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虽然现行市场主流的指令集架构属 x86 和 ARM，但Intel的不授权和ARM 的高额授权费与开源的趋势大相径庭。RISC-V是UC Berkeley设计并发布的一种免费而且开放的指令集架构，具有极强的扩展性，其应用可以覆盖IoT设备、桌面计算机、高性能计算机等众多领域。并且允许任何人以非常低的门槛设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。 RISC-V的由来？ 早期的微处理器大部分为复杂指令集（CISC）架构，代表：Intel的x86。8086意味着x86架构的诞生，而x86作为特定微处理器执行计算机语言的指令集，定义了芯片的基本使用规则。8086也直接带动了Intel成为全球首屈一指的芯片巨头。 随着编译器技术以及其他技术的发展，研究人员渐渐发现复杂的指令限制了处理器速度的进一步提高，精简指令集（RISC）技术应运而生，IBM 801是较早用精简指令集的理念来设计的系统，并发展成为了今天的Power架构。1980年，Berkeley的Dave Patterson主导了Berkeley RISC项目并设计了其第一代的处理器RISC I。RISC-V是第五代，是由Berkeley的Krste Asanovic教授团队从2010年夏天开始，大约花了四年的时间，设计和开发的一套完整的新的指令集，同时也包含了移植好的编译器、工具链、仿真器，并经过数次流片验证。为了能够加快开发的效率，以便能够快速评估和修改设计以及提高可复用性，Chisel作为一种新的硬件构建语言也被开发了出来。 在此之前，OpenRISC也是一种开源指令集，但的许可证为GPL，意味着所有的指令集改动后都必须开源。而RISC-V的许可证为BSD License授权，用完无需开源。这也是Krste团队发展RISC-V的重要原因之一。 RISC-V优势 （1）避免授权金：RISC-V指令集是一个“活”的、现代的、没有专利问题和没有历史包袱的全新指令集，并且以BSD许可证发布。任何公司都可以在自己的产品中免费使用，而修改也无需再开源。 （2）简单易上手开发：X86 和 ARM 的手册皆有上千多页，对工程师而言是相当大的负担，因为要设计一颗 CPU，工程师就要熟悉 ISA 中的所有规定，越熟悉才能设计出越好的 CPU。至于 RISC-V 则只需要约 100 页左右，大幅缩小工程师的负担。 （3）最安全，后门ByeBye：由于可以提供RISC-V IP源代码，并且这种源代码是开放的，因此客户能够全面检查RTL，以确保最高的信任级别。 RISC-V关键词 关于RISC-V，先来了解2个机构（RISC-V基金会、SiFive）、1个研讨会（Workshop）。 （1）RISC-V基金会是非营利组织，主要工作是维护RISC-V架构的标准规范。 （2）SiFive则是一家以营利为目标的公司，但该公司的主要产品依然维持开放原始码，由柏克莱教授与研究生共同创办。SiFive最新Coreplex IP产品（E31 Coreplex、E51 Coreplex）提供目前访问RISC-V内核最快捷也最简单的方式。 （3）RISC-V研讨会从2015年开始，每半年一次，现已举办六届，2017年5月8日第六届RISC-V研讨会首度登陆中国，在上海交通大学亮相。前两届分别在美国麻省理工学院和谷歌公司举行。 RISC-V正式诞生至今仅两年多的时间，拥有强大的生态系统，涵盖了谷歌、微软、IBM、高通、NVIDIA、三星和美高森美等多家企业。这些成员公司及第三方开源企业为软件和工具链(包括GCC和二进制工具集，两者都已升级)的成熟稳定作出了积极的贡献。面对拥有庞大开源群众基础和移动互联、物联网发展潜力的中国市场，RISC-V希望能够在未来不断深入推广RISC-V技术并加强本土合作，扩大生态系统，以开源、开放并透明的技术为中国本土芯片设计提供新的选择。 SiFive：RISC-V商业化的引领者 但在Intel和ARM组成的处理器架构王朝里，尽管RISC-V的优势显著，要加速RISC-V商业化进程，还需要强有力的推手，SiFive是首家基于RISC-V指令集架构的定制半导体供应商，也是RISC-V研发团队发展起来的，由RISC-V开创者Krste Asanovic，以及Yunsup Lee和Andrew Waterman所创建，目前三分之一的员工为RISC-V研发团队的成员。 SiFive如何加速RISC-V商业化？秘诀在于全新的商业模式。 SiFive首席技术官和联合创始人Yunsup Lee表示：“通过‘调研-评估-购买’模式，我们让获得Coreplex IP访问许可变得像购买任何软件服务一样易如反掌。”同时，Coreplex IP以其透明的价格、简化的合同以及可下载的RTL文件，实现了对开放RISC-V内核简单、实时的访问。 SiFive产品及业务拓展副总裁刚至坚先生介绍，在SiFive官网上，任何公司都可以轻松获得其想要的服务，直接在官网进行选购，无需反复报价，小公司也不会遭遇如与ARM合作的困难，可帮助系统设计师缩短上市时间，减少成本费用，定制化RISC-V让定制硅芯片产品更加大众化。 随着RISC-V生态系统的快速发展，SiFive Coreplex IP设计已成为RISC-V内核的实际领导者，拥有比任何其他RISC-V架构厂商更多的客户群、硅产品和开发板。但事实上，RISC-V的特性已经决定了用户可以在不同产品阶段灵活选择不同的RISC-V架构厂商。刚至坚先生指出：“不同于ARM和MIPS，一旦客户选择一种架构，将来便只能与其继续进行合作，RISC-V可以使用户在SiFive和其他RISC-V架构厂商进行选择，不同阶段的产品可以选择不同厂商。” 刚至坚先生介绍，SiFive目前有两类产品：一类是CPU Core IP；另一类是Freedom SoC，包括面向低成本的Freedom Everywhere平台（为微控制器、嵌入式产品、物联网和可穿戴应用而设计）及面向高性能的Freedom Unleashed平台（机器学习、存储和网络应用）。 SiFive新品 基于多流片流程的数年研究和持续改进，SiFive的Coreplex IP展示了比其他指令集架构更高的功效。在产品发布时推出了两项最初的Coreplex设计规格： · E31 Coreplex – 作为全球部署最为广泛的RISC-V内核，E31 Coreplex专为低功耗、高性能的32位嵌入式应用设计，如边缘运算，智能物联网或可穿戴设备。 · E51 Coreplex – 是一款64位嵌入式内核，也是作为控制工具的理想解决方案，或是更大的64位片上系统中的微型内核。该产品的小尺寸和性能效率，使其与典型的大型64位处理器区分开来，同时保留了与主流工具链的全软件兼容。 在2016年11月举办的第五届RISC-V研讨会上，SiFive推出Freedom Everywhere 310（FE310）片上系统和HiFive1软件开发板。HiFive1也是全球首款基于开源指令集RISC-V架构的商用SoC FE310开发板。 后记：与Intel和ARM仅擅长PC或移动端处理器领域不同，RISC-V适应各种应用领域，而云计算和物联网作为新兴市场更容易切入。RISC-V在功耗、性能等各方面都不输给ARM，其可扩展性更强，提供免费的开源编译和仿真环境。业界对RISC-V的前景也是各种看好，且待RISC-V生态进一步成熟，相信RISC-V颠覆Intel x86和ARM对市场的统治也不无可能。 |
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