2021年12月20日，第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会在珠海举行。 中国工程院院士倪光南在会上指出，目前CPU市场主要被x86和Arm架构所垄断，而中国想要打破这个局面，实现自主可控，开源的RISC-V架构将是一大机遇和发展方向。在未来 世界主流CPU架构格局中，RISC-V架构将有望达到三分天下有其一。
资料显示，RISC是一种精简指令处理器，其起源于美国加州大学伯克利分校的EECS部门的计算机科学部门的David Patterson教授及其团队的一项课题研究的产物。RISC-V则是David Patterson教授团队研制发的第四代精简指令处理器架构。
而David Patterson教授研究RISC，主要是由于当时英特尔、Arm等CPU厂商对于CPU架构的授权要求较高，授权费也非常高昂，有没有其他的开源的或者免费的CPU可以使用，因此决定从零开始设计一套全新的CPU架构，在RISC-V设计成功之后，已将其免费开源。
但随着2018年中兴事件的爆发，特别是在2019年华为被美国列入实体清单之后，由于Arm有研发中心在美国，导致了Arm在当时也不得不遵循美国禁令，暂时对华为进行了断供。由此进一步引发了中国乃至全球厂商对于开源的不受限制的RISC-V架构的追捧。
根据RISC-V基金会的数据显示，目前其会员已有超过2000家，覆盖了70个国家。而在此之前的2018年，则只有不到200家左右的会员，足见RISC-V近几年发展之迅猛。这也与中国厂商的大力支持密不可分。
目前，在RISC-V基金会仅有的14家最高级别的会员当中，中国厂商就占据了9家。包括阿里巴巴（平头哥半导体）、华为、中兴、赛昉 科技 、紫光展锐、西姆计算、中国科学院软件研究所（ISCAS）、中科院计算所（ICT）、成为资本。另外，在RISC-V基金会的战略会员中，中国厂商也是非常之多。
去年，RISC-V基金会总部已经已从美国迁往瑞士，此后可摆脱美国贸易制裁的影响。这也进一步解除了国内对于发展RISC-V的后顾之忧。
根据Semico Research预测，到2025年，RISC-V CPU内核的出货量将达到624亿个，2018-2025年复合年增长率高达1462%。其中在工业领域将以167亿个核心的出货量居于领先位置。
以下为倪光南院士演讲实录（略有修改）：
各位领导、各位嘉宾、女士们、先生们
大家下午好！
很高兴受邀参加2021第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会暨中国芯优秀产品征集结果发布仪式。
众所周知CPU（中央处理器）架构是芯片产业链的龙头，它不仅决定了CPU的性能，而且在很大程度上引领了整个芯片产业。尤其是对设计人才培养、设计工具（EDA）、芯片IP库、应用生态等环节有重大影响，此外，也影响到芯片的生产、测试、封装等等环节。近年来包含微处理器的SoC产品在芯片产品中的比重已增大到70%以上，这说明CPU架构对芯片产业的影响正继续增长。
中国芯片产业经过这些年的发展，一些企业已经在业界取得了很大的成就，目前市场上已经有多家国产CPU架构并存（例如飞腾、华为、申威、龙芯、海光、兆芯等等）。不过从长远看，主流的CPU架构具有很强的垄断性，今后世界市场上主流CPU大概率是被x86和ARM两家所垄断，而它们都是美国公司的产权。由此可见，我国现存多种CPU架构并存的格局难以取得竞争优势，这样我国芯片业最终仍然很难摆脱受制于人的局面。
近年，一种新兴的、开源RISC-V精简指令集CPU架构为我们芯片业发展提供了机遇。RISC-V架构由美国加州大学伯克利分校计算机科学部门于2010年发明，它采用开源模式，用户可自由免费地使用该架构进行CPU设计、开发并添加自有指令集进行拓展，自主选择是否公开发行、或商业销售、或更换其他许可协议、或完全闭源使用。
去年，领导这个开源社区的RISC-V基金会已从美国迁往瑞士，可摆脱美国贸易制裁的影响。该芯片的David Patterson教授已在深圳与清华建立联合实验室。这几年，我国产学研用各界通过评估和试用，普遍认为RISC-V架构先进，功能完善，有可能在AI、IoT、大数据、云计算等等新一代信息技术领域获得市场优势，从而在未来世界主流CPU架构格局中，达到三分天下有其一。
