介绍基于RISC-V的芯片

RISC-V到底是什么？其实他并不是开源的CPU设计方案

大家可能都觉得RISC-V是个开源的精简指令集CPU设计方案，其实这是错误的。RISC-V仅仅是一套精简指令集的定义，开源的意思是任何人都可以免费获得指令集，并且自己去实现指令集，不需要支付任何费用。打个不专业的比方，指令集可以看成一张大楼效果图，图上有大楼漂亮的外观，完整的功能划分，超前的设计理念等等。你可以免费的从网上下载这张效果图，然后找人把效果图造成大楼，租售出去。出效果图的人保证不会来向你收钱。我也有更专业的比方，我把x86的指令集免费送给你，你可以自己实现兼容这套指令集的CPU，如果你的CPU做的足够好，你还可以在这个CPU上支持Windows。是不是很爽？但爽也是有代价的，我们接着说。

RISC-V真的免费吗？免费，但成本着实不低

免费，必须免费。指令集在网站上可以直接下载，文档清晰，解释清楚，扩展灵活，一看就是高手高手高高手的作品。由于没有兼容性的累赘，又是最新的设计，肯定非常贴合目前业界对CPU指令集的需求，可以说是众望所归。但是问题这个高手只给了一页A4纸的指令集，CPU怎么实现他没告诉你，高手没有提供HLS或RTL源代码，没有告诉你应该怎么Layout。这一切需要你自己想办法解决。就好像给你一张大楼效果图，免费使用。但是想要把这栋大楼造出来，你必须解决一个最重要的问题“没有施工图纸”。你必须要有一大堆工程师去设计结构，材料，水电管道，电梯楼梯，智能楼宇系统，监控系统。。。。。。，还要有工程队，还要有物业团队。。。。。。所以想把他造出来实在是太困难了。至少需要上市公司的实力，不然可能就只能造个外观接近效果图的小屋子给自己挡挡风了。反正我是用不起这免费的效果图。

为什么不少人喜欢RISC-V？喜欢的不一定是合适的。

为什么喜欢？我觉得有以下几个原因：

1.指令集设计太高超了，精简而高效，既严谨又可以灵活扩展，又有众多业界领袖参与设计。什么x86, Arm, PowerPC, MIPS统统都是为了兼容以前的产品拖累了产品创新。就如同贝聿铭团队推出了一份大楼的效果图，各大地产商巨头都说我以后都准备盖这样的大楼，这个楼实在太漂亮了，功能太强大了，设计太先进了，造出来了肯定火，现有的大楼以后都会住着不舒服。

2.指令集架构开源免费，谁都可以设计兼容的芯片。大楼效果图不要钱，拿来就可以拉几个兄弟开始造，还可以用效果图找大款亲戚入伙。谁让这图人见人爱呢？

3.RISC-V还有很好的扩展性，可以根据需求，增加扩展的指令集实现客户化的功能。就好像在大楼上还可以定制一些密室，满足一下自己的小小愿望。

4.指令集的实现方法自主可控，源代码都是自己写的，可不是放心么。就好像自己造的楼肯定安全，每块砖都是自己选的，物业保安也都是自己雇的，放心

5.指令集架构的生态链正在成长和完善，toolchain，IDE，仿真，虚拟机一个不会少。就好像以后可能全国到处都有这样的楼，物业，水电，管理都一套规范。如果要搬到其他城市，家具都不用换，拎包入住。

恋爱容易结婚难，合不合适只有用的人才知道。我来分析一下大家就明白了。

1.指令集架构好也要有好的设计才能体现出来，涉及RTL编码，layout，半导体制程，封装等一系列技术，这是一个系统工程。Intel和AMD的CPU指令集基本一样，但性能功耗的差异地球人都知道。还有TI，Cyrix，这些PC CPU先烈们也是用了同样的指令集。采用Arm指令集架构的产品就更多了，做的好的也不少，但你能说出名字的可能也就那么几家。所以指令集架构先进不代表CPU一定就好，设计水平，工艺，测试标准，等等一样都不能差。就像大楼效果图确实漂亮，但真能造出来的估计不会太多，毕竟自备设计团队，施工队和物业公司的大款太少。而且施工难度着实不小，造出来有没有质量问题还真难说。

