突破ARM与x86重围,RISC-V后发制人面临的挑战与机遇

 

对于整个电子行业来说,一个新架构的出现往往需要突破很多障碍才能在市场上留存下来,但要想主导一方市场,面临的挑战就更加苛刻。RISC-V作为近年来才开始兴起的架构,同样需要打通硬件、软件和生态等多层桎梏,才能在x86和ARM主导的市场下撕开一道口子。

 

比如软件生态,苹果在近日发布了搭载ARM处理器M1的笔记本产品,但早在苹果之前,微软已经推出了不少基于ARM处理器的笔记本了,也与高通共同打造了Windows on ARM。然而其软件生态依然乏善可陈,原生ARM的桌面端软件稀缺,x86软件的兼容性也一般。

 

反观苹果在发布M1 Macbook后,转瞬之间各大科技巨头纷纷开展了适配工作,不少软件也可以通过Rosetta 2转译兼容。谷歌和Adobe等厂商即刻推出了适配的软件,哪怕是微软自己也在第一时间推出了Office和VS Code的M1版本,这就是苹果在MacOS软件生态上积累的号召力。

 

那么RISC-V作为一个开源架构,究竟能否突破重围,走上ARM的辉煌之路,动摇x86这等主流架构的地位呢?

 

消费应用的突破契机

 

在目前的RISC-V生态中,我们见得最多的无非是IoT项目,从不少预测来看,未来增长最快的也主要出现在工业和计算领域,但面对ARM和x86占山为王的消费端市场,RISC-V又有哪些突破点呢?

 

在采访了赛昉科技的首席技术官余红斌,科技产品营销副总监林宗民以及资深现场应用经理胡进后,他们对RISC-V在消费端的机遇发表了见解。赛昉科技认为,消费应用领域反而能最大程度发挥RISC-V本身指令集架构精简的特性,因此技术上不存在瓶颈,可以切合特定应用场景的需要。而且RISC-V预留的自定义指令空间,将使得用户可以轻易扩展专属指令,开发出高能效比的产品。

 

与此同时,AIoT的技术已经在消费电子领域得到了广泛应用,而随着RISC-V矢量标准的提出,未来将涌现更多音视频处理、人工智能、深度学习等RISC-V消费电子应用案例。而相继推出的RISC-V的安全解决方案,也将助力消费应用的SoC导入RISC-V。

 

高性能应用上的优势与挑战

 

而在高性能应用上,我们很少见到RISC-V的身影。但无论是ARM还是RISC-V,对这个市场其实都已经觊觎已久。那么RISC-V要想从x86虎口夺食,面临着哪些挑战,又具备哪些优势呢?

 

赛昉科技认为RISC-V具有后发优势,因为这一架构在开发之初就试图避免x86与ARM的缺陷,所以从技术角度上来看,相似的布局下,RISC-V的设计更加合理。比如矢量扩展指令,RISC-V的RVV扩展指令就优于ARM的NEON和SVE设计。而RISC-V的硬件虚拟化标准,同样规避了其他架构缺陷与不足,而矢量扩展指令和硬件虚拟化恰巧是服务器与数据中心的基础。RISC-V的另一大优势即开放开源,这对于追求自主化和可定制化的客户来说具有很大的吸引力。

 

然而,这并非意味着RISC-V未来在高性能应用上的道路已经一帆风顺,到目前为止,RISC-V还有相当多的扩展指令处于开发阶段,相关的标准也需要持续的优化和迭代。因此对于部分特定应用来说,软件和生态支持还没有到位,这一进程的加速仍需花费一定的时间和耐心。

 

生态过于零散?

 

随着RISC-V的生态在不断壮大,不少厂商都推出了自己的RISC-V IP核,也有不少人开始担心当前的生态是否过于零散,未来的设计和应用会不会都处于孤立的状态?

 

赛昉科技指出,尽管RISC-V生态尚处于蓬勃发展的初期阶段,生态并非完全齐备,但生态零散的情况是不会出现的。只要产品设计上仍遵循标准化的RISC-V规格进行应用开发,生态衔接上就不会出现问题。而且支持RISC-V的开源和商用开发工具都已经相对成熟,未来也会涌现更多新应用。而对于部分孤立的情况,赛昉科技认为Deep Embedded这类应用除了基础工具链外,对生态的依赖性不强,而RISC-V针对不同领域和技术规格标准的推出和更新迭代,这就是一个循序渐进的积累过程,所以这种孤立现象只是短期存在的。

 

澎峰科技生态顾问王军辉以ARM的生态发展之路作为范例,他提到ARM的生态发展其实也与开源紧密联系。过去ARM同样拥有碎片化的生态,三星也好,TI也好,其实都在各自维护自己的底层代码。于是ARM与几大科技巨头成立了一个非营利性公司Linaro,致力于Linux开源系统技术服务,为各大厂商提供一个共享的平台。

 

开源软硬件生态的构建

 

那么对RISC-V这样一个开源架构来说,开源的软硬件生态又要如何发展呢?

 

Linaro

 

澎峰科技王军辉针对这一点提到了Linaro旗下的96Boards,以及业余开发者社区较为流行的树莓派。96Boards和国内的瑞芯微与华为合作,分别推出了Rock960和HiKey960/970开发板。而围绕ARM的生态中,无论是开源硬件还是产品,树莓派和96Boards等起到了非常大的支撑性作用。

 

HiKey 970 / 华为 96Boards

 

而RISC-V也亟需这样一个开源硬件平台,于是澎峰科技也发起了对应的RVBoards开源组织,旨在构建一个“RISC-V+AI”的开发者生态,提供一致的软硬件开发环境。通过RVBoards来赋能开发者、科研院所和行业,促进相关的人才培养。