RISC-V 是未来吗?

来源:众壹云 发布日期:2021-08-09 09:41

RISC-V 是未来吗?这是我们经常被问到的一个问题,让我们假设我们的意思是“RISC-V 将成为处理器市场上的主导 ISA?” 这当然是一个正在发展的情况,并且在过去五年中发生了重大变化。

RISC-V 于 2010 年起源于加州大学伯克利分校,并用了数年时间才获得业界的青睐。向前迈出的一大步是 2015 年成立了 RISC-V 基金会,作为一个非营利组织,以推动 RISC-V 的采用。2020 年初,RISC-V 基金会的活动被重新命名并重新合并为总部位于瑞士的 RISC-V International。

我记得 2017 年在 Embedded World 参展,Codasip 展台上显眼地展示了 RISC-V 标志。许多参观者问,“什么是 RISC-V?”,这表明欧洲的认知度很低。从那时起,随着所有地区的高度关注,情况发生了巨大变化。

多年来,我们倾向于将处理器分为 MPU、MCU、GPU、APU、DSP 等孤岛。一些设备,例如手机,在其设计中会结合多种类型的处理器内核。回想 2016 年,MPU 世界由 X86 架构主导,而 Arm 主导了 APU(应用处理器和手机生态系统)和 MCU。

今天,我们可以在市场上发现一些新趋势。

趋势 1:RISC-V 性能提升

在RISC-V的早期,它主要用于学术项目。然而,到 2016 年,许多商业公司都在开发基于 RISC-V ISA 的嵌入式微控制器。可以说这对于 RISC-V 社区来说是一个相对容易的步骤,因为嵌入式开发人员习惯于从各种来源构建他们的系统,包括作为源代码交付的中间件。嵌入式内核的复杂性也更简单。

RISC-V 处理器性能呈上升趋势。资料来源:Codasip。

更具挑战性的是进入应用处理器,支持 Linux 或 Android 等丰富的操作系统所需的复杂性要高得多。就手机应用而言,存在一个复杂的生态系统,RISC-V 供应商需要一段时间才能支持。尽管如此,在使用 Linux 的系统中,RISC-V 应用处理器还有很多其他机会,并且可以选择 IP 核,例如 Codasip 的 A70X,可以解决中端性能问题。

最后,我们可以期待未来越来越多的供应商为高性能计算创建复杂的 RISC-V 内核。

趋势 2:处理器类型之间的壁垒正在瓦解

随着半导体缩放失败,传统处理器孤岛之间的界限变得模糊。随着对特定领域加速器的需求越来越多,以实现具有成本效益的片上性能,越来越有必要根据所需工作负载的需求调整设计。

RISC-V ISA 具有极简的基本整数指令集并提供自定义扩展,是创建特殊加速器的理想起点。

虽然一些应用程序(例如手机)具有复杂的遗留软件,但短期内不太可能改变架构,而其他应用程序则没有限制。人工智能等新应用程序正在转向 RISC-V 作为具有灵活性和定制性的开放 ISA。在更遥远的未来,随着传统考虑不再适用,RISC-V 有可能获得更大的市场份额。

趋势 3:客户希望避免垄断供应商

最后,处理器市场有强烈的变革欲望。自 1980 年代以来,微处理器一直由 Intel/AMD X86 双头垄断主导,但在 1990 年代后期,Arm 成为手机处理器市场的事实上的标准。这种垄断进一步扩展到相邻领域,包括嵌入式。

在过去的十年里,我经常听到工程师谈论“手臂疲劳”,并对主要市场的垄断地位和供应商锁定感到不安。然而,只要 Arm 能够以其广泛的产品范围声称“瑞士中立”,就没有人会因获得 Arm 许可而被解雇。随着他们被软银收购,这种中立性被严重削弱,而 Nvidia 可能的合并可能意味着 Arm 将他们的一个前客户挑出战略合作伙伴关系,最终将根本不会被认为是一个安全的选择。

免费且开放的 RISC-V ISA 已引起广泛关注,并可能成为市场巨变的催化剂。作为一项标准,它有可能在未来几十年都保持相关性,并且有多个供应商提供处理器内核,它避免了供应商锁定。

RISC-V 出货量预计将强劲增长。资料来源:Semico 研究公司。

结论

虽然没有人期望具有丰富历史的架构(例如 X86 或 Arm)会在一夜之间消失,但几十年来,设计师们首次在 RISC-V 中找到了可行的替代方案。随着 RISC-V 的性能范围越来越广,生态系统的迅速扩展,RISC-V 的市场份额将继续增长。Semico Research等市场报告反映了这一点 ,预测到 2025 年,市场将消耗 624 亿个 RISC-V CPU 内核。

RISC-V 肯定有一个快速发展的未来,并且很有可能成为主导架构。