浅析 RISC-V 生态架构
RISC-V 生態(tài)架構(gòu)淺析
前言
RISC-V最近越來(lái)越多的出現(xiàn)在科技新聞中，大量的公司加入到RISC-V研究和生產(chǎn)中。在越來(lái)越多的RISC-V研究熱下，毋容置疑的是RISC-V的時(shí)代即將到來(lái)。讓我們?cè)谶@浪潮翻滾起來(lái)前，一起掀開(kāi)RISC-V的神秘面紗，提前了解一下RISC-V究竟是什么。
什么是RISC-V
RISC-V應(yīng)該泛指RISC-V指令集及其衍生出來(lái)的一系列生態(tài)。而RISC-V指令集，類似于INTEL的X86 ,ARM指令集，是一個(gè)被CPU讀取到內(nèi)存后，指導(dǎo)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的指令集合。實(shí)現(xiàn)了該指令集的CPU，能執(zhí)行指令集中規(guī)定的所有基本指令，使按該套指令集編譯的程序能夠無(wú)障礙運(yùn)行，且具有同系列CPU可移植和兼容性。
指令集有點(diǎn)類似于HTML規(guī)范，只是定義了基本的語(yǔ)法和規(guī)則。各個(gè)瀏覽器廠商依據(jù)該規(guī)范，自行投入研發(fā)能力實(shí)現(xiàn)出不同的產(chǎn)品，如下圖所示。同一套HTML5規(guī)范，各個(gè)瀏覽器開(kāi)發(fā)商實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量各有千秋，很顯然讓前端開(kāi)發(fā)崩潰的IE已經(jīng)如圖所示自殺了，微軟Edge已經(jīng)轉(zhuǎn)向了Chrome的懷抱。
在芯片領(lǐng)域，應(yīng)用范圍最廣的指令集都是收費(fèi)的（X86基本不對(duì)外授權(quán)，ARM費(fèi)用相當(dāng)不菲），你能想象HTML5標(biāo)記語(yǔ)言需要花幾百萬(wàn)上千萬(wàn)美元授權(quán)才能開(kāi)發(fā)瀏覽器嗎？這真的是難以想象！所以芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域迫切需要一個(gè)行業(yè)認(rèn)可的，高品質(zhì)的指令集，它應(yīng)該是OPEN的，免費(fèi)的，一個(gè)世界范圍可以參考使用的芯片指令標(biāo)準(zhǔn)。
RISC-V指令集正式因?yàn)椴死髮W(xué)想開(kāi)發(fā)一款CPU時(shí)，要么是一些老舊的架構(gòu)，要么收費(fèi)昂貴，芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域亟需一個(gè)開(kāi)源的指令集。神說(shuō)要有光，就有了光，神說(shuō)要有空氣，就有了空氣，神說(shuō)要有好的開(kāi)源指令集，于是就有了RISC-V，沒(méi)有好的輪子就造個(gè)輪子。RISC-V基金會(huì)就如W3C，RISC-V指令集就如HTML5，HTML5掀起了web領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，RISC-V也將帶來(lái)芯片領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。
為什么不自己設(shè)計(jì)一套指令集？
目前應(yīng)用領(lǐng)域最流行的兩大指令集是X86和ARM，一個(gè)主宰服務(wù)器和PC，另一個(gè)主宰移動(dòng)領(lǐng)域。X86被Intel,&AMD兩家美國(guó)公司壟斷； ARM指令集以前是英國(guó)的，現(xiàn)在已經(jīng)被日本軟銀收購(gòu)。而特朗普貿(mào)易戰(zhàn)多動(dòng)癥發(fā)作的時(shí)候，這些指令集都被限制對(duì)華為授權(quán)或者銷售。因?yàn)樗麄兒艽笠徊糠侄荚诿绹?guó)霸權(quán)主義的控制范圍之內(nèi)。
很多人會(huì)問(wèn)，RISC-V也是美國(guó)人發(fā)起的，話語(yǔ)權(quán)依然在美國(guó)人手里面。為啥中國(guó)不自己搞一套指令集，即便從RISC-V借鑒一下，搞個(gè)CRISC-6也可以。據(jù)說(shuō)RISC-V第一版本指令集伯克利大學(xué)4個(gè)人從設(shè)計(jì)到發(fā)布只用了3個(gè)月。
