISC-V可为数据中心、移动、车载、边缘计算等领域提供支持。

“对此,RISC-V可先聚焦在一些垂直领域深耕,比如说相比通用计算,可能动辄要优化上千个工具包,但在RISC-V下可能只要几十个。”谭章熹说,可以先在一些垂直领域先做扎实,在小范围做好了再复制到其它领域,进而连成一张“大网”。

RISC-V的应用,也有望摆脱行业对先进制程的困扰。谭章熹说,当前,芯片领域有一种趋势,那就是过多追求最先进的工艺制程,但其实,除了少数场景如智能手机等会大量应用3纳米、2纳米制程的芯片,但在其它场景中,还是要回归到一个商业本质,寻求一个成本更优解。

他说,从绝对性能来说,先进工艺固然可以不断降低功耗,但RISC-V也可以形成综合的系统优势,他举例说,AMD此前一直落后于英特尔,但借助架构方面的优势,也能不断弥补发展差距,“在数据中心等场景中,就不需要动辄3纳米的先进工艺,RISC-V完全可以系统优势取得一席之地”。

【记者】郜小平




编辑 刘静
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