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RISC-V 有哪些优势?Intel将开始大动作开发Risc-V架构

RISC-V 有哪些优势?
RISC-V 有哪些优势?

RISC-V是一种指令集,一般被念做:risk five。V,即罗马数字5。该指令集是RISC系列指令集的第五代产品。RISC-V是一种基于“精简指令集(RISC)”原则的开源指令集架构。

在RISC-V之前,X86、ARM是人们更加熟悉的两种架构。和X86、ARM架构相比,RISC-V诞生得比较晚,它的代码极为简洁、支持模块化和可扩展性,因此企业在设计时非常有利。

很多人不太了解RISC-V架构,小编在此给大家科普一下,RISC-V指令集于2010年加州大学伯克利分校诞生,该指令集拥有完全开源的编译器、开发工具以及软件开发环境,任何团体或公司均可免费用其进行硬件或软件的开发设计。

大道至简,RISC-V符合CPU处理需求发展

RISC-V最大的特性就在于“精简”。虽然与ARM同属于精简指令集架构,但因RISC-V是近年来才推出,没有背负向后兼容的历史包袱,架构短小精悍。相比于x86和ARM动辄几百数千页,RISC-V的规范文档仅有145页,且“特权架构文档”的篇幅也仅为91页。

RISC-V的优势:

模块化与指令数目少

1、模块化:RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起,并试图通过一套统一的架构来满足各种不同的应用场景,这种模块化是x86与ARM架构所不具备的。

2、指令数目少:受益于短小精悍的架构以及模块化的特性,RISC-V架构的指令数目非常的简洁。基本的RISC-V指令数目仅有40多条,加上其他的模块化扩展指令也总共只有几十条指令。

开源,彻底免费开放

3、RISC-V全面开源,且具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境(IDE),其开源的特性允许任何用户自由修改、扩展,从而能满足量身定制的需求,大大降低指令集修改的门槛。?同类产品中,ARM需要支付高昂的IP费用才可使用,甚至需支付“预付款”才可看到细节。

IoT时代已至,RISC-V大有可为

因为x86适合处理大量数据,在传统PC与服务器领域处于霸主地位,在手机带来的科技革命趋势下,需要快速处理数据,ARM架构在手机处理器IP领域一统江湖。在半导体的历史上,X86、ARM作为主流架构一直都占有着很大的市场。随着物联网时代的来临,而RISC-V作为新兴架构,以其精简的体量,或许在未来的IoT领域中能取得绝对的优势。

目前,RISC-V国际协会在全球范围内的会员数已达到300家,包括谷歌IBM、阿里云、西部数据、华为等众多海内外顶级科技公司。国内方面来看,中国RISC-V产业联盟由海内外RISC-V领域重点企业、研究机构、和行业协会发起成立,芯原控股公司担任联盟首任理事长单位,北京君正、晶心科技、芯来科技、致象尔微电子担任联盟副理事长,目前已有五十余家RISC-V领域相关企业以及十余家大学和研究机构加入。

Intel将开始大动作开发Risc-V架构,反攻ARM!

Intel与Risc-V开发商SiFive合作开发Risc-V架构芯片,将以此为基础打造Intel的Risc-V平台Horse Creek,甚至传闻指出有意收购后者,这意味着Intel将开始大动作开发Risc-V架构,此举的目标自然意在ARM

Intel与ARM的纠葛

早年ARM在移动市场逐渐发展的时候,Intel其实也有拥抱ARM,当时Intel以ARM架构开发出XScale处理器,XScale代表着当时ARM架构的最强性能,并被广泛用于Windows Mobil手机当中,这些手机也被誉为当时的高端智能手机。

不过随着ARM的发展,Intel逐渐感受到了ARM的威胁,选择将XScale处理器业务卖给了Marvell,从此与ARM断绝了合作关系。在与ARM停止合作后,Intel以自家的X86架构开发出了ATOM处理器,希望以ATOM处理器与ARM竞争。

不过ATOM处理器并未能在智能手机市场获得广泛应用,反而由此催生了上网本这种廉价笔记本产品,上网本一度风扉全球。然而仅仅数年之后,苹果ARM架构开发的A系处理器打造的平板电脑iPad消灭了上网本,随着上网本消失,ATOM处理器也日益衰微。

ATOM处理器无法与ARM竞争,在于它的成本还是远高于ARM架构处理器,同时ATOM处理器的性能太弱而功耗却还是比ARM高太多,自然难以获得手机行业的认可。

ATOM处理器败落后,Intel就基本没有了与ARM竞争的信心,甚至于到了后来连PC业务都不再如以往那么重视,而将希望寄托于X86服务器芯片,希望依靠服务器芯片在未来的AI、物联网市场占有一席之地。

