很多机构预测,未来指令集系统架构将是ARM、x86、RISC-V三足鼎立。但是三足鼎立的远景对于RISC-V来说并不会从天而降,RISC-V如何发展才会取得商业上的成功,目前并没有清晰的商业路径。

 

存量市场or增量市场

 

“刘备之所以三顾茅庐要把厉害的诸葛亮请出山,不仅因为诸葛亮预测了未来将三分天下的趋势,更因为他给出了发展的路线图,先占领荆州,西进四川,再拿下汉中,站稳脚跟后,北伐关中,再派一名将军领兵北上,拿下长安,再东至潼关,与曹操、孙权逐鹿中原,争夺天下。“在日前举行的开源生态论坛上,上海处理器技术创新中心顾问,前英特尔全球副总裁、前英特尔中国研究院院长方之熙表示。那么哪些是RISC-V的”荆州““汉中”“关中“与”潼关“?又应以什么样的带兵打法才能够让RISC-V取得商业上的成功呢?

 

方之熙首先用一张表谈了RISC-V取得商业成功的标准。这是2021年第一季度全球半导体公司收入前15名排名,表上半数以上的公司都是以某种系统架构作为基础,开发了自己的CPU、MCU,表上第15名的公司第季度收入是25亿美元,全年收入约为100亿美元。“如果有一天以RISC-V系统架构为基础的芯片公司也能进入前20名或者前15名,每年营业额能够达到100亿美元,我们就可以说RISC-V取得了商业上的成功。“方之熙说。

 

“设计芯片需要确定目标,确定对应的市场,究竟是对应将来出现的增量市场,还是对应已经存在的存量市场?RISC-V芯片公司需要进行抉择。“方之熙表示,然后进一步分析了x86和ARM指令集架构发展的历史,他认为x86和ARM之所以拥有今天垄断PC和智能手机市场的地位,是因为他们抓住了新的增量市场机会,满足了新市场需求,x86抓住了PC,而ARM抓住了智能手机。

 

纵观IC产业的发展历史,指令集系统架构要想在存量市场赢得商业成功的例子并不多,只有英特尔的x86成功地打进了服务器和数据中心的市场,取代了Sun的SPAC和IBM的Power。“但英特尔是投入了巨大的人力、物力,用十年的时间才到达这样的位置。”方之熙表示。

 

 

那么对于RISC-V来说,机会在哪里?新的增量市场在哪里?按照挑战就是机会的原则,方之熙谈到了图灵奖获得者、RISC-V创始人David Patterson此前谈及的目前微处理器面临的挑战:

一是在数据中心、智能手机和物联网市场,功耗问题越来越严重;

二是安全、隐私和可靠性在当今的微处理器设计中越来越重要;

三是缺乏用于新兴应用的微处理器技术,如物联网、人工智能、大数据、云计算、区块链等;

四是几十年来微处理器架构缺乏创新、性能改进不到位,没有新思路;

五是微处理器设计过于依赖软件生态。

 

工控领域将是RISC-V起飞的地方?

 

分析机构Semico Research预计,到2025年市场将总共消费624亿个RISC-V CPU内核,其中预计工业领域将是最大的细分市场,拥有167亿个内核。方之熙认为,从2021到2025年,RISC-V将取得长足发展,并主要集中在IoT领域,包括交通、通信、工控以及家电。其中工控将是RISC-V大展宏图很重要的领域。而RISC-V芯片要想在工控领域满足需求,需要关注几个重要的维度。

 

 

第一是工控领域芯片除了需要在性能、功耗与成本之间取得平衡,还需要根据不同的工艺需求增加相关特点,比如有的要求非常强的实时性,有的要求非常高的可靠性,有的要求更高容错能力,有的对信息安全要求很高,有的对软件与系统的兼容性要求很高。

 

第二是工控设备之间的特殊互联。工控设备之间连接,并不采用商用的4G/5G进行无线连接,而是通过专用的内网或者专网无线连接,有自己的频道,这是需要特别考虑的。

 

第三是工控设备的环境特殊性。消费电子领域的芯片(包括PC、手机)对环境温度要求不高,通常都是室温,但是工业环境对IC芯片温度适应性有很大不同,有的最高温度在125℃以上,有的在零下45℃以下。对芯片的封装提出了更高的要求,要求防腐蚀、防震、防潮,同时对测试也提出了更高要求,比如车载芯片、后台芯片,需要行驶100万公里才能通过测试。

 

如果工控将是RISC-V起飞的地方,那么产业需要在这个维度进行更多的探索,不仅仅是技术上,实现成本与性能功耗的平衡,也包括可持续商业模式的探索,还包括生态系统的建立,如何联合系统软件,建立强大的开发平台,推动上面应用开发大量的软件建立强大的生态系统。“好的球员是跑向球将去的地方,而不是球现在所在的地方。” 方之熙说, RISC-V的未来需要大家一起努力。

 

 

作者丨李佳师

编辑丨诸玲珍

美编丨马利亚