为此，建议我国可适当聚焦RISC-V架构发展芯片产业，使我们能抓住快速发展中国芯片产业的机遇，并不受外国垄断架构的制约，将芯片业发展主动权牢牢掌握在我们自己手中。鉴于RISC-V采用开源模式，这并不需要大量资金投入，而主要是确立技术路线，组织和调动好开源社区，开源人才，进行相应的政策引导等等，以充分发挥我国举国体制优势，丰富的人才优势和超大规模市场优势。
我们高兴地看到，在开源领域，我国 科技 人员已经创建了一些开源社区，并拥有了相当话语权甚至一定的主导权，例如OpenEuler、OpenHarmony等等，这表明中国开源界正在实现新的创新突破，逐渐从开源大国走向开源强国。在这样的大背景下，近期，我们正在和软件所、一些高校和企业等同团中央的中国光华 科技 基金会共同策划，发起成立RISC-V生态专项基金，期望能得到 社会 各界的大力支持，快速形成推进中国RISC-V开源芯片发展的动力，使其成为支撑我国信息技术体系的一块基石。希望借助开源的强大生命力，在推动本国 科技 事业发展的同时，也为世界开源界作出卓越贡献。
最后，让我们芯片业界和与世界同行一道，拥抱RISC-V开源芯片新潮流，充分利用开源模式，协同世界开发者共同推进开源RISC-V的发展，同时为快速发展我国芯片产业、为构建人类 科技 命运共同体而做出贡献！
谢谢大家！
EDN电子技术设计：请用您自己的话为读者大致介绍一下RISC-V。
胡振波：
RISC-V是一种简单、开放、免费的全新指令集架构。RISC-V最大的特点是“开放”，它的开放性允许它可以自由地被用于任何目的、允许任何人设计、制造和销售基于RISC-V的芯片或软件，这种开放性，在处理器领域是彻底的第一次。
RISC-V这种开放架构的诞生可以说是时代发展的必然。RISC-V生态体系正在全球范围内快速崛起，成为半导体产业及物联网、边缘计算等新兴应用领域的重要创新焦点。
RISC-V基金会于2015年由硅谷相关公司发起并成立，至今已有150多个企业或单位加入，包括谷歌、华为、英伟达、高通、麻省理工学院、普林顿大学、印度理工大学、中科院计算所等。目前RISC-V由基金会统一维护。
美国国防高级研究计划局（DAPRA）已连续多年通过专项方式支持RISC-V指令集的研究和实用化。2017年，印度政府大力资助基于RISC-V的处理器项目，RISC-V成为印度的事实国家指令集。我国RISC-V虽然处于起步阶段，但是发展非常迅速。今年7月，上海市政府率先发布了中国大陆首个支持RISC-V的政策，这对于RISC-V指令集在中国的发展起到了重要的推动作用。10月17日，中国RISC-V产业联盟成立，标志着我国在RISC-V生态系统建设上正式迈出了坚实的一步。
EDN电子技术设计：请分别从技术和商业的角度，分析RISC-V相对于ARM架构的优势和劣势。
胡振波：
优势非常明显，RISC-V是一种开放的架构，从 历史 的经验来看，开放的生态一定会比封闭的好。RISC-V技术是后发技术，所以能够总结前人的经验教训，做到相对简洁和干净。
但是，劣势也很明显，由于RISC-V诞生时间太短，相关的编译器、开发工具和软件开发环境（IDE）以及其它生态要素还在发展。目前RISC-V具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境，这是RISC-V的巨大优势，但是开源版本相比ARM的商用编译器和IDE而言，还颇有差距。
RISC-V必须依靠强有力的商业玩家来长期支持和推进，方能得到持续发展。目前从全世界范围来看，在RISC-V技术阵营中，台湾的Andes公司（晶心 科技 ）开发的编译器、开发工具和软件开发环境（IDE）是最为完善和先进的，几乎可以和ARM的工具相媲美。另外，还有很多RISC-V的新创公司（譬如芯来 科技 ），也会 探索 新的商业模式。
EDN电子技术设计：哪些市场应用和产品将会成为RISC-V架构快速发展的驱动力？
胡振波：