Intel退守依然难安稳

Intel退守PC市场和服务器芯片市场,然而ARM阵营却一直都在努力进攻这两个市场,不过ARM阵营可谓屡战屡败。

早期ARM服务器芯片开发商Calxeda已经倒闭,后来高通有意开发ARM服务器芯片也失败了。ARM服务器芯片难以与Intel竞争,与ARM服务器芯片生态不完善有关,毕竟Intel数十年来在服务器芯片市场打造了X86的完整生态,数据中心等客户并不愿意轻易冒险改变,毕竟这个行业高度求稳,对价格不敏感。

阻碍ARM服务器芯片取得成功的另一大因素是ARM架构处理器的性能始终远低于X86处理器,过弱的性能难以满足数据中心越来越强的数据需求。

在PC处理器市场也存在类似因素, 目前仅有谷歌的Chromebook大量采用ARM处理器,而这种PC仅能获得美国教育市场的认可,大众市场鲜有采用ARM处理器;高通微软联合开发的ARM笔记本也未能取得成功。

然而这一切正逐渐被苹果、谷歌、亚马逊等公司打破。亚马逊等互联网企业一直都在开发ARM架构服务器芯片,以满足自己的一些特殊性需求,不过它们依然主要采用Intel的服务器芯片,自然主要还是ARM处理器的性能劣势,直到苹果M1处理器的出现。

苹果今年推出的M1处理器是为它的MacBook打造,据Geekbench的性能测试显示M1处理器单核新年已与Intel的i7相当,多核性能则与i7存在很大差距;但是苹果还有后招,那就是刚曝出的M1X处理器,M1X处理器的核心数增加至12核,单核性能、多核性能都足以媲美Intel的i9。

苹果M系处理器的出现解决了ARM的性能瓶颈,原来ARM处理器的性能可以如此强,解决了性能瓶颈之后,ARM阵营未来进攻PC市场和服务器芯片市场的可能性大增,这对于Intel来说自然是重大威胁。

继中国芯片后,Intel拥抱Risc-V,将反攻ARM

拥抱Risc-V成为Intel的无奈选择

Risc-V架构的诞生希望进一步降低芯片的开发成本,它的指令集比ARM进一步简化,同时可以利用成熟工艺开发出更强的性能,这样的架构对于那些新生的弱小芯片企业颇为合适,不过弱小的芯片企业更无力发展Risc-V的生态,毕竟它们对行业的影响力太弱了,由于种种原因Risc-V发展相当缓慢。

直到中国芯片产业由于众所周知的原因希望发展自主芯片,而ARM虽然保持开放但是却受到美国的影响,而Risc-V认识到中国芯片产业可能是它的巨大机会,Risc-V公司甚至为此将总部从美国搬迁至中立国瑞士,希望借此进一步加深与中国芯片业界的合作。

中国芯片产业确实也在倾力推动Risc-V的发展,2018年中国开放指令生态(RISC-V)联盟成立,加快了Risc-V在中国的发展,中国第一大互联网企业阿里巴巴已开发出了Risc-V芯片玄铁系列并已被广泛采用,Risc-V在中国呈现一片欣欣向荣的景象。

Risc-V获得中国芯片产业的力挺,在于这个新兴的芯片架构尚未有企业拥有优势的专利,特别是美国企业未拥有优势,这成为中国芯片产业倾力发展Risc-V的重要原因。

面对ARM的迅猛发展,甚至在苹果、亚马逊等的力推下将进入Intel的PC和服务器芯片阵地,Intel终于认识到仅依靠自家的X86架构已无法阻挡ARM的攻势,此时它也看到了Risc-V的发展。这次它选择与Sifive合作,乃至收购Sifive就是为了抵挡ARM的攻势,甚至反攻ARM

Sifive也是一家Risc-V开发企业,它开发的芯片在美国也获得了较多客户的认可,对于Intel来说收购这家企业比从零起步开发Risc-V更划算,毕竟ARM的攻势已经如火如荼,时不我待。

Intel加入Risc-V阵营,对于Risc-V来说无疑是巨大的助力,毕竟Intel是全球最大的半导体企业,再加上迅猛发展的中国芯片业,它们的共同合力或许将Risc-V的生态迅速发展起来,未来或许Risc-V可望将迅速成为ARM的直接竞争对手。

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