介紹基于RISC-V的芯片

RISC-V到底是什么？其實他并不是開源的CPU設計方案

大家可能都覺得RISC-V是個開源的精簡指令集CPU設計方案，其實這是錯誤的。RISC-V僅僅是一套精簡指令集的定義，開源的意思是任何人都可以免費獲得指令集，并且自己去實現指令集，不需要支付任何費用。打個不專業的比方，指令集可以看成一張大樓效果圖，圖上有大樓漂亮的外觀，完整的功能劃分，超前的設計理念等等。你可以免費的從網上下載這張效果圖，然后找人把效果圖造成大樓，租售出去。出效果圖的人保證不會來向你收錢。我也有更專業的比方，我把x86的指令集免費送給你，你可以自己實現兼容這套指令集的CPU，如果你的CPU做的足夠好，你還可以在這個CPU上支持Windows。是不是很爽？但爽也是有代價的，我們接著說。

RISC-V真的免費嗎？免費，但成本著實不低

免費，必須免費。指令集在網站上可以直接下載，文檔清晰，解釋清楚，擴展靈活，一看就是高手高手高高手的作品。由于沒有兼容性的累贅，又是最新的設計，肯定非常貼合目前業界對CPU指令集的需求，可以說是眾望所歸。但是問題這個高手只給了一頁A4紙的指令集，CPU怎么實現他沒告訴你，高手沒有提供HLS或RTL源代碼，沒有告訴你應該怎么Layout。這一切需要你自己想辦法解決。就好像給你一張大樓效果圖，免費使用。但是想要把這棟大樓造出來，你必須解決一個最重要的問題“沒有施工圖紙”。你必須要有一大堆工程師去設計結構，材料，水電管道，電梯樓梯，智能樓宇系統，監控系統。。。。。。，還要有工程隊，還要有物業團隊。。。。。。所以想把他造出來實在是太困難了。至少需要上市公司的實力，不然可能就只能造個外觀接近效果圖的小屋子給自己擋擋風了。反正我是用不起這免費的效果圖。

為什么不少人喜歡RISC-V？喜歡的不一定是合適的。

為什么喜歡？我覺得有以下幾個原因：

1.指令集設計太高超了，精簡而高效，既嚴謹又可以靈活擴展，又有眾多業界領袖參與設計。什么x86, Arm, PowerPC, MIPS統統都是為了兼容以前的產品拖累了產品創新。就如同貝聿銘團隊推出了一份大樓的效果圖，各大地產商巨頭都說我以后都準備蓋這樣的大樓，這個樓實在太漂亮了，功能太強大了，設計太先進了，造出來了肯定火，現有的大樓以后都會住著不舒服。

2.指令集架構開源免費，誰都可以設計兼容的芯片。大樓效果圖不要錢，拿來就可以拉幾個兄弟開始造，還可以用效果圖找大款親戚入伙。誰讓這圖人見人愛呢？

3.RISC-V還有很好的擴展性，可以根據需求，增加擴展的指令集實現客戶化的功能。就好像在大樓上還可以定制一些密室，滿足一下自己的小小愿望。

4.指令集的實現方法自主可控，源代碼都是自己寫的，可不是放心么。就好像自己造的樓肯定安全，每塊磚都是自己選的，物業保安也都是自己雇的，放心

5.指令集架構的生態鏈正在成長和完善，toolchain，IDE，仿真，虛擬機一個不會少。就好像以后可能全國到處都有這樣的樓，物業，水電，管理都一套規范。如果要搬到其他城市，家具都不用換，拎包入住。

戀愛容易結婚難，合不合適只有用的人才知道。我來分析一下大家就明白了。

1.指令集架構好也要有好的設計才能體現出來，涉及RTL編碼，layout，半導體制程，封裝等一系列技術，這是一個系統工程。Intel和AMD的CPU指令集基本一樣，但性能功耗的差異地球人都知道。還有TI，Cyrix，這些PC CPU先烈們也是用了同樣的指令集。采用Arm指令集架構的產品就更多了，做的好的也不少，但你能說出名字的可能也就那么幾家。所以指令集架構先進不代表CPU一定就好，設計水平，工藝，測試標準，等等一樣都不能差。就像大樓效果圖確實漂亮，但真能造出來的估計不會太多，畢竟自備設計團隊，施工隊和物業公司的大款太少。而且施工難度著實不小，造出來有沒有質量問題還真難說。

