15年逆襲！RISC-V從實驗室工具到萬億級芯片市場破局者
該團隊由Krste Asanovi?教授和研究生Andrew Waterman、Yunsup Lee領導，并得到了David Patterson教授的關鍵支持。他們認為現有的指令集架構存在“負擔”，并且“摩爾定律正在放緩，Dennard縮放定律也在走向終結，這要求實現專業化、定制化和并行化”。
他們需要一種“從零開始”的方法。2010年5月18日，RISC-V團隊決定開發自有ISA，標志著RISC-V作為該大學第五個主要RISC ISA正式“誕生”。
從學術實驗到意想不到的需求
在這種創造性顛覆的背景下，RISC-V架構在過去15年中的演變具有重要意義。它為傳統專有方法提供了一種有吸引力的替代方案。
RISC-V的初始目標相對低調：成為伯克利大學的教學和研究工具，使其“易于由小型團隊構建”，必須高效，且易于擴展。
RISC-V的開放性是由希望通過伯克利軟件分發許可證與同事分享的愿望所推動的。
多年來，它主要停留在學術界內，最初很難在伯克利之外獲得認可。學者們對另一種RISC ISA持懷疑態度，因為他們更愿意教授業界正在使用的東西。
然而，創始人承認，他們“大大低估了人們對開放指令集架構的渴望”。他們在2014年IEEE Hot Chips 26研討會上的表現，顯示了來自業界的巨大“吸引力”。
2015年1月，在美國Monterey舉行的第一屆RISC-V研討會原本預期只是一次小型學術聚會，結果卻吸引了來自40家不同公司的參與者。這次活動具有舉足輕重的意義，標志著該架構已經超越了其學術起源。
自由與靈活的商業模式
對行業的吸引力不僅在于成本，盡管開放性質確實通過減少繁瑣程序而“大幅降低成本”。對于初創企業來說，簽訂商業ISA合同需要兩年時間，這令人望而卻步，而RISC-V則可以立即投入使用。
RISC-V對行業的“主要優勢在于靈活性，而非成本”。Asanovi?教授認為，核心創新與其說是ISA本身的技術優勢，不如說是開放性的“商業模式”。David Patterson與他人共同撰寫了頗有影響力的論文《指令集應該免費：RISC-V的案例》，將開放的理念與TCP/IP和Linux等成功標準相提并論。
這種靈活性促成了早期的商業應用，如Rumble Technologies公司在三周內就將一個項目轉換為RISC-V。英偉達在2016年決定用該架構取代內部專有內核，這是一家頂級半導體公司對該架構的重要認可。
RISC-V的發展基礎
鑒于業界日益增長的興趣和穩定性的需求，RISC-V基金會于2015年成立。促進開放性和中立性，防止碎片化，并為該標準創建一個法律實體至關重要。
RISC-V的創始成員包括Google、NVIDIA、IBM、Western Digital、Qualcomm和Microsemi等主要公司。過渡過程復雜且需要經過廣泛的法律審查，但確保不同利益相關者之間的信任和合作至關重要。
公司創始人還推出了SiFive，將RISC-V商業化。他們最初的目標是定制硅片，但由于行業需求，他們很快轉向提供可重復使用的核心IP塊。
核心簡約性、模塊化和開放性
從根本上說，RISC-V的優勢在于其設計原則：簡約性、模塊化和開放性。其核心指令集小巧且直接，這使得實現和優化工作變得更加容易。
可擴展性是RISC-V相較于靈活性較差的專有ISA的一個關鍵優勢。作為開放標準，它可免費獲取，無需支付許可費，從而促進了全球社區的發展，并使芯片設計民主化。這與Arm的許可模式，以及受控的x86生態系統形成了鮮明對比。
歐洲半導體獨立戰略
在追求技術主權的推動下，歐洲已成為 RISC-V 的重要中心，從而減少了對非歐盟知識產權的基礎技術的依賴。
RISC-V的開放性使歐洲實體能夠針對汽車和高性能計算等區域優勢開發和定制解決方案。
