RISC-V 一直被視作 Arm 和 x86 的挑戰(zhàn)者，它提供了一種開源且免版稅的架構(gòu)，有望在無需支付授權(quán)費(fèi)用的情況下實(shí)現(xiàn)靈活性與創(chuàng)新性。然而，盡管備受關(guān)注，但相較于為那些通常能占據(jù)新聞?lì)^條的設(shè)備提供動(dòng)力，你更有可能在物聯(lián)網(wǎng)小設(shè)備和鮮為人知的嵌入式系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)它的身影。

Arm 掌控著移動(dòng)和嵌入式領(lǐng)域，x86 仍牢牢占據(jù)著臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦和服務(wù)器市場(chǎng)，那么 RISC-V 呢？它仍有待突破自身局限，但作為一種 CPU 架構(gòu)，它正逐漸獲得認(rèn)可。它能否打入更廣闊的市場(chǎng)，為更多類型的設(shè)備提供動(dòng)力，這是個(gè)大問題。

英偉達(dá)已悄然將 RISC-V 內(nèi)核融入其圖形處理器（GPU）和片上系統(tǒng)（SoC）中，這家 GPU 制造商預(yù)計(jì)到 2024 年底，將在其 GPU、SoC 及其他產(chǎn)品中交付 10 億個(gè) RISC-V 內(nèi)核。英偉達(dá)對(duì) RISC-V 最引人注目的應(yīng)用當(dāng)屬 GPU 系統(tǒng)處理器（GSP），它主要負(fù)責(zé)卸載內(nèi)核驅(qū)動(dòng)功能，并管理內(nèi)核內(nèi)的 GPU 利用率。

甚至高通也在其部分設(shè)備中使用了 RISC-V，在驍龍?zhí)幚砥鲀?nèi)置的微控制器單元中采用了 RISC-V 內(nèi)核。截至目前，高通已出貨搭載約 6.5 億個(gè) RISC-V 內(nèi)核的設(shè)備，所以該架構(gòu)及其內(nèi)核已出現(xiàn)在日常設(shè)備中——但為何 RISC-V 還未成為主角呢？

谷歌的退縮

并非只有高通和英偉達(dá)在利用 RISC-V 及其架構(gòu)。谷歌此前也一直在這一領(lǐng)域有所行動(dòng)——在 2024 年 5 月之前，它一直在安卓專屬的、源于 Linux 的安卓通用內(nèi)核（ACK）中正式支持 RISC-V，之后卻取消了對(duì) ACK 的支持，這對(duì)該架構(gòu)來說是一次重大挫折。

盡管如此，谷歌表示仍致力于 RISC-V，并計(jì)劃在未來加強(qiáng)支持。當(dāng)時(shí)谷歌向安卓權(quán)威（Android Authority）表示：「安卓將繼續(xù)支持 RISC-V。由于迭代速度很快，我們還沒準(zhǔn)備好為所有廠商提供一個(gè)統(tǒng)一支持的鏡像。此次系列補(bǔ)丁移除了安卓通用內(nèi)核鏡像（GKI）中的 RISC-V 支持?！?/p>

在此之前，人們?cè)Ｍ圃焐虃兡芸紤]使用基于 RISC-V 指令集架構(gòu)（ISA）的片上系統(tǒng)來打造安卓設(shè)備。從 ACK 中移除 RISC-V 支持并不意味著 RISC-V 無法運(yùn)行安卓系統(tǒng)，而是意味著任何打算走這條路的制造商都得自行開展大量的編碼工作。

谷歌在安卓平臺(tái)上對(duì) RISC-V 的暫時(shí)退縮，很好地說明了一種新架構(gòu)在邁向主流道路上所面臨的基本障礙——缺乏成熟且統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng)。大多數(shù)人都熟悉 Arm 生態(tài)系統(tǒng)，高通目前正憑借 Windows on Arm 設(shè)備在筆記本電腦市場(chǎng)有所作為，而且 Arm 在移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中已站穩(wěn)腳跟，像聯(lián)發(fā)科等公司就在其旗艦手機(jī)中充分利用了這一架構(gòu)。但 RISC-V 可能在其中處于何種位置呢？