从技术的角度来讲，RISC-V架构理论上是能够实现从低功耗处理器内核到支持Linux *** 作系统的高性能处理器内核的全方位产品。譬如，目前美国的SiFive公司以及台湾地区专业处理器IP公司Andes（晶心 科技 ）都推出了有竞争力的、支持Linux的RISC-V处理器内核。芯来 科技 目前提供面向低功耗领域的RISC-V处理器内核。
处理器领域的生态建设需要一定的时间，短期内比较容易落地的是物联网和边缘计算领域：
• 由于RISC-V拥有精简、低功耗、模块化、可扩展等技术优势，因此尤其适合对生态依赖比较小的封闭或半封闭产品、深嵌入式或新兴的物联网、包含嵌入式人工智能等应用的边缘计算领域及需要定制化的场景。
• RISC-V能够为物联网行业带来显著的灵活性和成本优势，在未来的20年，物联网和边缘计算领域的处理器内核年出货量预计会达到万亿颗的规模。中国大陆由于拥有几乎全球最大的市场空间，理论上RISC-V会大有可为。
EDN电子技术设计：RISC-V对中国半导体产业的发展会带来哪些影响？
胡振波：
从长远来看，RISC-V对中国半导体产业会产生划时代的意义，主要体现在以下5个方面：
• 通过RISC-V架构摆脱国外的垄断，实现处理器内核的国产自主。这种处理器内核不是闭门造车做出来的，而是拥有全世界认可的主流架构和主流生态。
• 通过RISC-V可以极大地加强我国处理器IP话语权。IP产业处于行业最上游，远离其它产业，并没有得到产业和国家的重视。RISC-V给了中国IP产业机会，虽然目前我国在RISC-V上仍然落后，但相对于其它IP技术，落后并不太远。
• RISC-V可以推动创新和差异化。由于RISC-V的开放、简洁、可扩展以及低成本，可以给终端应用市场带来巨大创新。
• RISC-V可以明显降低芯片研发成本。RISC-V的产业链日趋完善，从处理器内核到硬件设计、 *** 作系统、开发工具、基准测试以及解决方案，全产业链具备完整性，使得行业可以均摊一切成本。
RISC-V的逐渐普及在一定程度上促进了行业本土化的发展，创造了更多行业机会，为产业界和学术界积累大量CPU人才。
EDN电子技术设计：您认为哪些因素会妨碍中国IC设计公司采用RISC-V架构？
胡振波：
以下三个主要因素会起到妨碍作用：
首先，ARM在中国影响力巨大。在芯片处理器内核方面，由于中国长期缺乏自主的通用处理器内核，几乎都是购买国外的ARM处理器内核，形成了习惯。对于RISC-V这样一种新架构的出现，很长一段时间内人们持怀疑态度。ARM在中国还成立了合资公司（全球唯一的国家），所以ARM在中国市场尤其显得强势，这使RISC-V在中国的传播相比别的国家显得非常缓慢。
其次，RISC-V被误导为免费。RISC-V架构是一种Free的指令集架构，准确地说Free应该理解为“自由“而不是“免费”，指令集架构也不是一款具体的处理器内核。大多数人对于处理器的一些基本概念并不了解，将RISC-V与“一款免费开源的处理器“划上等号，而免费往往是劣质的代名词。这种误导严重影响了RISC-V在中国的正常传播和发展。
最后，RISC-V还被误导为一种全新的设计语言和流程。虽然目前很多开源的RISC-V内核使用的是全新的设计语言和流程，但并不代表RISC-V处理器内核就等价于全新的设计语言和流程。全新的设计语言和流程带来的不确定性和质量隐忧会让IC设计公司（尤其是国内公司）感到排斥和不安，这种误导也会影响RISC-V处理器内核在国内的采纳和传播。其实RISC-V只是一种全新的处理器架构（以及衍生出的新生态），无关乎设计语言和流程。使用工业级成熟、稳健的设计方法更能设计出稳健可靠的RISC-V处理器内核，如芯来 科技 、台湾Andes公司（晶心 科技 ）以及其它一些公司使用工业级成熟、稳健的设计方法设计出的RISC-V处理器内核。
EDN电子技术设计：您专门写了一本设计RISC-V处理器的书，请为有志于从事RISC-V架构设计的IC设计工程师和高校学生提几点建议和心得体会。
胡振波：
我认为目前学习RISC-V架构正当时，因为：