這個(gè)就和HTML5標(biāo)準(zhǔn)是類似的，全球的瀏覽器應(yīng)該基于一套免費(fèi)的，開(kāi)放的W3C制定的標(biāo)準(zhǔn)，而不是另起爐灶各自開(kāi)發(fā)。否則你將不能得到大量開(kāi)源社區(qū)的支持，如Linux社區(qū)，JDK相關(guān)支持，你將在全球首肯的生態(tài)圈外，最終要死不活。就像IE的自定義HTML標(biāo)記，除非有個(gè)微軟這樣的好爸爸才有人基于你進(jìn)行開(kāi)發(fā)。然而即使IE有個(gè)好爸爸，最后還是掛了，因?yàn)閷?duì)W3C的兼容性太差，讓開(kāi)發(fā)者痛苦的技術(shù)一定會(huì)被拋棄！故而處理器架構(gòu)必須是全球范圍的一個(gè)通用架構(gòu)，必須獲得生態(tài)支持，指令集不難，難得是成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)并被全球采納，被頂級(jí)工程師和開(kāi)源社區(qū)主動(dòng)提供適配支持。
世界需要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從IEEE，W3C到5G。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以讓世界溝通更加流暢，節(jié)省更多的開(kāi)發(fā)成本！
BSD協(xié)議，在RISC-V指令集基于這一開(kāi)源領(lǐng)域非常自由的開(kāi)源協(xié)議發(fā)布時(shí)，我們暫且相信這一指令集如該協(xié)議聲明的那樣開(kāi)放。在RISC-V發(fā)展進(jìn)程中，去擁抱它，發(fā)展它，合作構(gòu)建一套自主可控且全球公認(rèn)的指令集生態(tài)。如果有一天被限制了，基于BSD協(xié)議去兼容它。畢竟按常理國(guó)外一開(kāi)源，國(guó)內(nèi)就自主這個(gè)套路還是可以繼續(xù)使用的。何況RISC-V本身只是一套指令集標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
緣起
該項(xiàng)目2010年始于加州大學(xué)柏克萊分校，但許多貢獻(xiàn)者是該大學(xué)以外的志愿者和行業(yè)工作者。
在2010年，伯克利研究團(tuán)隊(duì)要設(shè)計(jì)一款CPU，然而，英特爾對(duì)X86的授權(quán)卡的很嚴(yán)，ARM的指令集授權(quán)很貴，MIPS、SPARC、Open Power也都需要各自的公司授權(quán)。在選擇很有限的情況下，伯克利的研究團(tuán)隊(duì)決定從零開(kāi)始設(shè)計(jì)一套全新的指令集。而被很多媒體大肆宣揚(yáng)也讓人振奮的是，伯克利的研究團(tuán)隊(duì)4名成員僅用了3個(gè)月就完成了RISC-V的指令集開(kāi)發(fā)，并公開(kāi)發(fā)布了第一版指令集。正如行業(yè)內(nèi)常說(shuō)的，設(shè)計(jì)一套指令集并非黑科技，用這套指令集去實(shí)現(xiàn)CPU 才是真正具有含金量的工作。該指令集的第一個(gè)版本只包含了不到50條指令，可以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備定點(diǎn)運(yùn)算和特權(quán)模式等基本功能的處理器。目前，伯克利研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了基于RISC-V指令集的順序執(zhí)行的64位處理器核心（代號(hào)為Rocket），并前后基于45nm與28nm工藝進(jìn)行了12次流片。Rocket芯片主頻1GHz，與ARM Cortex-A5相比，實(shí)測(cè)性能較之高10%，面積效率高49%，單位頻率動(dòng)態(tài)功耗僅為Cortex-A5的43%。在嵌入式領(lǐng)域，Rocket已經(jīng)可以和ARM爭(zhēng)市場(chǎng)了。
RISC-V指令集具有性能優(yōu)越，徹底免費(fèi)開(kāi)放兩大特征。RSIC-V的設(shè)計(jì)目標(biāo)是能夠滿足從微控制器到超級(jí)計(jì)算機(jī)等各種復(fù)雜程度的處理器需求，支持從FPGA、ASIC乃至未來(lái)器件等多種實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)能夠高效地實(shí)現(xiàn)各種微結(jié)構(gòu)，支持大量定制與加速功能，并與現(xiàn)有軟件及編程語(yǔ)言可良好適配。
