“国产芯”加速崛起，新架构谁担大任？

“不能在别人的地基上盖房”，对芯片来说，架构就类似于地基。在危机倒逼下的中国芯片产业，正出现新的变化，自主创新的阵营逐渐充实，并加速试水新架构。

8月，国内首家RISC-V IP供应商芯来 科技 宣布完成新一轮战略融资，由小米长江产业基金领投，紧随其后，广东鲲鹏生态大会在广州举行，华为、广电运通共同研发的广电鲲鹏服务器对外发布，解决了广州本地没有服务器制造商的困境。

芯片架构，即指令集架构，通俗来说，指令集就像是一整套语言系统，CPU能够读懂并按照要求运行程序、硬件。截至目前，CPU主要有两大指令集，复杂指令集（CISC）架构x86，精简指令集（RISC）架构阵营有Arm、MIPS和RISC-V。

在服务器x86架构一家独大的当下，Arm、RISC-V正成为国内厂商集中突破的“长城口”，被视为换道超车的机会。

三大架构三分天下

在6月举行的2020年全球开发者大会上，苹果毅然宣布与合作了15年的老搭档英特尔“分手”，弃用传统的英特尔CPU，改用自研的Arm架构处理器。

这并非个案。8月，基于Arm架构的广电鲲鹏服务器正式对外发布，提供安全可靠自主创新的领先计算平台。

一直以来，全球超过九成服务器芯片市场都建立在英特尔x86架构上，其在PC市场一直处于绝对的霸主地位；而在移动互联时代，特别是云计算的爆发，需要向功耗低、微服务转变，Arm架构很快统领了移动市场的份额，并逐步觊觎PC的份额。

“在PC市场，x86架构的市场份额太高了，这不利于供应链安全，几乎所有的IT厂商都在试图打破一家独大的格局，包括谷歌、亚马逊在内，都在研发基于Arm架构的服务器。”一位集成电路投资人士说，华为布局Arm架构，踏准了发展的趋势，将为全球所有的IT厂商提供一个新的选择。

对英特尔x86架构发起挑战的，远不止于此。如果说Arm架构崛起于PC时代走向移动计算时代的转折点，物联网时代就是RISC-V成长的土壤。

与Arm同为RISC指令集架构的RISC-V，由于是开源的指令集，在此基础上开发的CPU和 *** 作系统不容易遭遇“卡脖子”，因此该架构被视为可与Arm一较高下。

中国工程院院士倪光南在展望开源芯片前景时也曾对此寄予厚望：“RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，在CPU领域形成英特尔x86、Arm、RISC-V三分天下的格局。”

芯片架构的生存之道一般是“中立策略”，如Arm只授权芯片设计方案，并不生产或销售芯片，因而可以将技术卖给其他公司而不存在竞争。

形势风云变幻，软银有意出售持有的Arm股份，而英伟达被传收购Arm已进入最终谈判阶段。这引发了外界对Arm新的担忧。

与华为前瞻性永久买断Arm的V8构架不同，新势力则愿意尝试RISC-V。而RISC-V的中立性，也为其赢得了更多拥趸。2015年，RISC-V基金会成立，其成员包括高通、英伟达、三星和谷歌、阿里、华米等300多家全球企业。

赛迪智库集成电路研究所高级分析师种丹丹向媒体表示，在复杂国际形势下，RISC-V基金会已将总部迁往瑞士，体现出中立姿态，在主流指令集x86闭源、Arm授权费用昂贵的背景下，开源的RISC-V指令集，专攻物联网等新兴市场，与x86、Arm等生态形成错位竞争，是打破当前处理器垄断局面的潜在力量。

谁能跑出关键是生态构建

与苹果携完善的生态迁移Arm不同，国内厂商在转换架构时，无论是Arm还是RISC-V架构，都需要稳扎稳打构建新的生态。

即便是三星，有强大的芯片生产能力，庞大的出货量提供了广阔的市场应用，但最终三星仍要使用大量高通芯片，很重要一个原因就在于其芯片Exynos缺乏生态。

张熙伟举例说，打消合作伙伴的顾虑就非常关键，部分合作伙伴能力参差不齐，有时候工程师们也会抱怨，为何不自己做得了。但既然是做生态，就要有所为有所不为，为了打消合作伙伴的疑虑，到2020年6月，伙伴生产的鲲鹏服务器销量已经超过了华为自产的TaiShan服务器。

同样，RISC-V要成为与Arm比肩甚至替代Arm的架构，最大的掣肘则是 *** 作系统、算法库等软件生态的支持。相比之下，x86有微软支持的“Wintel”联盟，Arm有安卓支持的“AA”联盟，而RISC-V尚未有统一的 *** 作系统。

芯来 科技 战略总监李珏坦言，RISC-V还处于热身期，客户要从原有的生态切换到RISC-V，需要付出一定的迁移学习成本，这也成为当下RISC-V在普及时遇到的阻力之一，目前，各个RISC-V厂商采取追随用户习惯的策略，让接口、编译器、 *** 作界面等软环境尽量贴近长期使用Arm架构用户的使用习惯。

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！

RISC-V正在成为硅谷、中国乃至全球IC设计圈的热门话题，有人将之比作“半导体行业的Linux”。作为嵌入式生态和移动端芯片的武林盟主，ARM公司自1990年成立以来，一直保持低调。然而最近，ARM因为与RISC-V的纠纷让这家IP巨头成为焦点。

昨天凌晨，全球最大芯片架构（IP）供应商Arm在美国加州圣荷塞举办的一年一度的最大技术年会 Arm TechCon大会宣布推出一项全新的功能Arm Custom instructions，允许客户在特定的CPU内核引入自定义指令功能，从而让客户能够编写自己的定制指令来加速特定的用例、嵌入式和物联网应用程序。