RISC-V的开放性使得任何公司与个人均可依据开放的RISC-V架构设计自己所需的处理器。很多科研机构开始使用RISC-V开发处理器，独立的RISC-V处理器IP公司开始出现，一些实力雄厚的巨头（如NVIDIA、三星等）开始使用RISC-V架构开发其自有的处理器内核，可以说是旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。因此，掌握RISC-V架构，会变成一种通用技能，对科研、学习和就业大有裨益。
当前国内CPU产业热潮方兴未艾，x86、ARM、MIPS等传统商用处理器架构在国内呈全面开花之势。龙芯、兆芯、飞腾等资深专业CPU公司在不断突破；华为、展讯等一线大公司也相继开始研发自主的处理器内核；海光、华芯通等新锐纷纷摩拳擦掌。开放的RISC-V架构的诞生，更是为此番繁华增添了精彩。同时，各种人工智能AI处理器也采用RISC-V作为核心，RISC-V的相关知识完全能够应用于AI处理器芯片领域。
综上所述，我认为学习RISC-V正当时。
但是，计算机体系结构相关书籍往往不利于初学者入门，尤其是RISC-V诞生时间太短，全英文版的指令集手册专业性强，晦涩难懂，非常不利于国内用户学习上手。另外很多对RISC-V感兴趣的初学者基本背景知识比较薄弱，需要补足。
为了促进RISC-V在国内的普及，尤其是被广大初学爱好者接受，我撰写了国内第一本关于RISC-V处理器的通俗书籍《手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇》，详细介绍了相关的基础背景知识，系统通俗地讲述了RISC-V的前世今生，还配套了自己开发的开源蜂鸟E203处理器内核。
目前有关如何使用RISC-V的嵌入式软件开发方面的中文资料仍然欠缺，我撰写的另一本新书《RISC-V架构与嵌入式开发快速入门》也即将上市，相信会在某种程度上缓解这一问题。
EDN电子技术设计：您创立芯来 科技 公司专门开发RISC-V内核，请谈一下公司的商业模式和愿景。
胡振波：
芯来 科技 （Nuclei System Technology Co, Ltd）作为中国大陆本土唯一专注于RISC-V处理器内核开发的公司，是RISC-V基金会银级会员，中国RISC-V产业联盟副理事长单位。
在商业模式上，主要是传统的处理器IP授权模式和面向垂直领域的深度定制模式，同时还在进行一些全新的商业模式 探索 。
我们有两个愿景：一方面，IoT和边缘计算领域的处理器内核IP年出货量会达到万亿颗。如此巨大的市场，我们希望至少这个市场的一部分属于我们本土公司，从而让大多数本土芯片公司用上国产的RISC-V处理器内核。另一方面，目前国内的RISC-V技术力量非常薄弱，希望芯来 科技 能够为RISC-V阵营做出我们中国人应该做出的贡献。
EDN电子技术设计：除了RISC-V内核外，要开发出商用的RISC-V处理器还需要哪些开发工具和环境？
胡振波：
处理器是软硬件的交汇点，所以必须有完善的编译器、开发工具和软件开发环境（IDE），处理器内核才能够被用户顺利使用起来。
目前RISC-V具有全套开源免费的编译器、开发工具和软件开发环境（IDE），这是RISC-V的巨大优势，但是开源版本相比ARM等传统架构的编译器和IDE而言，还颇有差距。
除了开源版本之外，还有专业公司提供的专业版本。目前从全世界范围来看，在RISC-V技术阵营中，台湾的Andes公司（晶心 科技 ）开发的编译器、开发工具和软件开发环境（IDE）最为完善和先进，几乎可以和ARM的工具相媲美，这一点也值得我们去学习。
延伸阅读：
RISC-V真的是中国芯片实现自主、可控、创新和繁荣的希望吗？
精简指令集（RISC）”原则的开源指令集架构
risc-v是一种基于“精简指令集（RISC）”原则的开源指令集架构。 指令集：存储在CPU内部，引导CPU进行运算，并帮助CPU更高效运行，介于软件和底层硬件的一套程序指令集合集。 与大多数指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。
