高通：开始尝试使用 RISC-V，Arm 是过时的传统架构

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12月20日消息，据 The Register 报道，在近日举办的 RISC-V 峰会上，高通公司产品管理总监 Manju Varma 表示，RISC-V 是专有 Arm 指令集架构的新兴替代品，在高通公司设计芯片的一系列设备上都有机会使用，包括可穿戴设备、智能手机、笔记本电脑和联网汽车等。

报道指出， Varma 三次提到了“legacy architecture（遗留架构）”一词，不过没有明指出是 Arm 架构。而目前 Arm 正在起诉高通，试图摧毁后者的定制 Nuvia 内核，这些内核旨在与前者的 ISA 兼容。

据此前高通反诉 Arm 公司的文件显示，2024 年后，基于 Arm 公版 CPU 的 SOC 中不再允许使用外部 GPU、NPU 或 ISP。

此外，高通公司声称，Arm 告诉 OEM 厂商，半导体制造商将无法提供基于 Arm 的 SOC 的其他部件，而是由 Arm 的新许可直接提供 GPU、NPU 和 ISP 等。

也就是说，如果在2025 年开始还想使用Arm公版CPU的话，目前的高通 Adreno GPU ，三星与AMD合作的 RDNA GPU，以及独立NPU和ISP等都必须要抛弃，改用 Arm 公版。

被逼无奈之下，高通只能将目光转向RISC-V架构。

根据 Varma 的说法，从 2019 年的骁龙 865 处理器开始，他开始帮助推动高通公司整个产品组合的 CPU 战略和路线图转向 RISC-V。

Varma 表示，高通公司现在在 PC、移动设备、可穿戴设备、联网汽车以及 AR / VR 头显的 SoC 中使用 RISC-V 微控制器。这些微控制器在后台执行低级工作，例如管理硬件。迄今为止，高通已经出货了超过 6.5 亿个 RISC-V 内核，高通已成为“RISC-V 实施的领导者之一”。

Varma 还称，RISC-V 有机会用在价值更高的产品中，而不止于微控制器。“现在拥有一个通用的基本指令集架构，可以从低端微控制器一直扩展到高性能计算，以及介于两者之间的任何东西，它确实提高了整个行业的效率。”

Varma 透露，高通公司首先在骁龙 865 中转向了 RISC-V 微控制器，因为它“需要可定制的东西，满足我们的独特要求，并且占用空间小，而现有传统架构的解决方案不符合这些要求”。

什么是RISC-V

作为ARM架构的替代品，被高通选为新的出路的RISC-V都有哪些优势？

资料显示，RISC－V是第五代基于RISC的CPU指令集架构，2010年由美国加州大学伯克利分校计算机科学部门发明。这是一个免费、开放的架构，用户基于该架构进行产品设计和拓展后，可自主选择是否公开发行、如何商业运营等。

在功耗方面，RISC－V适合用于高效设计实现，开发者可根据应用需求灵活剪裁，再加上其全部RISC－V指令不超过50个，因此其内核面积更小，相应的功耗越低，能以极低的能耗来实现高效的AI元器件的运行。

在成本方面，由于RISC－V完全免费开源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。因此，开发者在使用RISC－V时，无需支付如ARM那般昂贵的架构使用费用，成本大幅度降低。

在扩展性方面，RISC－V主要是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，由于IoT场景非常广泛和碎片化，需要为数千种以多种不同方式连接世界的应用案例来设计芯片，因此可扩展的架构成为终端运算的关键。

由于RISC-V天生的灵活性，在传统处理器向DSA转变的过程中，国内芯片公司可以做出更多的定制处理。并且，自2010年发布的RISC-V用十年时间走过了传统架构三十年的技术里程，而自身没有指令集积累的国内公司，能够更加快速的接受新的指令集。

而RISC-V在成本上对于初创企业有全方位的优势，在同类产品中RISC-V不需要用户支付高昂的IP费用，并且由于RISC-V的简洁性，其处理器的尺寸相较于类似功能的ARM和x86大幅缩小，因此所需的晶粒材料成本也大幅度下降。成本上的优势，对于尚在探索的初创企业更为友好。

并且，RISC-V精简指令集采用开源模式、其架构先进、易于定制、生态也尚处于发展初期，这为我国万物智联时代掌握芯片产业发展主动权提供了发展机会。因此，我国积极抓住时代机遇，以全球视野谋划我国芯片产业发展，聚焦开源RISC-V架构，统筹规划、集中力量面向我国“主流CPU”领域，筑牢基础软件根基，加速推进其生态建设，能有效推动全世界芯片产业新格局的到来。是我国实现芯片产业弯道超车的大好时机。

在应用方向上，RISC-V模块化、可扩展、简洁的技术特点使其成为物联网行业的理想指令集选择。全球物联网市场规模超过20万亿美元，预计在2025年将达到1567万亿美元。

此外，Semico Research 预计到 2025 年,采用 RISC-V 架构的芯片数量将增至 624 亿颗,2018 年至 2025 年复合增长率高达 146%。

根据Tractica的预测,基于RISC-V的IP和软件工具的全球收入将在2025年增加到11亿美元,高于2018年的5200万美元。

庞大的市场规模自然不会缺少玩家。目前，已有多家芯片巨头公司加入RISC-V产业。

西部数据此前宣布计划将高达每年20亿颗的芯片转向RISC-V架构;

