近年来,有关“RISC-V如何成为处理器的未来以及它将很快取代ARM”的新闻层出不穷,然而这些都是在没有考虑市场上现有程序从使用一组寄存器和指令到另一组寄存器和指令的困难程度的情况下所提出的。换句话说,答案几乎是否定的。
RISC-V的流行
尽管具有越来越多的RISC-V ISA处理器,但我们必须认识到,与ARM的情况相反,ARM的寄存器和指令集是固定且不可触及的,但在RISC-V中它是模块化的。因此,只需要一条指令或一组指令不存在,程序就会停止运行。尽管在各种ISA中添加了新指令来解决新类型的问题,但实际上没有做到如何保持稳定的基础,以保持不同应用程序的兼容性。
RISC-V的方法不同,模块化允许芯片制造商制造专用处理器并选择指令集,从而选择芯片最终携带的指令,这使他们能够更专注于加速常见任务并释放处理器内核。这与仅完成一项任务的固定功能单元有很大不同。这是RISC-V的关键,因此它的使用会越来越流行,甚至在使用量上会超过ARM。
在嵌入式系统中,创建专用甚至通用处理器而无需为ISA付费尤为重要,在嵌入式系统中我们须拥有具有一定能力的处理器才能使程序正常运行,但是我们必须遵守x86或ARM处理器的不可变的规范和条件,为所述应用程序中的功能支付更多费用。
此外,每个处理器的目标都是让程序尽可能快地运行,并利用支持单元来减轻常见但重复性任务的负担。超级计算机市场已经开始自己设计芯片并通过FPGA应用了,但就家用 PC 而言,中央处理器、图形芯片甚至某些芯片组功能内部的单元会有所不同。
RISC-V与X86、ARM之争
RISC-V在CPU行业已经成为一个强有力的竞争者并备受行业关注,目前正在一步步建立自己的生态系统。这些都是RISC-V的必经之路,但距离真正的生态繁荣还有一段路要走。处理器市场是一个非常特殊的市场,没有迹象表明RISC-V将成为尖端级处理器。
真正的挑战不是技术能力,也不是能够做到竞争对手没办法做到的事情,例如RISC-V以嵌入式和SoC芯片的形式大量出货,并且是唯一一个设计人员可以在ISA级别自由添加或修改架构特性的ISA。与两个竞争对手的市场优势相比,这依然显得有些微不足道。
X86架构是复杂指令集,主要用于PC产业,并且地位非常稳固,虽然ARM架构也经常过界,但简单指令集在PC领域上还是无法与复杂指令集相比,再加上Wintel的坚固联盟,其它架构甚至是RISC-V也无法取代X86的位置。
再说ARM架构,这是简单指令集,功耗低、主要用于手机、移动设备等。RISC-V在一定程度上可以替代ARM,毕竟RISC-V也是简单指令集。但是ARM架构与安卓已经形成了一个强大的生态联盟,称之为A-A生态,需要此生态的设备会首选ARM,而不是RISC-V。
不过,纵观RISC-V在全球的发展,北美依然是RISC-V创新高地,从处理器IP到软件,再到数据中心,都在全面探索;欧洲老牌公司都在逐步从原有架构转到RISC-V架构;亚洲,以Andes、StarFive、香山、芯来和平头哥等为代表的公司都在努力推动处理器的发展。此外,大部分芯片公司也正在考虑如何使用RISC-V开发自己的生态产品,以及很多基础软件公司也在逐步进入到RISC-V生态中。
RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson也曾表示:“RISC-V是一个全球现象。3到5年后,RISC-V将无处不在!”据相关数据显示,2022年采用RISC-V架构的处理器已出货100亿颗,预测到2025年将突破800亿颗。随着万物互联的智能时代来临,开放、简洁、模块化的RISC-V架构崛起,并从终端走向云端,极有希望发展成为第三大架构生态。