RISC-V 打群架,未来面对什幺挑战?

来源  :   H易生活     2020-06-08 18:39:02

2020-06-08

RISC-V 打群架,未来面对什幺挑战?

台湾 RISC-V 联盟在今年成立,也让 RISC-V 的议题热度逐渐加温,事实上这也是许多人看好能够足以与 ARM 竞争的架构,加上目前许多国际大厂陆续採用 RISC-V 架构方案,包含特斯拉、IBM、三星、Google 等一百多家科技公司都参一脚。在 ARM 与 Intel 独大的市场中,RISC-V 透过「打群架」的方式,看能否乘着 AIoT 的浪潮找寻机会,闯出一片天。

从 Intel 到 ARM,RISC-V 盼占一席之地

简单爬梳过去历史,过去 CPU 处理器都是 CISC 架构,包含现在的 Intel X86 处理器,在 80 年代 PC 时代来临后,Intel 把持市场。到了 1979 年时,美国加州大学柏克莱分校的教授提出了 RISC 的想法,主张硬体应该着力发展常用的指令,较为複杂的指令则可利用常用的指令去组合,比起 CISC 指令集,在指令长度固定后,效能提升,耗电量也较低。尔后,ARM 在 1985 年推出 ARM 架构,採用 RISC 指令集,广泛地使用在许多嵌入式系统设计,在手机等行动装置问世后,ARM 稳居市场龙头。

RISC-V 是基于已建立的 RISC 原则建立的一个开源指令集架构,也就是说 RISC-V 指令集可以自由运用在任何目的,也允许任何人设计、製造和销售 RISC-V 晶片和软体。虽然这不是第一个开源指令集,但它具有重要意义,因为它的设计考量到小型、快速、低功耗等面向,使得适合应用在现代计算装置当中。如果拿来跟其他指令集相比,很多大公司认为 Intel 控制 X86 指令集严格,使用者难以修改,ARM 的授权金又十分昂贵,因此 RISC-V 架构便有了竞争优势。未来多数人看好 AI 和 IoT 时代的到来之下,RISC-V 将更具市场竞争力。

业内人士说明,过去设计微处理器晶片时,工程师往往先要选择哪家供应商,假如选择 ARM,就能获得授权与指令集,并开始设计晶片,现在还有另一种方式,就是工程师先选择指令集,就像是蒐集设计的工具、素材,再寻求适合的供应商,并开始设计晶片。RISC-V 就是属于后者,让工程师能够在设计晶片时,除了基本的运作之外,能够更具自由度。

RISC-V 的指令集具有 3 个层次,像是 40~50 多个「基準指令」,可以驱使晶片运作,再者为「标準扩展指令」,为社群内成员共享,能够持续演进并重複使用,最后则是设计者「专用指令」,能够各自进行开发或客製化,也是独家、专利的部分。

业内人士提出,许多设计公司认为,设计晶片与销售晶片的辛苦血汗钱,被 ARM 收取专利的方式赚走不少利润,特别是在一些中小型、新创公司特别容易有这样的声音,因此 RISC-V 方案相对具有高性价比。

RISC-V 冀借 IoT 之手打破僵局

到底 RISC-V 现今面对什幺样貌的市场呢?芯原微电子(Verisilicon)戴伟民董事长坦言,ARM 在行动装置占据龙头地位,Intel 则在 PC 和伺服器等领域稳占,因此生态系统稳固之下,RISC-V 发展的机会将在 IoT、AI 等新兴应用领域,未来将与 ARM、Intel 共存。

力晶集团创办人黄崇仁则认为:「ARM 授权金收费不少,特别是在 IoT、AI 世代来临下,对于许多想要创业或开发新兴应用的工程师来说相当头大,因此 RISC-V 兼具省钱、效能,相对具有竞争力,但在台湾需要产业共同推动,政府才会协助推动,整体生态就会被建立。」

既然 PC、手机已经不是 RISC-V 可以着力的产业了,那幺在物联网产品应用下,什幺才是量大又稳固的市场呢?业内人士就看好,像是智慧音箱、TWS(真无线蓝牙耳机)等市场,甚至 TWS 未来若成为手机标準配备时,将是可观的需求;除此之外,像是医疗用的产品等也具潜力,是未来 RISC-V 可以着力的市场範畴。

事实上,物联网当中的应用显得相对破碎、分散,RISC-V 面对的市场不像过去有单一量大的产品,因此要快速建立起生态圈相对具有挑战,但可以着力的方向也在此,特别是产品要具有特殊应用功能时,晶片设计时会以更客製化的方式设计以符合需求,因此容易设计与修改的 RISC-V 就在物联网时代中相对具有优势。

部分学界人士则认为,若是单纯在物联网产业中发展,其实业者要在产业链中发展相当有限,产值与重要性也较小,但若往高附加价值的 AI 方向开发,就相对有机会,但 AI 并非新的议题,能否将 AI 落实的应用,解决实际问题才是重点。

RISC-V 生态圈初起步,上下游支持是重点

过去 ARM 率先卡位手机产业,以低功耗、低成本和高效能打破了 Intel 在 PC 市场的壁垒态势,当时 EDA 公司、代工厂也看好手机产业而给予大力支持,因此快速建立起生态圈。

业内人士认为,RISC-V 要推动并不容易,过去 ARM 经营非常久的时间,不管是晶片设计公司、EDA 公司、代工厂等,都建立起完整且坚固的生态系统,因此 RISC-V 要如何建立起足以与之抗衡的生态系统,以及国际大厂能否接受,都是 RISC-V 所面对的挑战,未来像是台积电、新思(Synopsys)等重要供应链的态度就变得更为重要。

晶心科总经理林志明则认为,推动 RISC-V 生态圈的方式有许多,包含企业与晶片设计业者加入基金会,提高採用意愿,或者上下游业者共同发展,公部门也可以协助发展相关技术竞赛等,都是未来可以发展的方向之一。

除了生态系统之外,就产品本身的效能也很重要,有人认为,RISC-V 的产品一定要比 ARM 相应规格产品,更便宜、效能更高、功耗更低才会买单。因此硅智财公司要如何补足各阶层效能的产品,并提高产品价值都是自身可以着力的方向。

儘管 RISC-V 阵营逐渐壮大,但 ARM 也积极往 AIoT 方向发展相关产品,加上目前晶片设计厂商或者供应链也尚未大幅度转变态度,因此短期内 RISC-V 仍具有一定程度的挑战,但未来能否能够在当中突破,也需端看各家厂商的本事,与生态系统建立的速度了。

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