谷歌在安卓平臺(tái)上對(duì) RISC-V 的退縮鮮明地提醒人們，即便擁有開源架構(gòu)以及它為設(shè)計(jì)師和開發(fā)者帶來的靈活性（無需支付授權(quán)費(fèi)用），僅憑這些本身并不足以讓 RISC-V 成為市場(chǎng)上可行的前端主流產(chǎn)品。

但盡管遭遇諸多挫折，RISC-V 仍持續(xù)吸引著各方關(guān)注，尤其是那些希望減少對(duì)專有解決方案依賴來為其設(shè)備提供動(dòng)力的公司。

中國因素

鑒于圍繞中國的諸多地緣政治問題以及中國對(duì)自主研發(fā)、國產(chǎn)技術(shù)的追求，中國政府已大力投資 RISC-V 架構(gòu)，將其作為避免依賴外國架構(gòu)和技術(shù)的戰(zhàn)略解決方案的一部分。

諸如龍芯這樣的中國芯片設(shè)計(jì)公司，已利用該指令集架構(gòu)打造出基于 RISC-V 的系統(tǒng)，并應(yīng)用于中國的學(xué)校。另一個(gè)關(guān)鍵例子是阿里巴巴，它計(jì)劃在其云服務(wù)器中使用 RISC-V 架構(gòu)。

所有這些都引起了美國政府的關(guān)注，自 2023 年起，美國政府一直在考慮議員們提出的要求，即加大中國在其設(shè)計(jì)中應(yīng)用 RISC-V 指令集架構(gòu)的難度。

當(dāng)時(shí)，RISC-V 國際組織就美國政府可能采取的限制準(zhǔn)入舉措發(fā)聲，時(shí)任首席執(zhí)行官卡莉斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）表示，這可能會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)分歧，形成「一個(gè)充斥著不兼容解決方案的世界」。

確實(shí)如此。對(duì)于 RISC-V 這樣一種架構(gòu)而言，要想打入主流設(shè)備領(lǐng)域，不能僅僅依靠創(chuàng)新——它必須創(chuàng)建一個(gè)能夠吸引芯片制造商以及設(shè)備制造商的生態(tài)系統(tǒng)，要讓他們放心地使用 RISC-V 內(nèi)核來制造設(shè)備，并且知道相應(yīng)的應(yīng)用程序和支持都已到位。Arm 和 x86 生態(tài)系統(tǒng)都花費(fèi)了數(shù)十年時(shí)間打造出如今的局面，構(gòu)建了各種工具和庫，并為開發(fā)者在這些架構(gòu)上創(chuàng)建應(yīng)用程序提供支持。歸根結(jié)底：要讓終端用戶用得順暢。

這或許是 RISC-V 以及整個(gè)架構(gòu)面臨的最棘手問題之一：軟件兼容性。雖然 Arm 和 x86 生態(tài)系統(tǒng)都得到了廣泛支持，但 RISC-V 卻并非如此。

必須要有標(biāo)準(zhǔn)

今年 10 月，RISC-V 迎來了一個(gè)重大時(shí)刻，當(dāng)時(shí) RVA23 配置文件獲得批準(zhǔn)。它基本上列出了一套統(tǒng)一的指令集架構(gòu)擴(kuò)展，軟件開發(fā)人員可以依靠并利用這些擴(kuò)展在 RISC-V 架構(gòu)上創(chuàng)建兼容的軟件。它不僅帶來了諸如向量運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算和原子指令等功能，還為 RISC-V 在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)工作負(fù)載方面提供了急需的支持。

總體而言，RVA23 配置文件的批準(zhǔn)為這個(gè)一直試圖嶄露頭角卻未能如愿的架構(gòu)帶來了急需的一致性。

盡管取得了進(jìn)展，但這只是解決該架構(gòu)長期以來面臨的更廣泛軟件兼容性難題的第一步。要讓 RISC-V 在主流市場(chǎng)開始嶄露頭角，真正需要做的是讓開發(fā)者進(jìn)行編碼，使其在 RISC-V 上的運(yùn)行效果能與在其他生態(tài)系統(tǒng)上一樣。