PS：伯克利大學(xué)世界大學(xué)排名世界第4、世界大學(xué)學(xué)術(shù)排名世界第5。
發(fā)展
RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)正進(jìn)入快速發(fā)展期。加州大學(xué)伯克利分校在2015年成立非盈利組織RISC-V基金會(huì)，該基金會(huì)旨在聚合全球創(chuàng)新力量共同構(gòu)建開(kāi)放、合作的軟硬件社區(qū)，打造RISC-V生態(tài)系統(tǒng)。三年多來(lái)，谷歌、高通、IBM、英偉達(dá)、NXP、西部數(shù)據(jù)、Microsemi、中科院計(jì)算所、麻省理工學(xué)院、華盛頓大學(xué)、英國(guó)宇航系統(tǒng)公司等200多個(gè)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)先后加入了RISC-V基金會(huì)。
RISC-V大事件
RISC-V 基金會(huì)
在RISC-V誕生5年后，2015年RISC-V基金會(huì)成立。有超過(guò)275個(gè)成員致力于建立第一個(gè)開(kāi)放的，合作的軟硬件創(chuàng)新社區(qū)。RISC-V ISA誕生于學(xué)術(shù)界和研究界（加州伯克利分校EECS系的計(jì)算機(jī)科學(xué)部），為未來(lái)50年的計(jì)算相關(guān)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新鋪平了道路。
RISC-V基金會(huì)是一個(gè)由其成員控制的非營(yíng)利性公司，指導(dǎo)RISC-V未來(lái)的發(fā)展，并推動(dòng)RISC-V ISA的被更大范圍的采用。RISC-V基金會(huì)的成員可以訪問(wèn)和參與RISC-V ISA規(guī)范和相關(guān)的HW/SW生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。該基金會(huì)有一個(gè)董事會(huì)包括七個(gè)代表，分別來(lái)自Bluespec公司、谷歌、Microsemi、Nvidia、NXP、加州伯克利大學(xué)、和西部數(shù)據(jù)。
每年RISC-V基金會(huì)都會(huì)舉辦全球活動(dòng)，將不斷增長(zhǎng)的生態(tài)系統(tǒng)整合在一起，討論當(dāng)前和未來(lái)的RISC-V項(xiàng)目和實(shí)現(xiàn)，以及共同推動(dòng)未來(lái)的指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）的演進(jìn)。活動(dòng)會(huì)議的特色是主要的技術(shù)公司和研究機(jī)構(gòu)討論：RISC-V體系結(jié)構(gòu)、商業(yè)和開(kāi)源實(shí)施、軟件和硅半導(dǎo)體、向量和安全、應(yīng)用程序和加速器、模擬基礎(chǔ)設(shè)施等。訪問(wèn)事件處理頁(yè)面了解更多信息。
RISC-V 指令特點(diǎn)
1 設(shè)計(jì)哲學(xué)-簡(jiǎn)單就是美
大道至簡(jiǎn)，在IC設(shè)計(jì)的實(shí)際工作中，最簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)往往是最可靠的，在大多數(shù)的項(xiàng)目實(shí)踐中一次次的得到檢驗(yàn)。
IC設(shè)計(jì)的工作性質(zhì)非常特殊，其最終的產(chǎn)出是芯片，而一款芯片的設(shè)計(jì)和制造周期均很長(zhǎng)，無(wú)法像軟件代碼那樣輕易的升級(jí)和打補(bǔ)丁，每一次芯片的改版到交付都需要幾個(gè)月的周期。不僅如此，芯片的一次制造成本費(fèi)用高昂，從幾十萬(wàn)美金到百千萬(wàn)美金不等。這些特性都決定了IC設(shè)計(jì)的試錯(cuò)成本極為高昂，因此能夠有效的降低錯(cuò)誤的發(fā)生就顯得非常的重要。
1.1 無(wú)病一身輕——架構(gòu)的篇幅
后發(fā)優(yōu)勢(shì)，RISC-V設(shè)計(jì)汲取X86和ARM架構(gòu)中的經(jīng)驗(yàn)，前人踩過(guò)的坑不用再犯，同時(shí)無(wú)需向下兼容老舊的設(shè)計(jì)和已經(jīng)過(guò)時(shí)的指令。想想去看一本架構(gòu)文檔，里面一大半的篇幅都在講過(guò)時(shí)的指令和設(shè)計(jì)，是不是感覺(jué)寶貴的時(shí)間都被浪費(fèi)了。
