（在说正事之前，我要推荐一个福利：你还在原价购买阿里云、腾讯云、华为云服务器吗？那太亏啦！来这里，新购、升级、续费都打折，能够为您省60%的钱呢！2核4G企业级云服务器低至69元/年，点击进去看看吧>>>)

本文作者 平头哥玄铁处理器架构团队

一、RISC-V架构起源

RISC-V架构是一种开源的指令集架构。最早是由美国伯克利大学的Krest教授及其研究团队提出的 当时提出的初衷是为了计算机/电子类方向的学生做课程实践服务的。由于这是伯克利大学研究并流片的第五代RISC架构处理器 因此就命名为RISC-V 其中“V”是罗马字母的数字5的意思。2015年 RISC-V架构开始以基金会的形式运营 Google、Nvidia、Western?Digital等国际知名的互联网和半导体企业都是其创始会员。

2020年 RISC-V基金会考虑到整个组织和技术的中立性 将总部由美国迁移到了欧洲的瑞士 瑞士一直是国际上有名的中立国 在第一次世界大战和第二次世界大战期间都保持了中立国的角色 并将名字由RISC-V?Foundation改名为RISC-V?International RISC-V国际希望坚持架构的中立、开放与普惠 并服务于全球技术生态。

?

图片来自 RISC-V?International

二、RISC-V架构的迅猛发展

从RISC-V架构诞生到现在已经有11年的时间 尤其在基金会运营的这几年里 RISC-V开始快速发展 不仅知名度迅速提升 而且在应用上也从之前的大学教学和研究大踏步进入了产业界 包括Western?Digital、阿里巴巴平头哥半导体等均开始了RISC-V架构的CPU核以及芯片的量产应用。软件生态方面 RISC-V生态也是迅猛发展 从各种主流的编程语言 如C、C 、Golang 到主流的GCC、LLVM等编译系统 到Linux与各种RTOS操作系统内核 到Ubuntu、Debian等常见的操作系统发行版 以及容器Docker等应用软件等等。目前 除了各种算法库优化支持、Android生态以及服务器生态RISC-V还相对较弱外 其余的软件生态基本可以满足开发应用的需要。RISC-V花了差不多5年的时间完成了ARM过去花了二十年积累的软件生态 1990?-?2010 就连近期曾经著名的CPU厂商MIPS公司也宣布放弃MIPS架构转而支持蓬勃发展的RISC-V架构。

在处理器发展的几十年历史中 各种处理器架构曾经层出不穷 从开始的Intel?X86架构 到后来的IBM?POWER架构、MIPS架构、DEC?Alpha架构、Sun?Sparc架构以及后来的ARM架构 此外还有Motorola、TI、Hitachi、RENESAS等各种小众处理器架构等 各种处理器架构曾百花齐放过。但是经过近30年产业的大浪淘沙 其他的处理器架构逐步的留在了历史的博物馆中 目前只留下了X86和ARM两大强势的处理器架构。未来 从全球开发者的角度看 一定是希望基于有限的处理器架构做上层软件的开发 因此可以基本确定的是未来只有2-3家处理器架构可以存活下来 而RISC-V有很大概率成为继X86和ARM架构之外 处理器架构的第三级 甚至是第二级 。

三、从商业角度看X86与ARM成功的原因1.X86架构

纵观处理器架构的演进 处理器架构正在从以往的技术驱动型转变为商业模式驱动型 处理器架构的开放、开源是大势所趋。在处理器芯片时代 Intel凭借其强大的制造工艺技术结合其架构与微架构的创新 打败了IBM?Power、Sun?Sparc等一众明星 成为处理器芯片时代的霸主。但是X86架构是一种闭源的架构 全世界的方案商、应用商想获得X86架构只有通过购买他家的芯片获得 而无法基于其架构开发芯片 AMD、威盛等公司是由于IBM/美国政府为了防止Intel出现垄断而强行要求X86架构必须有另外一家公司也开展研发与生产业务 。在X86架构之后 ARM架构出现了。

2.ARM架构

ARM架构的成功 与其说是技术的成功 那个时候ARM架构才刚起步 相比于迭代完善了几十年的X86架构来说肯定是有缺陷的 不如说是商业模式的成功带来的。ARM架构的出现 将之前高贵的闭源的处理器架构带到了“开放的”位置(注意 此处笔者用了“开放”一词) 处理器架构不再是一两家高贵的芯片厂商的杀手锏 它变成了广大芯片公司触手可及的东西。

ARM成功的主要原因 就是把处理器架构作为一种基础技术被其他的芯片厂商所集成 从而将一堆的芯片公司围绕在自己身边并形成了自己的小伙伴阵营 其中不乏高通、苹果等一批技术能力优于ARM的公司 这是一个典型的群狼斗猛虎的故事 群狼指的是ARM的小伙伴阵营 猛虎指的是Intel 当然这里还少不了TSMC等制造厂的强势相助。笔者认为 芯片的核心技术基础设施化是大势所趋 也是推动芯片开放、普惠的核心力量 其中ARM的IP授权模式与TSMC的制造能力开放是半导体领域两个最有革命性的商业模式创新 如果读者们感兴趣以后另开文章来讲 这里就不展开了 。当然 ARM的成功也得益于历史的大趋势 那就是功能手机的出现 以及功能手机之后智能手机的兴起和普及 商业模式的革命遇上历史的浪潮使得ARM从传统的农村地带逐步进入了城市地带并最终进入了舞台的中央 ARM目前已经杀入了X86的传统强势地盘 包括苹果的M1?PC机芯片以及Ampere/亚马逊等的服务器芯片 。

四、下篇预告

在下篇中 我们将根据本文已经介绍的内容 着重区分RISC-V在商业模式上与X86及ARM的不同 同时对RISC-V的未来发展做出预测并解析其背后的原因 敬请期待。

本文转自网络，原文链接：https://developer.aliyun.com/article/785052