近日，中國工程院院士倪光南在數字世界?？闹赋?，一直以來，我國芯片產業在“主流 CPU”架構上受制于人，在數字經濟時代，建議我國積極抓住時代機遇，聚焦開源 RISC－V 架構，以全球視野積極謀劃我國芯片產業發展。

倪光南表示，目前國內多種國產CPU架構并存，未來可能會造成資源分散，低水平重復。如果不能及時改變這種狀況，若干年后，中國將缺乏能在全球市場上與x86和ARM兩家競爭的CPU架構，從而在“主流 CPU”方面仍將受制于人。

在倪光南看來，我國發展芯片產業時，要從全球視野謀劃和思考國產CPU架構發展的技術路線，一種是“單打獨斗”，其好處是較易實現自主可控，并能滿足國內若干應用領域的需求，另外一種是“從眾跟隨”。即跟著外國的架構走，其好處是可以利用已經成熟的生態，但壞處是很難實現自主可控，且難以規避各種制裁和限制。

倪光南表示，開源RISV－V的出現順應未來新一代信息技術的需求。RISC－V精簡指令集采用開源模式、其架構先進、易于定制、人才培養便捷，研發周期短，大大降低芯片產業門檻，這些都使其后續發展具備強大生命力。鑒于上述情況，建議中國抓住新一代信息技術發展機遇，面向智能時代“主流CPU”市場，聚焦開源RISC－V架構發展中國芯片產業。用好開源模式，發揮中國舉國體制、超大規模市場優勢和人才優勢，集中力量、協同攻關，大力發展壯大RISC－V產業生態，加大對RISC－V開源社區的貢獻以增大社區話語權。最終，使世界“主流CPU”市場形成x86、ARM和RISC－V三分天下的格局。

什么是risc－v

如此備受倪光南院士推崇，有望成為我國彎道超車的risc－V架構到底有何優勢？

具體看來，RISC－V指令集架構具有低功耗、低成本、開源開放、可模塊化、簡潔、擴展性強等優勢。

資料顯示，RISC－V是第五代基于RISC的CPU指令集架構，2010年由美國加州大學伯克利分校計算機科學部門發明。這是一個免費、開放的架構，用戶基于該架構進行產品設計和拓展后，可自主選擇是否公開發行、如何商業運營等。

相比前述兩大已經商用多年的架構，RISC－V目前相對主要被應用在物聯網市場，且高端處理器產品偏少。

其中，RISC－V最大的優勢就在于“精簡”。雖然與ARM同屬于精簡指令集架構，但因RISC－V是近年來才推出，沒有背負向后兼容的歷史包袱，架構短小精悍。相比于x86和ARM動輒幾百數千頁，RISC－V的規范文檔僅有145頁，且“特權架構文檔”的篇幅也僅為91頁。

在功耗方面，RISC－V適合用于高效設計實現，開發者可根據應用需求靈活剪裁，再加上其全部RISC－V指令不超過50個，因此其內核面積更小，相應的功耗越低，能以極低的能耗來實現高效的AI元器件的運行。

在成本方面，由于RISC－V完全免費開源RISC－V全面開源，且具有全套開源免費的編譯器、開發工具和軟件開發環境（IDE），其開源的特性允許任何用戶自由修改、擴展，從而能滿足量身定制的需求，大大降低指令集修改的門檻。因此，開發者在使用RISC－V時，無需支付如ARM那般昂貴的架構使用費用，成本大幅度降低。

在擴展性方面，RISC－V主要是將不同的部分以模塊化的方式組織在一起，并試圖通過一套統一的架構來滿足各種不同的應用場景，由于IoT場景非常廣泛和碎片化，需要為數千種以多種不同方式連接世界的應用案例來設計芯片，因此可擴展的架構成為終端運算的關鍵。

Risc－v應用實例

多重優勢相加下來，RISC－V已然成為當前中國芯片產業實現彎道超車的最好發展平臺，目前，國內各大芯片設計廠商紛紛涌入新興賽道RISC－V架構領域進行研發。

阿里平頭哥

2019年7 月 25 日，阿里巴巴旗下半導體公司「平頭哥」正式發布新款芯片——玄鐵910（XuanTie910）。當時，阿里巴巴聲稱：該芯片為業界性能最強的一款RISC－V處理器。玄鐵 910 可以用于設計制造高性能端上芯片，應用于5G、人工智能以及自動駕駛等領域。