在處理器領(lǐng)域，目前主流的架構(gòu)為x86與ARM架構(gòu)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，現(xiàn)代的x86與ARM架構(gòu)的架構(gòu)文檔長(zhǎng)達(dá)幾百數(shù)千頁(yè)。打印出來(lái)能有半個(gè)桌子高，可真是“著作等身”。之所以現(xiàn)代x86與ARM架構(gòu)的文檔長(zhǎng)達(dá)數(shù)千頁(yè)，且版本眾多，一個(gè)主要的原因是因?yàn)槠浼軜?gòu)的發(fā)展的過(guò)程也伴隨了現(xiàn)代處理器架構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟。并且作為商用的架構(gòu)，為了能夠保持架構(gòu)的向后兼容性，其不得不保留許多過(guò)時(shí)的定義，或者在定義新的架構(gòu)部分時(shí)為了能夠?qū)⒕鸵呀?jīng)存在的技術(shù)部分而顯得非常的別扭。久而久之就變得極為冗長(zhǎng)。
而現(xiàn)在才推出的RISC-V架構(gòu)，則具備了后發(fā)優(yōu)勢(shì)，由于計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)成為比較成熟的技術(shù)，多年來(lái)在不斷成熟的過(guò)程中暴露的問(wèn)題都已經(jīng)被研究透徹，因此新的RISC-V架構(gòu)能夠加以規(guī)避，并且沒(méi)有背負(fù)向后兼容的歷史包袱，可以說(shuō)是無(wú)病一身輕。
目前的“RISC-V架構(gòu)文檔”分為“指令集文檔”（riscv-spec-v2.2.pdf）和“特權(quán)架構(gòu)文檔”（riscv-privileged-v1.10.pdf）。“指令集文檔”的篇幅為145頁(yè)，而“特權(quán)架構(gòu)文檔”的篇幅也僅為91頁(yè)。熟悉體系結(jié)構(gòu)的工程師僅需一至兩天便可將其通讀，雖然“RISC-V的架構(gòu)文檔”還在不斷地豐富，但是相比“x86的架構(gòu)文檔”與“ARM的架構(gòu)文檔”，RISC-V的篇幅可以說(shuō)是極其短小精悍。
1.2 能屈能伸——模塊化的指令集
RISC-V架構(gòu)相比其他成熟的商業(yè)架構(gòu)的最大一個(gè)不同還在于它是一個(gè)模塊化的架構(gòu)。因此，RISC-V架構(gòu)不僅短小精悍，而且其不同的部分還能以模塊化的方式組織在一起，從而試圖通過(guò)一套統(tǒng)一的架構(gòu)滿足各種不同的應(yīng)用。
這種模塊化是x86與ARM架構(gòu)所不具備的。以ARM的架構(gòu)為例，ARM的架構(gòu)分為A、R和M三個(gè)系列，分別針對(duì)于Application（應(yīng)用操作系統(tǒng)）、Real-Time（實(shí)時(shí)）和Embedded（嵌入式）三個(gè)領(lǐng)域，彼此之間并不兼容。
但是模塊化的RISC-V架構(gòu)能夠使得用戶能夠靈活選擇不同的模塊組合，以滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可以說(shuō)是“老少咸宜”。譬如針對(duì)于小面積低功耗嵌入式場(chǎng)景，用戶可以選擇RV32IC組合的指令集，僅使用Machine Mode（機(jī)器模式）；而高性能應(yīng)用操作系統(tǒng)場(chǎng)景則可以選擇譬如RV32IMFDC的指令集，使用Machine Mode（機(jī)器模式）與User Mode（用戶模式）兩種模式。而他們共同的部分則可以相互兼容。
1.3 濃縮的都是精華——指令的數(shù)量
短小精悍的架構(gòu)以及模塊化的哲學(xué)，使得RISC-V架構(gòu)的指令數(shù)目非常的簡(jiǎn)潔。基本的RISC-V指令數(shù)目?jī)H有40多條，加上其他的模塊化擴(kuò)展指令總共幾十條指令。
2. RISC-V指令集簡(jiǎn)介
2.1 模塊化的指令子集
RISC-V的指令集使用模塊化的方式進(jìn)行組織，每一個(gè)模塊使用一個(gè)英文字母來(lái)表示。RISC-V最基本也是唯一強(qiáng)制要求實(shí)現(xiàn)的指令集部分是由I字母表示的基本整數(shù)指令子集，使用該整數(shù)指令子集，便能夠?qū)崿F(xiàn)完整的軟件編譯器。其他的指令子集部分均為可選的模塊，具有代表性的模塊包括M/A/F/D/C，如表1所示。