歐洲約占RISC-V國際全球會員的三分之一。歐洲HPC聯合承諾(JU)等歐盟倡議資助了DARE等項目，旨在用RISC-V處理器建立歐洲HPC供應鏈。
例如，受軟件定義車輛(SDV)的轉型，以及對定制化和安全處理需求的驅動下，歐洲汽車行業正在迅速采用RISC-V。
像英飛凌這樣的主要玩家，作為主要的汽車微控制器(MCU)供應商，正在將其未來的產品系列過渡到RISC-V，并放棄專有架構。
由博世、英飛凌、恩智浦和意法半導體等行業巨頭組成的合資企業Quintauris，旨在加速RISC-V的采用，初期將重點關注汽車標準。
歐洲的學術機構也一直是RISC-V研究和開源知識產權方面的早期且強有力的貢獻者，為RISC-V的發展提供了至關重要的人才儲備。
中國加速實現自給自足
中國采用RISC-V的戰略動機更為明確。在地緣政治緊張局勢和出口管制的背景下，中國采用RISC-V旨在實現技術自給自足，并減少對西方控制的指令集架構的依賴。
中國政府正通過政策和指導方針在全國范圍內積極推廣RISC-V。其開放性為設計處理器提供了一條無需支付許可費或面臨潛在訪問限制的途徑。
目前，中國領先的科技公司正在引領這一潮流。阿里巴巴的平頭哥半導體(T-Head)已經開發了玄鐵系列RISC-V核心，包括服務器級CPU。像進迭時空(SpacemiT)和睿思芯科(RiVAI)這樣的公司也在開發服務器處理器。
華為和騰訊是RISC-V國際組織的高級會員。RISC-V指令集架構在中國的各種應用中都有出現，包括人工智能/機器學習加速器、服務器、物聯網、汽車和消費電子。
國家支持的這股力量雖然強大，但也引發了對潛在分裂的擔憂，并引發了國際監督。
為未來增長打造成熟的生態系統
盡管軟件生態系統正在迅速成熟，但其廣度和深度優化程度尚不及ARM或x86。對于一些供應商來說，在通用任務方面實現與最高端現有處理器在上的性能持平仍是一項持續的工作。
如果在實施時沒有遵循標準的話，該架構的靈活性也可能帶來分裂的風險。目前，RISC-V社區正在積極應對這些挑戰。
像RISE(RISC-V軟件生態系統)項目這樣的協作倡議，將行業領導者聚集在一起，以加速開源軟件的開發，重點關注編譯器、操作系統支持和庫。現在，主要的Linux發行版和Android都支持RISC-V。
RISC-V國際通過如RVA23等“配置文件”來推動標準化，這些配置文件為特定設備類別定義了通用指令集，以確保軟件的可移植性。
The SHD Group的市場分析師對RISC-V的發展持高度樂觀態度，并預測RISC-V將迎來大幅增長——到2030年，RISC-V系統級芯片的收入可能達到920億美元。一個表明其成熟的關鍵指標是在2027年左右發生的轉變，屆時RISC-V知識產權的版稅收入可能會超過許可收入，這標志著大規模生產和市場滲透的到來。
降低門檻，推動創新
最終，RISC-V的持久影響力在于其通過提供一個免版稅的開放標準來重塑半導體行業的能力。
它極大地降低了進入門檻，使芯片設計民主化，并賦予更廣泛的創新者(包括初創公司和學術界)以力量。其模塊化特性實現了前所未有的定制能力，并推動了高度專業化、針對特定工作負載優化的處理器的開發。
RISC-V還對傳統企業的商業模式構成了挑戰，并為各國提供了實現技術主權的路徑。RISC-V是開源硬件運動的一個杰出代表，證明了協作開發在硬件領域也能蓬勃發展。
正如RISC-V國際所主張的，過去的15年是一段“高風險，高回報”的旅程。一個小學術團隊最初所承擔的風險，已經帶來了催化處理器在全球范圍內設計、部署和商業化方式發生根本性轉變的回報。
隨著RISC-V生態系統的不斷成熟和擴展，RISC-V有望成為未來計算領域的基礎技術，推動一個要求專業化、高效和開放解決方案的時代的創新。事實上，這個故事才剛剛開始。