2.指令集架构开源免费，但HLS或RTL不一定。业界已经有很多免费开源的实现代码了，但没有人会为质量负责，没有三包。解决方法有：买商用的版本，SiFive, Andes等，但要服务费。也可以自己做，工程师成本自己扛。我感觉都不便宜，出来的东西能不能用现在也不好说，风险不是一般的大。回到大楼效果图的比方，效果图是不要钱，但想要住着个楼。要么买现成的造好的，要么自己设计施工图，材料也要自己买，水电煤还要自己接，造出来有质量问题也要自己负责。都是时间和钱啊。

3.扩展性好确实很重要，但扩展的指令集就和RISC-V关系不大了，虽然组织制定了一系列规范来保证兼容性，但效果怎么样确实不好说。就像效果图上留了一片空白方框，给你做密室，还试图规定密室的布局，但毕竟密室都是自己做的，而且一定是秘密的，一切还是要自己从头来做，感觉没占到免费效果图的光啊。

4.指令集架构的生态系统的成长是个很复杂和漫长的过程，5年-10年都很正常。还需要一个领头羊，就像x86有了windows，x86才真正建立起生态系统，然后是Linux；Arm有谷歌Android才能造就现在的成功。同时碎片化也是一个很难处理的问题，特别是对开源的架构，这个问题会更挑战。就像效果图大楼的住户搬到其他城市同样效果图的大楼住，发现楼看上去是一样，但房门比原来的楼小了点，家具搬不进去，密室是有，但里面没有床和卫生间，不好用啊。

基于RISC-V的芯片会是个什么样子？什么样子的应该都会有

开源项目参与的人多，当然会丰富多彩，百家争鸣。所以RISC-V的芯片肯定会有很多形态。当然也就会有良莠不齐的问题。水平高的团队的产品肯定会好一些，但也不能阻止不太懂的人不尝试吧。所以会有Intel的成功典范，也会有Cyrix这样的先烈；会有ARM在智能手机产业的成功，也会有MIPS的逐渐的没落。还有一个特点就是RISC-V的芯片应该SoC为多，所以CPU主频，外围接口，功能模块会比PC CPU这样的通用CPU要丰富的多。林子大了，肯定什么鸟都会有，我觉得用淘宝买家秀和卖家秀来比喻最贴切，你不能说货不对版，但差距咋就这么大呢？说好的瓜子脸咋就变成南瓜子了，说好的大长腿咋就罗圈了呢？这都是因为虽然基本指令集都一样，但设计的方法和思路各不相同，扩展指令集千差万别。做个不恰当的比喻，虽然衣服一样，但身材不一样，脸不一样，搭配的首饰和配饰也不一样，所以出来的效果可以完全不一样。

RISC-V到底有没有前途？现在说不准。

可以说有，也可以说没有，说有前途是觉得免费又好用的东西肯定能成功，但还需要考虑更多的因素。原因如下：

1.大厂可能真的能把好的架构变成成功的产品。就像Intel做x86 CPU,高通做的Arm指令集智能手机芯片。回到效果图的比喻，万科和万达有能力把大楼效果图变成高科技大楼，租金很高，大家抢着租。这个肯定可以有，谁让人家牛B呢？

2.但并不是每个公司都可以免费的从RISC-V指令集架构受益，因为他对技术水平，资金投入和时间的要求都不低。可以从第三方买，但一份价钱一份货。我没法自己盖楼，但我从大厂那租或买。但感觉这跟效果图免不免费已经没关系了。

3.RISC-V目前还处于早期的阶段，没有太多的实现和验证，先行者肯定要承担更多的验证，测试等小白老鼠的工作。这是必然的过程，中间的不可控因素就会很多，所以你会发现大公司都加入了组织，但并没有大动作，都是在试水的阶段。就像有公司把施工图纸做出来了，你可以去买，然后找施工队按施工图纸施工，但造出来的房子能不能通过检测人家不保证，因为还没人真把这房子造出来多，到底好不好还不确定。所以谁都会谨慎对待这件事

4.正因为成熟的过程会比较漫长，所以不确定因素会很多，最后有没有赢家不一定，是大家共赢还是一两家独大也不好说，赢家是因为指令集架构的成功而成功，还是因为其他原因而成功都不好说。是否能达到RISC-V设计者的初衷，真的还说不准。但是钻石总会发光的，现在RISC-V这颗原石能不能被打造成海洋之星这颗宝石，请大家拭目以待。