面對x86 ARM高昂的費用 開源架構RISC-V將成為新寵

近日，特斯拉加入基金會，並計劃在新的CPU中使用免費的RISC-V方案。到目前為止，IBM、NXP、WD、輝達、高通、三星、Google、華為等一百多家科技公司加入RISC-V陣營。

造成這種局面的原因主要還是因為 ARM授權費太高，另一方面 RISC-V提供指令集徹底開放，有希望成為CPU領域的Linux。正因看好RISC-V的未來，不少科技巨頭在RISC-V還是潛力股的時候趁早加入。

2010年，加州大學的一個研究團隊啟動一個新項目，而要設計CPU，必然要選擇一種指令集，然而 X86指令集被英特爾牢牢控制，ARM的指令集授權費又太貴，MIPS、SPARC、PowerPC也有智財權的問題。

在這種情況下，研究團隊決定從零開始設計一套全新指令集，並且可以滿足從微控制器到超級電腦等各種CPU。設計一套指令集並非黑科技，用這套指令集做成 CPU才是真正有含金量的工作。該團隊只用了3個月就完成 RISC-V指令集開發。

指令集最初只有不到 50 條指令，可用於達成一個具定點運算和特權型態等基本功能的處理器。不過，也可以根據自己的需求制定新的指令。

如此一來，這套指令集擁有精簡和靈活兩大特點。隨後，團隊將這個新指令集命名為RISC-V，RISC指的是精簡指令集，重要的是，團隊將RISC-V指令集免費開放，使用BSD License開源協定，這就使RISC-V不像ARM、PowerPC等指令集那樣需要付費授權才能使用。且BSD開源協定給使用者很大自由，允許使用者修改和重新開發源碼，也允許基於開源碼開發商業程序的發表和銷售。這點就像Linux的GPL協定，限制了商業公司的發展。而BSD開源協定則不同，蘋果的iOS就基於BSD核心，但使用開源軟體之後，BSD開源協定給蘋果很大的自由度，蘋果依然將iOS閉源並在商業市場賺錢。

正因 RISC-V選擇對商業公司的BSD開源協定，以及具備的精簡和靈活等優點，眾多商業公司紛紛開始關注RISC-V。目前的CPU市場，X86和ARM是兩大霸主，英特爾根本不允許除AMD 和VIA外任何一家公司使用X86指令集，且一旦AMD被收購，X86指令集授權都要重新分配。

ARM在指令集授權方面也非常吝嗇，獲得ARM32位授權的公司寥寥無幾。ARM64位授權雖然多一些，但授權費卻非常的昂貴。

正因為 X86和ARM授權異常苛刻，很多大公司都對英特爾和ARM非常不滿，而這恰恰給了RISC-V機會。包括 Google、華為、IBM、美光、輝達、高通、三星、WD等商業公司。

目前，該研究團隊已完成基於RISC-V指令集的順序執行 64位處理器核心，基於4納米與28納米製程進行了12次流片。Rocket處理器的主頻大於1GHz，與ARM Cortex-A5相比，實際性能要高10%，面積減少49%，功耗方面減少43%。Rocket已可以和ARM爭場了。

依靠開源和免費，全世界的商業公司、學術機構都可開發RISC-V指令集的處理器，並且免費。這使RISC-V有望被全球開發者廣泛應用，並複製Linux的奇蹟。

不過，RISC-V也有隱患，就是缺乏主導者，容易導致碎片化。由於RISC-V允許用戶自己加新指令，這有可能使RISC-V碎片化，也許未來華為、高通、Google開發的RISC-V處理器都屬於RISC-V，卻無法運行同一款軟體。畢竟完全開放與有力領導是相互矛盾的，如果無法解決這個問題，恐怕RISC-V很難成長到與X86和 ARM爭霸的水平。

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