除了芯片之外，平頭哥還專門研發了用于RISC－V芯片開發的平臺。8月24日，在2022 RISC－V中國峰會上，阿里平頭哥半導體發布首個高性能RISC－V芯片平臺“無劍600”，開發者和廠商可借此快速開發RISC－V芯片。

“無劍600”支持4核高性能RISC－V處理器，最高主頻可達2．5GHz，設計的芯片已兼容大型操作系統龍蜥OS，并可運行FireFox、LibreOffice等瀏覽器、辦公軟件。“已經可以作為一個生產力工具來使用。”中國科學院軟件研究所總工程師武延軍稱。

兆易創新／芯來科技

2019年8月22日，業界領先的半導體供應商兆易創新GigaDevice（股票代碼603986）宣布攜手芯來科技在行業內率先將開源指令集架構RISC－V引入通用微控制器領域，正式推出全球首個基于RISC－V內核的GD32V系列32位通用MCU產品，提供從芯片到程序代碼庫、開發套件、設計方案等完整工具鏈支持并持續打造RISC－V開發生態。

資料顯示，GD32VF103系列MCU采用了全新的基于開源指令集架構RISC－V的Bumblebee處理器內核，是面向物聯網及其它超低功耗場景應用自主聯合開發的一款商用RISC－V處理器內核。

GD32VF103系列RISC－V MCU提供了108MHz的運算主頻，以及16KB到128KB的片上閃存和6KB到32KB的SRAM緩存，gFlash?專利技術支持內核訪問閃存高速零等待。

華米科技

2018年9月17日，華米正式發布了全球智能可穿戴領域第一顆人工智能芯片——“黃山1號”。

華米表示，為避免可穿戴行業同質化，為用戶帶來新的核心價值，華米希望擔負起改變與引領的行業責任。據悉，“黃山1號”是全球首款集成了AI神經網絡的可穿戴處理器，擁有四大核心人工智能引擎：心臟生物特征識別引擎 、ECG、ECG Pro、心律異常監測引擎。

資料顯示，“黃山1號”是全球首款集成AI神經網絡模塊的可穿戴處理器，也是全球首款RISC－V開源指令集可穿戴處理器，擁有AI驅動、閃電性能、苗條功耗三大特點，應用了Always on技術，區別于傳統AI，實現了AI從云到端的前移，實時計算無需傳輸。相比Arm Cortex－M4架構處理器運算效率高出38％。

結語

目前看來隨著AIoT時代的到來，RISC－V架構開放、靈活、模塊化，特別適合滿足AIoT市場場景碎片化、差異化的市場需求，產業界普遍認為它有望成為下一代廣泛應用的處理器架構。

如今，國內多家企業與眾多科研人員都普遍認為RISC－V架構將成為我國芯片產業實現彎道超車的有力支撐點。

而RISC－V架構也在國內市場迅猛發展中，憑借國內龐大的半導體市場，中國企業可以迅速對RISC－V芯片進行迭代更新，并且依據用戶使用反饋進行優化，這些都是國外初創企業難以做到的。全球100億顆RISC－V核心出貨量中，預計中國占比超過1／3。

目前，國內包括華為海思、全志科技、兆易創新、樂鑫科技、北京君正、中微半導體、匯頂科技、凌思微電子、先楫半導體、華米科技、沁恒微電子、芯晟科技、愛普特微電子、晶視智能、啟英泰倫、方寸微電子、中科藍汛、航順芯片、飛思靈微電子、博流智能以及中科院計算所等在內的芯片廠商和科研機構都相繼推出了基于RISC－V架構的SoC、MCU、DSP芯片等產品。

此外，阿里平頭哥、芯來科技、賽昉科技、睿思芯科等可以提供基于RISC－V架構的處理器IP、編譯器、工具鏈等產品。據悉，阿里平頭哥玄鐵系列的RISC－V芯片已經供應一百五十多個企業和客戶，超過500個授權使用，出貨量已經達到25億顆；芯來科技RISC－V CPU IP產品線覆蓋從低功耗到高性能的各種應用需求，正式授權客戶已超過100家．．．

中國科學院軟件研究所總工程師武延軍表示，從2010年發布到現在，RISC－V指令集只走過12年的時間，但它在這期間取得的成就，遠遠超過同時期的X86和ARM。

展望未來，RISC－V與Arm和X86將會在競爭過程中逐漸找到自己的定位，不斷融合、互相借鑒、長期共存，形成“三分天下”的局面，在各自擅長的領域發揮優勢。

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