要說服開發(fā)者（以及設(shè)備制造商）采用 RISC-V 架構(gòu)并開發(fā)應(yīng)用程序、制造設(shè)備，絕非易事。

手機(jī)和個(gè)人電腦領(lǐng)域

RISC-V 面臨的另一個(gè)主要挑戰(zhàn)是當(dāng)前的市場(chǎng)格局，尤其是移動(dòng)市場(chǎng)。Arm 在智能手機(jī)市場(chǎng)占據(jù)很大份額，這里甚至都還沒算上蘋果在該領(lǐng)域的主導(dǎo)地位?；旧厦靠钇炫炛悄苁謾C(jī)都以某種形式運(yùn)行在 Arm 內(nèi)核上，而且每個(gè)開發(fā)工具鏈都針對(duì) Arm 進(jìn)行了優(yōu)化。要打入這個(gè)市場(chǎng)將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

再看個(gè)人電腦市場(chǎng)，該市場(chǎng)由 x86 主導(dǎo)，AMD 和英特爾幾乎占據(jù)了全部市場(chǎng)份額；即便有微軟的支持，高通近期推動(dòng)的 Windows on Arm 也尚未站穩(wěn)腳跟。對(duì)于 RISC-V 來說，即便只是考慮進(jìn)入個(gè)人電腦市場(chǎng)，它不僅要展現(xiàn)出與 x86 現(xiàn)有產(chǎn)品相當(dāng)?shù)目尚星矣懈偁幜Φ男阅埽€必須具備目前所欠缺的開發(fā)者支持。

RISC-V 面臨的現(xiàn)實(shí)情況是，即便有政府支持以及一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景，它與 Arm 和 x86 相比仍有很大差距需要彌補(bǔ)。

RISC-V 要打入主流并非一朝一夕之功，也不會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。

或許最重要的問題在于，RISC-V 能否在未來五年內(nèi)足夠迅速地縮小與競爭對(duì)手的差距。像 MIPS 和 SiFive 等公司在嵌入式系統(tǒng)、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、片上系統(tǒng)等領(lǐng)域依賴 RISC-V 指令集架構(gòu)，這算是一個(gè)良好的開端。

但感覺我們似乎仍在等待 RISC-V 超越其競爭對(duì)手的那個(gè)突破性時(shí)刻。就目前而言，它仍是一種充滿希望的開源免版稅架構(gòu)。新任首席執(zhí)行官需要發(fā)力，確保開發(fā)者和制造商在未來的設(shè)備中選用 RISC-V 的指令集架構(gòu)。

在卸任時(shí)，雷德蒙德指出，在她任職期間，該組織的成員數(shù)量從 236 個(gè)增長到了 70 個(gè)國家的 4600 多個(gè)，其行業(yè)應(yīng)用「在汽車、人工智能、高性能計(jì)算以及嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域加速發(fā)展。如今已有超過 20 億個(gè)片上系統(tǒng)采用了 RISC-V 架構(gòu)，預(yù)計(jì)到 2031 年這一數(shù)字將達(dá)到 200 億，RISC-V 的影響力不容置疑」。

她還補(bǔ)充道：「在技術(shù)方面，我們已經(jīng)批準(zhǔn)了 68 項(xiàng)新規(guī)范，將工作組數(shù)量擴(kuò)充到 80 多個(gè)，并且通過工具、協(xié)作以及全球操作系統(tǒng)的采用推動(dòng)了軟件生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。」

RISC-V 的支持者們頗為樂觀地表示，他們滿心期待最近「卸任」的英特爾前首席執(zhí)行官帕特?基辛格（Pat Gelsinger）可能會(huì)對(duì)此感興趣，不過目前還沒有跡象顯示這位曾負(fù)責(zé) IBM Z / 架構(gòu)的前高管會(huì)成為繼任者。