2.2 規(guī)整的指令編碼
在流水線中能夠盡早盡快的讀取通用寄存器組，往往是處理器流水線設(shè)計(jì)的期望之一，這樣可以提高處理器性能和優(yōu)化時(shí)序。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的道理在很多現(xiàn)存的商用RISC架構(gòu)中都難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榻?jīng)過(guò)多年反復(fù)修改不斷添加新指令后，其指令編碼中的寄存器索引位置變得非常的凌亂，給譯碼器造成了負(fù)擔(dān)。
得益于后發(fā)優(yōu)勢(shì)和總結(jié)了多年來(lái)處理器發(fā)展的教訓(xùn)，RISC-V的指令集編碼非常的規(guī)整，指令所需的通用寄存器的索引（Index）都被放在固定的位置，如圖2所示。因此指令譯碼器（Instruction Decoder）可以非常便捷的譯碼出寄存器索引然后讀取通用寄存器組（Register File，Regfile）。
2.3 優(yōu)雅的壓縮指令子集
基本的RISC-V基本整數(shù)指令子集（字母I表示 ）規(guī)定的指令長(zhǎng)度均為等長(zhǎng)的32位，這種等長(zhǎng)指令定義使得僅支持整數(shù)指令子集的基本RISC-V CPU非常容易設(shè)計(jì)。但是等長(zhǎng)的32位編碼指令也會(huì)造成代碼體積（Code Size）相對(duì)較大的問(wèn)題。
為了滿足某些對(duì)于代碼體積要求較高的場(chǎng)景（譬如嵌入式領(lǐng)域），RISC-V定義了一種可選的壓縮（Compressed）指令子集，由字母C表示，也可以由RVC表示。RISC-V具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，從一開(kāi)始便規(guī)劃了壓縮指令，預(yù)留了足夠的編碼空間，16位長(zhǎng)指令與普通的32位長(zhǎng)指令可以無(wú)縫自由地交織在一起，處理器也沒(méi)有定義額外的狀態(tài)。
2.4 特權(quán)模式
RISC-V架構(gòu)定義了三種工作模式，又稱特權(quán)模式（Privileged Mode）：
- Machine Mode：機(jī)器模式，簡(jiǎn)稱M Mode。
- Supervisor Mode：監(jiān)督模式，簡(jiǎn)稱S Mode。
- User Mode：用戶模式，簡(jiǎn)稱U Mode。
RISC-V架構(gòu)定義M Mode為必選模式，另外兩種為可選模式。通過(guò)不同的模式組合可以實(shí)現(xiàn)不同的系統(tǒng)。
2.5 自定制指令擴(kuò)展
除了上述闡述的模塊化指令子集的可擴(kuò)展、可選擇，RISC-V架構(gòu)還有一個(gè)非常重要的特性，那就是支持第三方的擴(kuò)展。用戶可以擴(kuò)展自己的指令子集，RISC-V預(yù)留了大量的指令編碼空間用于用戶的自定義擴(kuò)展，同時(shí)，還定義了四條Custom指令可供用戶直接使用，每條Custom指令都有幾個(gè)比特位的子編碼空間預(yù)留，因此，用戶可以直接使用四條Custom指令擴(kuò)展出幾十條自定義的指令。
2.6 其它特點(diǎn)
可配置的通用寄存器組；
簡(jiǎn)潔的存儲(chǔ)器訪問(wèn)指令；
高效的分支跳轉(zhuǎn)指令；
簡(jiǎn)潔的子程序調(diào)用；
無(wú)條件碼執(zhí)行；
無(wú)分支延遲槽；
簡(jiǎn)潔的運(yùn)算指令；
3. 總結(jié)與比較
國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
政策扶持
國(guó)家大力推廣，上海成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)將RISC-V列入政府扶持對(duì)象的城市，并發(fā)布了《上海市經(jīng)濟(jì)信息化委關(guān)于開(kāi)展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目申報(bào)工作的通知》。對(duì)RISC-V相關(guān)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)提供政策資金幫助，鼓勵(lì)基于RISC-V自主處理器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。
