RISC－V能成为“中国芯”的新希望吗

说到中美贸易问题，不得不说到芯片——不管是对于中兴还是华为，最终都被芯片“卡住”脖子。
但中兴与华为又有些许不同：中兴芯片主要来源于采购，一旦断供，中兴无“芯”可用；而华为虽然具备芯片设计的能力，但其主要采用arm架构，同时芯片生产过程中采用了大量美国专利——目前涉及美国专利的相关软件及硬件，均无法为华为生产任何芯片。
而在近期，中国中国科学院大学公布了首期“一生一芯”计划成果——在国内首次以流片为目标，由5位2016级本科生主导完成一款64位risc－v处理器soc芯片设计并实现流片，芯片能成功运行linux操作系统以及学生自己编写的国科大教学操作系统ucas－core。
这一消息不免有点振奋人心——中国能否通过risc－v，从而避免再次被国外企业“卡”脖子？
然而，risc－v并不是一款新技术，但随着risc－v多年来的发展，逐渐被人们认定为其未来将成为arm的替代者！
risc－v为何成为突破口？
risc－v（读作risc five），意思是第五代精简指令处理器，该项目2010年始于加州大学伯克利分校，但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。
risc－v作为全新的指令集架构，与大多数指令集相比，risc－v指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售risc－v芯片和软件而不必支付给任何公司专利费。
据了解，arm的芯片设计就是基于早期的risc架构，为了遏制risc－v崛起，amr还曾做过一个域名为riscv－basics．com的网站，从成本、生态系统、碎片化风险、安全性和设计保证上对risc－v进行攻击。
由此可见，risc－v已经与arm形成了竞争，而对于x86来说也同样如此。简单点来说，risc－v的应用，已经对英特尔、amd等企业产生了一定的影响。
但就目前而言，在pc和服务器市场，risc－v面对地固根深的x86而言，并不会掀起太多浪花。但在物联网产业中，risc－v已经成为主流。
据了解，相对于传统的x86和arm架构，risc－v具有三个优势，即精简、模块化和可扩展性。
（1）精简
risc－v的基本指令集rv32i只有47条指令，而x86指令集已经超过1400条，arm指令集也增加到1200条。同时，x86和arm以每月两条的速度在增加，而risc－v不会继续增加任何指令集。
与此同时，risc－v晶粒仅仅只有0．14mm2，其处理器占用面积可以有效缩小。
（2）模块化
由于rv32i是固定不变的，可以为编译器编写者、操作系统开发人员和汇编语言程序员提供了稳定的目标；
（3）可扩展性
由于risc－v采用了标准扩展，根据应用的需要，硬件可以包含或不包含这些扩展。但扩展有严格限制，给客户提供了专属的定制化空间，不会出现碎片化现象。
基于这些特点，risc－v在物联网产业中得到全面的应用——由于物联网产业规模大、碎片化严重等，risc－v可以根据物联网产品的需求进行快速搭建，满足物联网市场的各类需求。
为此，大量企业在risc－v中布局，其中不仅仅是英伟达、谷歌、西数等企业，还有国内的华米、君正等企业。同时，国内为了加快risc－v的布局，中科院计算所牵头成立了中国开放指令生态（risc－v）联盟。
除此之外，上海市政府还出台了专门针对risc－v的扶持政策，从而让risc－v在国内得到快速发展及应用。
虽然从表面上看，risc－v似乎已经成为未来中国的发展方向，但对于中国而言，risc－v已经遇到了“瓶颈”。
risc－v的“瓶颈”
当我们一次又一次的说risc－v是开源架构的时候，2020年2月18日，risc－v基金会董事长krste asanovic在其官网上出人意料地发布了一篇博客《risc－v不是开源处理器》。
据krste asanovic说道，risc－v开源的仅仅是指令集架构。即risc－v虽然开源了，但如果基于指令集进行处理器的研发，对于企业来说是一个沉重的负担。
为了避免这一问题，risc－v基金会与部分企业展开了合作，让有能力的芯片设计企业在risc－v架构的基础上加入了很多属于自己的ip进行扩展，推出自己基于risc－v设计的商业ip——但这部分处理器并非免费，而是作为付费使用。而在这一过程中，不同企业的处理器规格及标准并不相同。
而对于中国企业而言，大部分企业自身并不具备相关的设计能力——就目前而言，仅有小部分企业能够实现对risc－v进行扩展，大部分企业依然是选择采购成品处理器。
除此之外，risc－v虽然经过数年的高速发展，但就目前而言并未形成完善的生态链——发展时间相对较短，还未形成良好的使用环境。而arm及x86在多年的发展下，其处理器已经涵盖所有行业及市场，价格更是从数元到千元均有布局。
特别是在市场中，由于risc－v尚未有革命性的变化，导致大量参与企业只能进行处理器设计及生产，并销售到其他国家或企业，再无其他利润来源。
risc－v，中国处理器的出路
为了规范risc－v在国内的发展，国内成立了大量基于risc－v的联盟及协会，对于整个行业来说，risc－v已经呈现出超越arm及x86的趋势，但就技术方面而言，risc－v更多的是弥补arm及x86在物联网产业方面的不足为主，而非取代。
但值得一提的是，risc－v虽然有着诸多不足，但对于中国而言或许是arm及x86的替代品——对于中国而言，亟需一款能与arm及x86的相对抗的处理器，而risc－v将是最好的“盾牌”。
当然，当中国把risc－v完全研究透彻后，将以risc－v为基础，研发出更适合时代发展的处理芯片。