指令集架构(Instruction Set Architecture, ISA)是一种计算机硬件的标准，它定义了计算机的指令集，即计算机能够执行的指令的集合，起到连接计算机硬件和软件的桥梁作用。在过去很长时间里，X86和ARM架构分别在PC服务器和移动端市场独领风骚，呈现双寡头格局。而面临X86和ARM架构或不对外授权，或授权费用昂贵甚至有断供风险，具备开源开放特殊属性的RISC-V架构被寄予厚望。

经过十几年的发展，RISC-V的商业化价值已经凸显。根据RISC-V基金会的数据，2022年采用RISC-V芯片架构的处理器核已出货100亿颗，其中一半来自中国。另外，据其预测，到2025年RISC-V架构的处理器核的出货量将突破800亿颗。  

为什么是RISC-V？

RISC-V是在2010年由加州大学伯克利分校的David Patterson教授团队领导研发而来，由于开放源代码，使得任何人都可以根据自己的需求进行个性化的开发和创新。加之简化指令集、模块化设计、可扩展等特性，使得RISC-V成为了一个具有潜力的指令集架构，在物联网、智能穿戴等领域得到了广泛应用。

随着RISC-V生态的不断加速发展以及市场需求的进一步增长，RISC-V也开始逐渐从物联市场走向高性能领域，PC、汽车、数据中心、AI等高性能领域成为RISC-V的重要机会市场。

在促进RISC-V持续蓬勃发展的过程中，中国各界也在不遗余力地给予积极支持。在近期的2023 RISC-V中国峰会上，倪光南院士表示：“我们将积极协同RVI在社区建设、标准制订、学术交流、应用推广、人才培养等等方面，促进RISC-V持续蓬勃发展。今天，开源软件已经成为软件发展的主流，我们相信，开源RISC-V也将在硬件领域创造辉煌。中国愿拥抱开源与世界协同创新，鼎力打造强大繁荣的RISC-V生态，有力地支撑RISC-V跻身于世界主流CPU架构之列。从而在CPU领域形成x86、ARM、RISC-V三分天下有其一。”

本次峰会主席、中国科学院软件研究所副所长武延军表示：“近年来，RISC-V生态得到快速发展，吸引了全世界大量系统级开发人员，未来最有希望成为指令集领域国际开放标准，中国深度参与其中是重要推动者和贡献者。

北京开源芯片研究院首席科学家包云岗表示：“RISC-V作为一种开放指令集架构在全球范围内的影响力和吸引力日益凸显，得到了全球学术界、产业界的积极参与，中国在的全球RISC-V生态中发挥着重要作用。”

RISC-V国际基金会CEO Calista Redmond表示：“从中国的学术界和企业中都能看到，中国在积极参与、积极合作、积极贡献开源标准的道路上已经走了很长时间，正在为RISC-V继续做着贡献。我们为中国在开源方面所做的贡献感到自豪。”

左起依次为：RISC-V国际基金会CEO Calista Redmond、大会主席/中国科学院软件研究所副所长武延军、北京开源芯片研究院首席科学家包云岗（电子技术应用 现场拍摄）

回顾历史，也曾存在其他指令集架构有过短暂辉煌之后便没了水花的案例，为什么RISC-V在短短几年之内能得到迅猛的发展？   

Calista Redmond表示，在过去的50多年，有不同的指令集架构曾经出现过，其中Arm和X86两个指令集架构能鹤立鸡群，主要是由于它们在工作负载、规模以及纵向的整合能力上有相对突出的表现。

如今移动终端的计算和以前的工作负载有所不同，在新的时代，一个指令集架构是否能够变得成熟丰富，一是取决于生态的建立，二是商业模式的的成熟度，三是架构本身的问题，这些都属于成功变量。特别是开放性和合作，在新的指令集架构里非常重要。在这个时代，指令集架构能够给予设计者以及设计过程更大的自由度，避免和一个公司深度捆绑带来的一种局限。

显然，逐渐完善的生态建设与商业模式，以及架构自身的特性，使得RISC-V能破局CPU架构双寡头格局，在新兴市场领域中站稳脚跟。

生态共建，寻找增量生态

今年的2023 RISC-V中国峰会是成功举办的第三届，本届峰会的主题是“RISC-V生态共建”。Calista Redmond表示：“RISC-V非常看重生态的建设，硬件没有软件、软件没有硬件都是不可以的，它们的相互匹配非常重要。RISC-V生态系统中最重要的是利益相关方，包括工程师、学生、中小企业、跨国企业、硬件生产厂商、软件生产厂商，以及各种工具和资源。”

武延军进一步表示，早期的RISC-V处理器主要集中在微控制器、微控制单元（MCU）的层次。对于MCU以及嵌入式领域的一些应用，它的生态非常小。随着处理器能力不断地升级，如今也有了面向服务器的处理器，越来越多的应用可以跑在RISC-V上，这时候的生态才会真正显现出来。

芯片必须要有编译工具链才能将其指令集特性发挥出来，传统上一般有两种方式，一种是厂家自己开发，提供是私有的工具链，推出一款开发平台与工具链相匹配；另一种是大家共同打造一个公共的工具链，私有的部分以二进制的方式提供，这对RISC-V来说是更为合适的一种方式。

过去一年的时间批准了一些新的标准扩展指令集，更多的指令集标准规范陆续推出，工具链也在不断地往前发展。总的来说，在这个过程中变得逐渐成熟起来了。大家都意识到，对于工具链应该要共建，对于RISC-V软件生态，也应该大家去共同建设。