英伟达也公开了其在RISC-V方面的研究,指出了在深度神经网络(DNN)中应用RISC-V指令集的可能性;

三星也披露了将推出多款采用RISC-V内核架构的芯片;

另外,Google、三星和高通在内的约 80 家公司将联合为自动驾驶汽车等应用开发新的 RISC-V 芯片设计;

有了多家国际芯片巨头的加入，未来RISC-V架构的发展将更加迅速。

RISC-V国内玩家一览

除了国际巨头外，目前我国厂商也在RISC-V各个环节均有所布局。

1.阿里平头哥

平头哥半导体有限公司是阿里巴巴在2019年9月在杭州云栖大会上宣布成立的一家半导体公司。公司是由阿里同年4月收购的国产芯片企业中天微与阿里旗下达摩院芯片团队整合而成，主要发力于32位高性能和低功耗嵌入式CPU的IC设计。

2019年7月，平头哥正式发布玄铁910(XuanTie910)。玄铁910可以用于设计制造高性能端上芯片，应用于5G、人工智能以及自动驾驶等领域。玄铁910是CPU的IP核，是芯片的关键内核驱动力所在。据了解，玄铁910单核性能达到7.1 Coremark/MHz，主频达到2.5GHz，比当时业界最好的RISC-V处理器性能高40%以上。玄铁910实现性能的突破得益于两大技术创新：采用3发射8执行的复杂乱序执行架构，是业界首个实现每周期2条内存访问的RISC-V处理器；基于RISC-V扩展了50余条指令，系统性增强了RISC-V的计算、存储和多核等方面能力。

2.华米科技

2018年9月17日，华米正式发布了全球智能可穿戴领域第一颗人工智能芯片——“黄山1号”。

华米表示，为避免可穿戴行业同质化，为用户带来新的核心价值，华米希望担负起改变与引领的行业责任。据悉，“黄山1号”是全球首款集成了AI神经网络的可穿戴处理器，拥有四大核心人工智能引擎：心脏生物特征识别引擎 、ECG、ECG Pro、心律异常监测引擎。

资料显示，“黄山1号”是全球首款集成AI神经网络模块的可穿戴处理器，也是全球首款RISC－V开源指令集可穿戴处理器，拥有AI驱动、闪电性能、苗条功耗三大特点，应用了Always on技术，区别于传统AI，实现了AI从云到端的前移，实时计算无需传输。相比Arm Cortex－M4架构处理器运算效率高出38％。

3.兆易创新

兆易创新是最早推出基于 Arm Cortex -M3 及 Cortex -M4 内核的通用 MCU 的中国企业之一。兆易创新的GD32拥有22个Arm Cortex-M产品系列，覆盖入门、主流、高性能、专用型市场，累计出货量超过3亿颗，客户数量超过2万家，凭借23个系列330余款产品所提供的广阔应用覆盖率稳居市场前列，可以说拥有中国最大的Arm MCU家族。

2019年兆易创新发布了GD32VF103系列RISC-V MCU。GD32VF103系列MCU采用了全新的基于开源指令集架构RISC-V的Bumblebee处理器内核，由兆易创新与中国RISC-V处理器内核IP和解决方案商芯来科技联合开发，主要面向主流型开发需求，并完整保持了与现有基于Cortex-M的产品在软件开发和引脚封装方面的兼容性。

4.北京君正

北京君正集成电路股份有限公司成立于 2005 年，目前已发展成为一家嵌入式 CPU 芯片及解决方案提供商。北京君正同时也是中国RISC-V联盟副理事长，世界RISCV 联盟会员。

此前，北京君正在互动平台上表示，公司的 CPU 研发队伍已展开对基于 RISC-V 指令集的CPU 核的研发。2020半年报中披露，公司基于32位MIPS指令集架构设计了XBurst系列CPU内核，该内核采用了公司创新的微体系结构，其主频、功耗和面积水平在同等工艺下均领先于工业界现有的同类32位RISC微处理器内核。

5.赛昉科技

上海赛昉有限公司成立于2018年8月24日，是一家RISC-V解决方案提供商。

2020年9月28日，赛昉科技有限公司，发布一款基于RISC-V的人工智能视觉处理平台——惊鸿7100。该平台是基于RISC-V集深度学习、图像处理、语音识别、机器视觉为一体的多功能平台，可应用于自动驾驶、智能无人机、公共安全、交通管理、智能家电、视觉扫地机器人、工业机器人等智能应用领域。2020年12月，赛昉科技发布基于RISC-V的处理器内核——天枢系列处理器。

结语

目前看来随着AIoT时代的到来，RISC－V架构开放、灵活、模块化，特别适合满足AIoT市场场景碎片化、差异化的市场需求，产业界普遍认为它有望成为下一代广泛应用的处理器架构。

如今，国内多家企业与众多科研人员都普遍认为RISC－V架构将成为我国芯片产业实现弯道超车的有力支撑点。

如今，诸如高通，英特尔，三星等国际芯片巨头皆已在RISC-V有所布局，有望进一步加速RISC-V架构的发展。展望未来，RISC－V与Arm和X86将会在竞争过程中逐渐找到自己的定位，不断融合、互相借鉴、长期共存，形成“三分天下”的局面，在各自擅长的领域发挥优势。

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