2.指令集架構開源免費，但HLS或RTL不一定。業界已經有很多免費開源的實現代碼了，但沒有人會為質量負責，沒有三包。解決方法有：買商用的版本，SiFive, Andes等，但要服務費。也可以自己做，工程師成本自己扛。我感覺都不便宜，出來的東西能不能用現在也不好說，風險不是一般的大?；氐酱髽切Ч麍D的比方，效果圖是不要錢，但想要住著個樓。要么買現成的造好的，要么自己設計施工圖，材料也要自己買，水電煤還要自己接，造出來有質量問題也要自己負責。都是時間和錢啊。

3.擴展性好確實很重要，但擴展的指令集就和RISC-V關系不大了，雖然組織制定了一系列規范來保證兼容性，但效果怎么樣確實不好說。就像效果圖上留了一片空白方框，給你做密室，還試圖規定密室的布局，但畢竟密室都是自己做的，而且一定是秘密的，一切還是要自己從頭來做，感覺沒占到免費效果圖的光啊。

4.指令集架構的生態系統的成長是個很復雜和漫長的過程，5年-10年都很正常。還需要一個領頭羊，就像x86有了windows，x86才真正建立起生態系統，然后是Linux；Arm有谷歌Android才能造就現在的成功。同時碎片化也是一個很難處理的問題，特別是對開源的架構，這個問題會更挑戰。就像效果圖大樓的住戶搬到其他城市同樣效果圖的大樓住，發現樓看上去是一樣，但房門比原來的樓小了點，家具搬不進去，密室是有，但里面沒有床和衛生間，不好用啊。

基于RISC-V的芯片會是個什么樣子？什么樣子的應該都會有

開源項目參與的人多，當然會豐富多彩，百家爭鳴。所以RISC-V的芯片肯定會有很多形態。當然也就會有良莠不齊的問題。水平高的團隊的產品肯定會好一些，但也不能阻止不太懂的人不嘗試吧。所以會有Intel的成功典范，也會有Cyrix這樣的先烈；會有ARM在智能手機產業的成功，也會有MIPS的逐漸的沒落。還有一個特點就是RISC-V的芯片應該SoC為多，所以CPU主頻，外圍接口，功能模塊會比PC CPU這樣的通用CPU要豐富的多。林子大了，肯定什么鳥都會有，我覺得用淘寶買家秀和賣家秀來比喻最貼切，你不能說貨不對版，但差距咋就這么大呢？說好的瓜子臉咋就變成南瓜子了，說好的大長腿咋就羅圈了呢？這都是因為雖然基本指令集都一樣，但設計的方法和思路各不相同，擴展指令集千差萬別。做個不恰當的比喻，雖然衣服一樣，但身材不一樣，臉不一樣，搭配的首飾和配飾也不一樣，所以出來的效果可以完全不一樣。

RISC-V到底有沒有前途？現在說不準。

可以說有，也可以說沒有，說有前途是覺得免費又好用的東西肯定能成功，但還需要考慮更多的因素。原因如下：

1.大廠可能真的能把好的架構變成成功的產品。就像Intel做x86 CPU,高通做的Arm指令集智能手機芯片?；氐叫Ч麍D的比喻，萬科和萬達有能力把大樓效果圖變成高科技大樓，租金很高，大家搶著租。這個肯定可以有，誰讓人家牛B呢？

2.但并不是每個公司都可以免費的從RISC-V指令集架構受益，因為他對技術水平，資金投入和時間的要求都不低?？梢詮牡谌劫I，但一份價錢一份貨。我沒法自己蓋樓，但我從大廠那租或買。但感覺這跟效果圖免不免費已經沒關系了。

3.RISC-V目前還處于早期的階段，沒有太多的實現和驗證，先行者肯定要承擔更多的驗證，測試等小白老鼠的工作。這是必然的過程，中間的不可控因素就會很多，所以你會發現大公司都加入了組織，但并沒有大動作，都是在試水的階段。就像有公司把施工圖紙做出來了，你可以去買，然后找施工隊按施工圖紙施工，但造出來的房子能不能通過檢測人家不保證，因為還沒人真把這房子造出來多，到底好不好還不確定。所以誰都會謹慎對待這件事

4.正因為成熟的過程會比較漫長，所以不確定因素會很多，最后有沒有贏家不一定，是大家共贏還是一兩家獨大也不好說，贏家是因為指令集架構的成功而成功，還是因為其他原因而成功都不好說。是否能達到RISC-V設計者的初衷，真的還說不準。但是鉆石總會發光的，現在RISC-V這顆原石能不能被打造成海洋之星這顆寶石，請大家拭目以待。