目前国际上著名的开源社区Debian已首次把RISC-V作为官方支持的指令集架构，此外，openEuler社区、Google的Android开源版本AOSP也将陆续会把RISC-V当作官方支持的Tier-1指令集。

武延军表示，今年9月，中国科学院软件所会推出OpenEuler RISC-V版本，这将是OpenEuler第一次把在x86和Arm之外把RISC-V作为官方支持的指令集。在软件生态建设的路上，以后会走得越来越快。

存量生态里应用的迁移是不小的挑战，以应用层的软件为例，在Android的软件上加起来大概900万个App，Windows的环境下应用也是在几百万的级别，改用RISC-V之后应用如何迁移是存量生态里需要解决的问题。

包云岗指出，最好的方式是找到增量的生态、增量的应用场景， X86和ARM现在也没有形成主流，RISC-V和它们在同一个起跑线上。这样的情况下，RISC-V的优势就可以发挥出来了，可以通过开放开源方式联合全世界更多的底梁在这个生态中快速地构建和发展。移动汽车是非常有前景的场景，将来可以先从自动驾驶领域里切入形成新生的生态，逐步影响到其他传统生态。

RISC-V走向高端

今年能够看到的RISC-V最大的变化，就是走向高端了。

武延军指出，在MCU领域，RISC-V对于ARM平行的替代已经没有任何问题了。它现在正在逐渐地往上走，现在已经有了RISC-V笔记本电脑、RISC-V服务器、RISC-V万兆交换机。随着生态的逐渐完善，处理器能力越来越强，软件生态越来越丰富，RISC-V走向高端的趋势会更加势不可挡。

包云岗表示，当下对AI算力的需求在不断增加，AI算力需求增加的过程中离不开通用计算的支持，高性能的RISC-V可以在更多的领域里创造一些新的架构，进而提供更高的计算效率。如自动驾驶、大模型运算场景，RISC-V都能够在其中发挥很大的作用。

RISC-V结合AI加速器，集成到一颗芯片里，就不需要通过PCIe总线对数据做长距离的迁移，也不会影响到带宽。因此，RISC-V的开放性能够带来更多的创新机会，尤其是面对一些未来的应用场景。

如今，“香山”的最新一代“昆明湖”已经可以达到两三年前ARM高性能处理器核的水平，接下来还将会对面积、功耗进行优化和改进。由于采用开源的方式，这些性能在开源社区里，全世界的企业都可以在GitHub上下载得到。

RISC-V五种商业模式

RISC-V的商业化落地是业内非常关注的问题，事实上，在RISC-V不断的发展过程中，也衍生出了不同的商业模式，包云岗总结为五种：

第一种，复制ARM模式，成立RISC-V IP公司，提供自研的IP核或Chiplet；

第二种，在高价值的高性能RISC-V领域，自研处理器核、Chiplet和SoC，可省去高昂授权费，并且自由定制和扩展；

第三种，针对某个特定量大的应用场景，自研或基于开源RISC-V处理器核，并开发专用芯片；

第四种，参考TI模式创建一个平台型公司，为中小用户提供“一站式芯片设计服务”，满足面向千亿量级IoT场景的成千上万种定制芯片需求；

第五种，复制开源软件领域的商业模式，基于开源的RISC-V实现（比如香山）来为下游SoC芯片设计企业提供IP产品和设计服务。

其中，前三种商业模式上比较清晰，而且可以复用现有的芯片开发工具，大多数创业公司也都集中于这三种模式。后面两种模式会有更大的风险或更多的不确定性，但它相对竞争会少很多，因此将来会有更大的机会。

8月4日，博世、高通、英飞凌、Nordic以及恩智浦五家头部汽车电子芯片公司共同宣布，将投资在德国成立一家基于开源RISC-V架构的合资公司。一方面反映出RISC-V的行业影响在不断加大；另一方面，头部企业的入局势必也会进一步推动RISC-V架构应用加速发展。

对于那些还没有支持到RISC-V的组织，Calista Redmond认为，一种架构被多方所拥抱、采纳，历来上是以波浪式的方式所进行的，最早采纳新架构的公司称为“追随者”，有的公司愿意做“第一个吃螃蟹的人”，他们在别人起步之前已经走出很远，成为遥遥领先的第一名；接着是“等待者”，他们要等待看有更多的同类型的公司拥抱/采纳了一种架构，他们才会有这种意愿；还有“后到者”，要看整个行业都采用这样的架构，整个生态系统也建立起来了，才会迈出步伐来。

对于多数公司来说，客户永远是最大的推动因素，市场的影响力是巨大的，比如授权证书方面的条款、兼容性方面客户提出的要求，能够带来最大的影响力，未来公司的机会在什么地方也是他们选择新的架构的驱动因素。

从历史角度来讲，拥抱或采纳RISC-V，一开始是为了从降低能耗、减少尺寸的考虑出发，现在越来越公司是从增加性能的角度来开始采纳RISC-V，如数据中心、无人驾驶。在这方面，一个生态系统的建立是非常重要的，Android之所以普及起来也是因为有了生态。RISC-V在不同行业，汽车、制造业方面也在发展生态建立的领域。这些将在一定程度上给“等待者”和“后到者”们提供拥抱RISC-V的动力和信心。