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SUN Microsystems起源自斯坦福毕业生Andreas Bechtolsheim的计算机项目（这最后演变成了工作站），主要的产品是是工作站、服务器和UNIX *** 作系统。不同于当时的硬件系统的封闭，这个项目从早期开始就保持开放。之前的系统一般都是一家公司同时提供软件和硬件，而Bechtolsheim不生产定制化的硬件，还推动不同工作站使用同一的 *** 作系统——UNIX。这种开放性的观点奠定了Sun Microsystems最后的基础。在完成了这两件事后，Bechtolsheim将他的电脑授权给不同公司生产，并将其命名为SUN（Stanford University Network的简称）
RISC-V架构短时间内很难挑战ARM和英特尔，未来还是有很大可能性的，比如当初谁能想象华为海思有挑战高通、苹果的能力呢？在这之前，我们要明确的知道，我们到底在谈论什么？RISC-V指的是RISC系列指令集的第五代产品，对应的是ARM指令集、英特尔的X86（含64位）指令集。下图是为了更好的帮助我们理解指令集。
指令集存储在CPU内部，引导CPU进行运算，并帮助CPU更高效运行，介于软件和底层硬件之间的一套程序指令合集。可以理解为是CPU的大脑。CPU主要有两大指令集复杂指令集架构，包含X86。精简指令集架构，包含ARM、MIPS和RISC-V。复杂指令集架构和精简指令集架构有什么区别呢？举个例子：命令一个人吃饭，那么我们应该怎么命令呢？直接对他下达“吃饭”的命令，或者命令他“先拿勺子，然后舀起一勺饭，然后张嘴，然后送到嘴里，最后咽下去”。从这里可以看到，对于命令别人做事这样一件事情，不同的人有不同的理解。
有人认为先给接受命令的人足够的训练，让他掌握各种复杂技能（在硬件中实现对应的复杂功能），那么以后就可以用非常简单的命令让他去做很复杂的事情——比如只要说一句“吃饭”，他就会吃饭。有人认为这样会让事情变得太复杂，毕竟接受命令的人要做的事情很复杂，如果你这时候想让他吃菜怎么办？难道继续训练他吃菜的方法？我们为什么不可以把事情分为许多非常基本的步骤，这样只需要接受命令的人懂得很少的基本技能，就可以完成同样的工作，无非是下达命令的人稍微累一点——比如现在我要他吃菜，只需要把刚刚吃饭命令里的“舀起一勺饭”改成“舀起一勺菜”，问题就解决了，多么简单。这就是“复杂指令集”和“精简指令集”的逻辑区别。
X86、ARM、RSIC-V这三种架构的主要应用方向：
X86：传统PC市场的主流，善于处理大数据，IP掌握在英特尔和AMD手中；ARM：移动（手机）市场，处理快数据为主，目前也使用在便携笔记本中，IP大部分掌握在ARM公司；RISC-V：当需要同时兼顾数据传输速度与传输量时，X86、ARM架构的胜任能力有限，RISC-C表现出了较强的优势。
RISC-V的优势RISC-V是全面开源免费的，允许任何用户自由修改、扩展，而ARM需要支付高昂的IP费用才可以使用。
RISC-V最大的特性在于“精简”，X86和ARM的架构篇幅动辄几百数千页，RISC-V的规范文档仅有145页，且“特权架构文档”的篇幅也仅有91页。RISC-V的基本指令数目仅40多条，加上其他的模块化扩展指令，总共也只有几十条指令。
RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起，并试图通过统一的架构来满足各种不同的应用场景，这种模块化是X86和ARM架构所不具备的。
RISC-V也可用于手机、服务器，但它的优势在于即将登场的物联网时代RISC-V作为新兴架构，以其精简的体量，或许在未来的IOT领域中能取得绝对的优势。IOT领域对AI芯片既要求高计算能力，又要求低延迟，同时芯片的成本要低。RISC-V就是站在未来的这个风口上，但能不能飞得起来还是一个未知数。
RISC-V也并不是没有对手，MIPS也属于精简指令集架构，它们有很多的相似的地方。另外英特尔、ARM、AMD等巨头都已经看到了下一场的盛宴是物联网，都已经纷纷提前布局物联网。又有谁能预测到未来会不会半路再杀出个程咬金来呢？以上个人浅见，欢迎批评指正。认同我的看法，请点个赞再走，感谢！喜欢我的，请关注我，再次感谢！
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