近期，开源RISC-V再次走到聚光灯下。不久前，腾讯公司加入开源指令集标准RISC-V国际协会（RISC-V International）。继阿里巴巴、华为、紫光展锐、中兴通讯、赛昉科技、中科院等企业和机构之后，RISC-V阵营中迎来了新的中国成员。
RISC-V是基于精简指令集计算原理建立的开放指令集，最核心的优势在于完全免费开放，不会有版权纠纷问题。全球越来越多的公司对这一新兴架构充满期待，但是，RISC-V想在未来产品和应用中担任更重要的角色，尤其是中国企业想要借此发挥更大的作用，还有很多“拦路虎”要扫除。
需跨越从原型到产品的“死亡之谷”
从加利福尼亚大学伯克利分校的一个实验室中翩然起步，如今距离RISC-V的诞生已经过了十年有余。这个每每被谈及，必与X86、Arm相提并论的新兴指令集架构，正在物联网、云端等更多应用场景中发挥潜能，吸引了众多企业纷纷布局。IP厂商Imagination在2022年夏季推出了首款商用RISC-V内核，用于片上系统(SoC)设计；英特尔2022年2月宣布正式加入RISC-V国际协会，并且投资4亿欧元与西班牙超算中心合作，计划在10年内开发出基于RISC-V的超算CPU；谷歌将为RISC-V芯片推出新的开源操作系统。
在与Arm的“专利战”爆发后，高通对RISC-V的布局更加积极。高通产品管理总监Manju Varma表示，高通已经基于RISC-V打造了许多产品，截至2022年底，采用RISC-V架构的高通芯片出货量已经超过6.5亿颗。目前，高通的PC、移动设备、可穿戴设备、联网汽车以及AR/VR头显的SoC中都使用了RISC-V微控制器。据市场调研公司Semico Research预测，到2027年，市场上将有250亿个基于RISC-V的AI SoC，预计同年收入达到2910亿美元。
RISC-V于2017年进入中国产业界，赛昉科技是第一批投身RISC-V发展的国内企业，对RISC-V理解颇深。
“截至2022年末，我国大约有50款不同型号的国产RISC-V芯片量产，应用场景集中在MCU、电源管理、无线连接、存储控制、物联网等中低端场景。”赛昉科技资深销售总监周杰对《中国电子报》记者表示，我国的RISC-V技术落地已度过了初级阶段。但需要看到的是，RISC-V在国内产业化和商业化之路上，仍面临两大“拦路虎”。
周杰认为，RISC-V将走向开放应用场景，建立成熟的软件生态将是RISC-V在开放应用场景落地的最大挑战。目前量产的芯片，大多是用在相对封闭的应用场景，软件需求相对简单和固定，芯片原厂就能实现70%的软件。到了开放应用场景，软件需求会呈指数级增长，例如各种操作系统的移植，中间件和库函数的优化，以及各种开发框架的适配等，每一个技术点都是巨大的工程，必须联合芯片原厂、第三方软件公司、开源社区一起合作全力投入。
第二大挑战与RISC-V将向高性能应用场景渗透有关。周杰表示，中高端RISC-V芯片从设计方案，到流片成功，到定制开发，再到大规模量产，最终完成销售，需要极其强大的人力和财力的支持。对芯片公司来说，组建一个具备高端芯片设计、研发、销售能力的端到端的完整团队十分重要，而国内高端芯片人才紧缺，芯片公司抢人之风盛行，十分不利于团队的组建。另外，初创的RISC-V芯片公司需要大量的资金维持研发需求，在半导体投资遇冷的背景下，他们的发展也并不容易。
事实上，所有指令集都需要经历从原型到产品的“死亡之谷”。在北京开源芯片研究院助理院长唐丹看来，这个阶段有时候并不完全是技术上的问题，其实重点还是在于市场牵引。如果没有市场牵引，仅靠单方面的技术迭代，无论是技术上还是时间周期上都有很高的难度。
“RISC-V的产业化目前的难度还是在于没有找到明确的市场切入点，也就是‘杀手级’应用场景。”唐丹以Arm为例对《中国电子报》记者表示，在移动端生态出现的前几十年，Arm的发展也较为缓慢。目前，RISC-V在软件生态链较短的IoT应用场景，特别是需要根据应用场景定制的市场，已经有广泛的应用。但一个生态真正成熟还是要靠高端生态牵引。RISC-V要实现可靠和高质量的商业化解决方案，一方面需要不断完善RISC-V指令集的标准规范，另一方面还需要找到明确应用场景，产生可以进行技术迭代的机会。
高性能RISC-V处理器需与基础软件同步研发
“当前，RISC-V指令集的软件适配工作的进展速度已经非常快，这与RISC-V指令集开放免费的优势被全球软件开发者看好有直接关联。”唐丹对记者表示，目前，绝大部分核心基础软件已经完成与RISC-V指令集的适配。例如2019年以来，16268个Debian操作系统软件包中已有15148个完成与RISC-V指令集的适配，适配率已超过95%。RISC-V已经成为Debian支持的Tier-1架构，仅次于X86和Arm。
有观点认为，向高性能发展RISC-V，会面临来自处理器性能和软件适配方面的技术挑战。对此，唐丹向记者指出，处理器的性能和稳定性并不矛盾。一方面，要在处理器的设计中加强验证工作可以提升稳定性。另一方面，处理器的稳定性还要经过市场检验，在使用中发现潜在问题。
“高性能RISC-V处理器需要与基础软件同步研发，才能更好与基础软件进行适配。在处理器不同研发阶段就引入基础软件的测试和验证，一方面能发现处理器设计中的功能问题，另外还能在处理器设计中对性能进行评估，进行针对性改进。”唐丹说。
软件生态是RISC-V在高性能应用领域落地的关键。周杰认为，高性能的芯片若要实现落地，一定要与RISC-V底层框架、操作系统、中间件、关键库、应用软件全方位适配。目前，赛昉科技与OpenHarmony、Fedora、OpenEuler、OpenSUSE、Ubuntu、麒麟、统信等开源社区和第三方伙伴合作，积极推动RISC-V与基础软件适配。
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