中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟
2018年11月，中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟（下簡(jiǎn)稱“RISC-V中國(guó)聯(lián)盟”）于8日在浙江烏鎮(zhèn)召開(kāi)的世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上宣布成立。聯(lián)盟理事長(zhǎng)由中國(guó)工程院院士、中科院計(jì)算所研究員倪光南擔(dān)任。圖靈獎(jiǎng)得主、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校教授David Patterson在成立儀式上發(fā)布了由中科院計(jì)算所翻譯的中文版《RISC-V手冊(cè)》。
RISC-V中國(guó)聯(lián)盟旨在以RISC-V指令集為抓手，聯(lián)合學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)界推動(dòng)開(kāi)源開(kāi)放指令芯片及生態(tài)的健康發(fā)展。因此，聯(lián)盟制定了一個(gè)“三步走”計(jì)劃，希望用10年左右的時(shí)間，到2030年逐步完成開(kāi)源芯片生態(tài)的建立。據(jù)了解，RISC-V中國(guó)聯(lián)盟發(fā)起單位包括中科院計(jì)算所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、阿里—中天微、百度、中芯國(guó)際等近20家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)，目前已有一批企業(yè)構(gòu)建了開(kāi)源芯片關(guān)鍵技術(shù)。
“RISC-V指令集有望像開(kāi)源軟件生態(tài)中的Linux那樣，成為計(jì)算機(jī)芯片與系統(tǒng)創(chuàng)新的基石。” RISC-V中國(guó)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)、中科院計(jì)算所研究員包云崗對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者說(shuō)，但只有RISC-V指令集還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要開(kāi)發(fā)基于RISC-V的開(kāi)源工具鏈、開(kāi)源IP、開(kāi)源SoC等才能形成開(kāi)源芯片生態(tài)，這需要更多支持開(kāi)源芯片的力量參與和貢獻(xiàn)。
黃山一號(hào)芯片
2017年，華米科技成立了人工智能實(shí)驗(yàn)室，并啟動(dòng)了他們的人工智能智能可穿戴芯片研究項(xiàng)目，投身 RISC-V 芯片研發(fā)，并最終在 2018 年 9 月推出了第一款芯片“黃山一號(hào)”。據(jù)介紹，這款采用RISC-V架構(gòu)設(shè)計(jì)的芯片是是全球首款集成AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的處理器，能本地化處理AI任務(wù)，對(duì)心率、心電、心律失常等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析。2019年6月“黃山一號(hào)”已流片量產(chǎn)，主要用于華米穿戴智能設(shè)備AMAZFIT的主控芯片，處理器頻率240MHz，55nm工藝，目前應(yīng)該是和SIFIVE合作采用了SIFIVE公司的部分芯片IP。
其它廠家機(jī)構(gòu)
平頭哥半導(dǎo)體（前杭州中天微）：宣布正式推出支持RISC-V第三代指令系統(tǒng)架構(gòu)處理器CK902，并建立戰(zhàn)略合作關(guān)系推廣RISC-V在國(guó)內(nèi)的商業(yè)化落地。截至2018年9月，中天微基于C-SKY CPU IP核的SoC芯片累計(jì)出貨量已經(jīng)突破8億顆。CK902為32位低功耗，是全球首款支持物聯(lián)網(wǎng)安全的RISC-V處理器。
阿里平頭哥首顆芯片玄鐵910出爐，現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)普惠芯片計(jì)劃（2.5GHZ, 最高16核，開(kāi)始暴走出擊了？？） http://baijiahao.baidu.com/s?id=1640007943128436792&wfr=spider&for=pc