此举一出，Arm无疑增强了芯片合作伙伴的灵活性和差异化，以支持机器学习、人工智能、自驾车、5G 与物联网等全新边缘运算的机会，让其在与完全开放的精简指令集架构RISC-V的竞争中把握主动权，在自己未来5年重回上市的道路上注入了强心剂。在很多读者看来，这是Arm在Risc-V的攻势下做得又一个应对。

RISC-V这个2010年由伯克利研究团队基于自身科研项目而设计的一款CPU全新指令集架构，真的有那么可怕吗？
RISC-V架构的设计哲学就是“大道至简”，在IC繁杂的设计工作中，越简单的设计往往是越可靠的，RISC-V架构就是力图通过架构的定义使得硬件的实现足够简单。其特点在于精简、开源开放、模块化及可定制扩展，RISC-V也成为至今为止最具备革命性意义的开放处理器架构。

不得不说，RISC-V已成为当下最受关注的指令集，不止在全球，尤其是中国更是掀起了热潮。具体表现在联盟的成立、国家政策的支持、企业的布局等等。从目前的情况来看，中国可谓是扛起了RISC-V架构的大旗。

目前国内的平头哥、兆易创新、华米、乐鑫、芯来、格兰仕等众多厂商都有推出基于RISC-V架构的芯片，此外华为也在积极的研发基于RISC-V架构的芯片。

不过，需要指出的是，虽然RISC-V来势汹汹，但是其在高性能这块与Arm的Cortex-A系列内核仍有较大差距，其优势更多还是在于免费、低功耗、易扩展等，这也使得目前RISC-V的应用生态主要集中在物联网领域。对于Arm的威胁也主要是在物联网市场。

早在2017年6月20日，Arm宣布其Cortex-M0/M3处理器内核免收授权费用，版权费也很低。在当时Cortex-M0/M3特别受业界欢迎的时候，Arm毅然放弃授权费，其目的就是要达到实现一万亿的出货量，吸引更多从事IoT的厂商采用Arm的这两个内核。

今年7月，Arm又宣布推出全新的灵活接入（Flexible Access）式IP授权方式——Arm Flexible Access。它允许芯片设计师在为最终的选择支付授权费之前，尝试不同的芯片设计。目的是让人们更容易买得起ARM IP，同时也可以使得客户根据需求评估更广泛的产品。

近日，Arm又发起另一波反击，据Arm中国官方微信报道，Arm首席执行官Simon Segars 在10月9日的Arm TechCon 2019大会中宣布推出Arm Custom Instructions（客制化指令），这是针对Armv8-M架构新增的功能。

2020年上半年开始，客制化指令初期将在Arm Cortex-M33 CPU上实施，并且不会对新的或既有授权厂商收取额外费用，同时让SoC设计人员在没有软件碎片化风险下，得以针对特定嵌入式与IoT应用加入自己的指令。

手机时代已去，物联网俨然已成新角斗场，摩尔定律衰落，以及对边缘计算性能的不断增长的需求，导致了对产品定制和专门化的需求。物联网高度碎片化的市场以及芯片低功耗的要求，RISC-V的搅局让Arm不得不调风转舵，以回击挑战。

阿里巴巴发布玄铁910自研芯片！

其实，玄铁910处理器在2019年已经面世。并且已经用于物联网终端设备。

此次，阿里旗下平头哥半导体公布，安卓10系统可以在玄铁910上面进行移植。 简单理解就是，玄铁910兼容安卓系统。

1、玄铁910基于RISC-V开源架构开发。这与ARM需要购买授权不同；

2、玄铁910是自主的处理器ip内核。是基于RISC-V架构的拥有自主权的处理器；

3、平头哥完对安卓10与RISC-V的移植相关代码全部开源。硬件开源有利于物联网多元化的发展，避免难适应多场景和定制化的需求。（这是假设玄铁910全部开源。之前，是授权ip形式。）

这个目前肯定不行。除去其他因素，硬件生态和软件生态是决定玄铁是否能存活的关键。

其中，硬件生态包含RISC-V架构的底层技术生态和终端硬件生态。

而这一切，目前都不行！

ARM是潜在的威胁，并且授权费用贵。因此，RISC-V的开源，得到了许多企业的支持。其中，中国企业表现最为积极。为推行RISC-V的生态非常有意义。

如果有一天ARM不给我们用了，基于开源的RISC-V和开源的安卓依然可以正常使用。严格上讲是有了一个可行性的解决方案。

系统支持硬件这是理所当然。只是玄铁还太弱罢了。加上目前鸿蒙和玄铁的生态都不成熟，这就不是支持不支持的问题了，更多是好不好用的问题。

这就像龙芯之前，也做得不错。但是只能在特定的领域使用，不能面对大众的消费领域。

因此，性能、生态才是关键，而不是支持与否的问题。

阿里“玄铁+AliOS”可以上升至手机业务。之前，阿里玄铁和AliOS系统一直活跃在物联网终端，如果升级到手机业务，那么就可以与华为的“麒麟+ARM”组合形成竞争关系。这背后的意义就不简单了！

至于阿里会不会这么做，就看阿里的野心怎样。阿里即使要走这条路，其中的困难只会比华为多。

如今阿里只是实现了一个应用系统的适配而已。

硬件生态和软件生态缺一不可！阿里能不能在“玄铁+AliOS”模式下走得更远，只能用时间来解析。

玄铁可安装安卓系统，某种程度上讲，也是在解决生态问题。

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