以目前CPU市场来看,大致区分以Intel为主的x86架构,以及ARM推行的ARM架构设计为大宗,虽然过去也有诸如MIPS或IBM主导的PowerPC等架构设计,但规模并未像x86、ARM架构占据大部分处理器市场。而自2010年从加州大学柏克莱分校以研究专案打造的RISC-V架构设计,本身以开源架构形式吸引包含IBM、恩智浦、Weatern Digital、NVIDIA、Qualcomm、三星、Google、华为、Tesla在内厂商加盟,或许未来将有机会以「CPU界的Linux」形式蓬勃发展。

RISC-V处理器原型
RISC-V处理器原型

相比Intel提出的x86架构封闭性,目前仅有AMD、威盛 (VIA)在内厂商使用,而ARM提出的ARM架构则必须支付高昂授权费用才能使用,或由ARM同意是否继续授权,RISC-V架构由于采彻底开源设计,并且使用BSD License开源协定,允许使用者任意取用,并且可任意进行修改,甚至允许用于商业销售,因此从2010年提出以来就受到不少关注。

由于采精简架构设计,RISC-V架构指令集最初仅有不到50组的指令,同时研究团队更仅以3个月时间便完成第一版指令集,后续更因为采开源使用模式,使得RISC-V架构陆续加入更多指令集,甚至因应特定使用需求增加更多专属指令。

目前包含IBM、恩智浦、Western Digital、NVIDIA、Qualcomm、三星、Google、华为、Rambus、美高森美、Marvell、联发科、SK hynix、Seagate、CEVA、阿里巴巴、Allwinner、猎户星空,以及加州大学柏克莱分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、苏黎世联邦理工学院、印度理工学院、罗伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学及中国中科院计算所等学术机构,均先后加入采用RISC-V架构,就连Tesla也在近期内宣布加盟,预计借由RISC-V架构打造其车款使用处理器。截至2017年11月,RISC-V架构已经吸引超过138家公司、35所学术机构加盟使用,甚至更获得印度政府机构采用,借此发展国家资助处理器设计。

以RISC-V架构精简形式设计,现阶段已经可以对应执行64位元运算模式,相比采用ARM Cortex-A5架构设计的处理器相比,使用RISC-V架构打造的处理器约可在运算效能提升10%,并且在占用面积精简49%,时脉运作功耗仅为Cortex-A5的43%,因此用于嵌入式装置可带来不少竞争优势。

因此,Western Digital便表示将以RISC-V架构打造储存设备控制器,而NVIDIA也计划将RISC-V架构用于GPU内部控制元件,甚至国防高等研究计划署 (DARPA)也计划资助以RISC-V架构打航太设备控制晶片,另外也有不少新创团队开始透过RISC-V架构设计物连网设备使用晶片,软体方面也陆续加入JVM、LLVM、Python等常见开发工具。

不过,虽然采完全开源架构,以及免费授权形式,RISC-V架构目前要超越Intel的x86架构,以及ARM架构,或许仍有相当大难度。

主要因素除了Intel推动的x86架构市场已经相当庞大,几乎从传统PC到数据中心规模的伺服器都会使用x86架构处理器,同时相关软体带动的应用服务也有长达40周年发展历史,而ARM架构所产生庞大市场应用规模更难以被RISC-V架构取代,因此目前市场恐怕还是会由x86、ARM架构持续分占一段时间。

而RISC-V架构看似有相当大的发展空间,但实际上也有不少问题,例如强调完全开源的设计,并且让取用者可任意加上专属指令集,甚至选择将架构封闭或维持开源,导致RISC-V架构目前也与过往MIPS架构发生一样问题,因为允许增加更多指令集,使得虽然都是以RISC-V架构设计,但可能无法共用相同指令集。

在持续分化情况下,意味RISC-V架构将与目前Linux情况相同,虽然同样采Linux架构设计,却分化成不同使用环境,甚至有部分相容问题,因此目前RISC-V架构虽然吸引不少一线厂商采用,但现阶段要成为市场主流,似乎还需要更多时间投入发展。

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