松果電子（小米） 和中天微合作，以中天微RISC-V CPU處理器為基礎(chǔ)平臺(tái)，松果電子提供極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的SoC智能硬件產(chǎn)品，共同促進(jìn)和加速RISC-V在國(guó)內(nèi)的商業(yè)化進(jìn)程。松果電子考量了中天微在現(xiàn)有嵌入式CPU研發(fā)技術(shù)、持續(xù)研發(fā)投入的經(jīng)濟(jì)的雙實(shí)力，經(jīng)過(guò)大規(guī)模量產(chǎn)驗(yàn)證的中天微CPU內(nèi)核架構(gòu)配合成熟穩(wěn)定的開(kāi)發(fā)工具鏈，在以此最大限度避免使用RISC-V時(shí)帶來(lái)的技術(shù)和量產(chǎn)的不確定性。
上海樂(lè)鑫信息科技 成立于2008年，致力于前沿低功耗WiFi+藍(lán)牙雙模物聯(lián)網(wǎng)解決方案的研發(fā)。目前在研基于RISC-V指令集架構(gòu)的ESP32-Marlin物聯(lián)網(wǎng)芯片。
北京君正 北京君正集成電路股份有限公司成立于2005年，目前已發(fā)展成為一家國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先的嵌入式CPU芯片及解決方案提供商。CPU研發(fā)隊(duì)伍已展開(kāi)對(duì)基于RISC-V指令集的CPU核的研發(fā)。
芯來(lái)科技： 創(chuàng)立于2018年，是一家具有代表性的RISC-V處理器內(nèi)核IP和解決方案公司，并創(chuàng)造了我國(guó)第一顆開(kāi)源RISC-V處理器項(xiàng)目蜂鳥E203。2019年1月芯來(lái)科技完成了千萬(wàn)級(jí)人民幣的天使輪融資。
有數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)有300家以上公司在關(guān)注RISC-V或以RISC-V指令集進(jìn)行開(kāi)發(fā)，除了以上所列舉的企業(yè)，采用RISC-V架構(gòu)推出產(chǎn)品的還包括芯原、匯頂、核芯互聯(lián)、飛利信等。
RISC-V 可應(yīng)用的領(lǐng)域
RISC-V可應(yīng)用于FPGA，嵌入式，ADC/DAC 轉(zhuǎn)換器，DSP 及服務(wù)器CPU等領(lǐng)域。
作為Java應(yīng)用開(kāi)發(fā)程序員，我們理想的狀態(tài)應(yīng)該全技術(shù)棧免費(fèi)開(kāi)源：
RISC-V 64位處理器 + Linux + MySQL + Docker + OPENJDK。
面臨的問(wèn)題
- 無(wú)論是Linux還是其它開(kāi)源社區(qū)，還處于相向適配階段，安全穩(wěn)定運(yùn)行還有待驗(yàn)證。
- 開(kāi)發(fā)工具，驗(yàn)證工具還不夠成熟。
- 生態(tài)不夠完整，產(chǎn)業(yè)鏈主要是外圍配件等中低端產(chǎn)品。
- 在高端主控和高性能服務(wù)器CPU相關(guān)，還沒(méi)有應(yīng)用范圍廣的成品。
- 各個(gè)廠家可自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自己的硬件，不排除如Android一樣出現(xiàn)設(shè)備多樣性，碎片化，測(cè)試人員面前一堆手機(jī)的場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
risc-v基金會(huì): https://riscv.org/
物聯(lián)網(wǎng)給了RISC-V絕佳機(jī)會(huì) http://www.elecfans.com/emb/dsp/20190515934806.html
RISC-V，才是未來(lái)的科技之芯 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1634400236103047992&wfr=spider&for=pc
把RISC-V講明白了 http://m.elecfans.com/article/653167.html
美國(guó)RISC-V廠商已不能向華為出售IP http://news.hqew.com/info-346602
中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟 http://crva.ict.ac.cn/
RISC-V精簡(jiǎn)到何種程度？ https://blog.csdn.net/zoomdy/article/details/79343941
大道至簡(jiǎn)——RISC-V架構(gòu)之魂（上） https://blog.csdn.net/zoomdy/article/details/79580529
大道至簡(jiǎn)——RISC-V架構(gòu)之魂（中） https://blog.csdn.net/zoomdy/article/details/79580772
大道至簡(jiǎn)——RISC-V架構(gòu)之魂（下）https://blog.csdn.net/zoomdy/article/details/79580949
RISC-V學(xué)習(xí)整理 https://blog.csdn.net/csbei19891218/article/details/87880578
解讀兩大精簡(jiǎn)指令集：RISC-V和MIPS https://blog.csdn.net/qq_41394155/article/details/88595775
RISC-V的軟件開(kāi)發(fā) https://blog.csdn.net/tomsoft/article/details/80915348
【一種全新的指令集架構(gòu)RISC-V】 https://blog.csdn.net/p340589344/article/details/82290920
大量的RISC-V文章（可下載）https://blog.csdn.net/zzwu/article/details/54798818
芯片春秋: 開(kāi)源架構(gòu)RISC-V前世今生 https://blog.csdn.net/BtB5e6Nsu1g511Eg5XEg/article/details/80267054
第七章RISC-V的取指令 https://blog.csdn.net/qiaobt/article/details/83141066
什么是RISC-V https://zhuanlan.zhihu.com/p/49176102
RISC-V登場(chǎng)，Intel和ARM會(huì)怕嗎？https://www.cnblogs.com/findumars/p/9285713.html
芯片春秋: 開(kāi)源架構(gòu)RISC-V前世今生 https://blog.csdn.net/BtB5e6Nsu1g511Eg5XEg/article/details/80267054
基于RISC-V架構(gòu)的開(kāi)源處理器及SoC研究綜述（一） https://blog.csdn.net/leishangwen/article/details/55006662
如何看待開(kāi)源指令集RISC-V https://www.zhihu.com/question/28368960
SiFive引發(fā)了一場(chǎng)開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)革命 http://www.elecfans.com/emb/dsp/20180518679533.html
華米發(fā)布黃山1號(hào) https://www.expreview.com/64167.html
華米發(fā)布黃山1號(hào) https://www.techsir.com/a/201809/49150.html
中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟成立 https://www.xianjichina.com/special/detail_367735.html
出貨量8億顆！阿里系芯片公司中天微發(fā)布中國(guó)自研CPU架構(gòu)RISC-V處理器 http://www.sohu.com/a/251828505_473283
從落地產(chǎn)品看RISC-V中國(guó)芯勢(shì)力 http://dy.163.com/v2/article/detail/ED2IBJU50511RIVP.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的浅析 RISC-V 生态架构的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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