在過去的幾個月中，美國商務部已經(jīng)切斷了那些被認為與重要知識產(chǎn)權(quán)和用于制造高端芯片的制造設備有軍事聯(lián)系的中國公司。同時，該機構(gòu)已采取措施，阻止許多公司從美國芯片制造商（如英特爾）那里采購預制芯片。

面對這種技術上的脫鉤，像阿里巴巴，華為和中興這樣的中國公司已經(jīng)開始在“硅盒”之外進行思考，并開始研究RISC-V，以此來與美國芯片制造商保持距離。

什么是RISC-V，為什么重要？

RISC-V首席技術官Mark Himelstein說：“ RISC-V是一種開放的硬件，開放源代碼的硬件指令集體系結(jié)構(gòu)?！?/p>

顧名思義，RISC-V是一種精簡的指令集計算機（RISC）架構(gòu)，與Arm，Power或Sun SPARC并無不同。但是與以前的RISC處理器不同，RISC-V是完全開源的，任何人都可以免費使用。它也很小，只有47條指令。相比之下，Arm有200多條指令，而AMD和Intel使用的復雜指令集計算機（CISC）架構(gòu)可以遠遠超過1，500條指令。

指令是這些芯片可以執(zhí)行的最基本的計算。一個指令可能是加法，而另一指令可能是減法或乘法。RISC-V背后的想法是使指令集盡可能的小，以便實現(xiàn)者可以使用擴展名添加對他們重要的指令。

擴展可用于啟用更高級的數(shù)學運算，例如矩陣或縮放器計算，這在更復雜的用例中是必需的。這意味著RISC-V可以進行縮減以使其表現(xiàn)得更像ASIC或FPGA，或者最終可以進行擴展以與基于Arm或x86的系統(tǒng)競爭。

這種針對特定用例定制指令集的能力是基于RISC-V的芯片如此高效（至少在嵌入式環(huán)境中如此）的原因之一。

“在我看來，關于RISC-V的最大優(yōu)點是它具有的靈活性和可擴展性。它的設計使用期限為50年，” Himelstein說。“這種擴展模型以及我們?nèi)绾螌⑵浣M合在一起，真是太棒了?！?/p>

填補虛空

在此階段，大多數(shù)RISC-V開發(fā)都針對功率是主要因素的嵌入式控制器，IoT和5G應用。但是，該架構(gòu)的開源性質(zhì)意味著它在很大程度上不受針對中國科技公司的貿(mào)易限制的影響。

Forrester首席咨詢分析師Charlie Kun Dai表示：“美國貿(mào)易限制對中國先進的半導體制造的影響至關重要，涵蓋了材料，設備和電子設計自動化軟件等幾乎所有領域。” “中國正在進行戰(zhàn)略投資以加速本地創(chuàng)新，但這是一個漫長的征途?！?/p>

阿里巴巴，華為和中興通訊只是加入RISC-V International的幾十家中國公司中的三家。

Forrester Research基礎設施和運營副總裁兼研究主管Glenn O‘Donnell解釋說，由于貿(mào)易緊張局勢使中國科技公司更難以使用基于x86甚至是基于Arm的芯片，因此對開源替代方案的需求變得更加明顯。

他說：“當你陷入困境時，你必須做些事情。” “開發(fā)一個全新的架構(gòu)幾乎是不可能的。我不會說這是不可能的，但我只是無法想象有一家公司承擔這一責任，甚至像華為這樣的公司。”

阿里巴巴的RISC-V賭注

因此，像阿里巴巴這樣的公司沒有重新發(fā)明輪子，而是開始基于RISC-V架構(gòu)來構(gòu)建芯片。公共云提供商的平頭哥半導體是率先將高端RISC-V芯片推向市場的公司之一。

“ RISC-V作為封閉式和昂貴的（指令集架構(gòu)）的替代品非常有吸引力，” 平頭哥的邊緣產(chǎn)品負責人Yu Pu在2020年Hot Chips大會上說?！伴_放和免費的RISC-V ISA通過開放標準的協(xié)作來加速處理器創(chuàng)新?？蓴U展性，可擴展性和模塊化功能使處理器可以針對特定領域的工作負載進行定制和優(yōu)化。”

Pu表示，這使RISC-V非常適合諸如機器學習加速器，網(wǎng)絡處理，安全區(qū)域和存儲控制器之類的工作負載。

XT910玄鐵處理器-以中國傳說中的沉重黑鐵劍命名，并于去年8月發(fā)布，它是一款基于RISC-V的16核芯片，工作頻率在2 GHz至2.5 GHz之間。該芯片基于12納米制造工藝。

該芯片本身旨在用于云邊緣和物聯(lián)網(wǎng)應用。根據(jù)平頭哥的說法，XT910大致等效于基于Arm Cortex-A73核心架構(gòu)的使用了三年的智能手機處理器。

Dai解釋說，目前，這些芯片主要針對邊緣計算和消費電子產(chǎn)品的計算機視覺等領域的物聯(lián)網(wǎng)場景。

盡管基于RISC-V的芯片仍處于初期階段，但阿里巴巴和平頭哥認為該平臺有機會超越邊緣?！氨M管在技術和生態(tài)系統(tǒng)方面，不斷發(fā)展的RISC-V架構(gòu)還不夠成熟，但我們認為它具有巨大的潛力，” Pu說。

一把雙刃劍

中國芯片制造商面臨的挑戰(zhàn)是雙重的。首先是架構(gòu)。除了移動和物聯(lián)網(wǎng)以外，全世界都在Intel和AMD生產(chǎn)的x86處理器上運行。

但是，這只是問題的一半。中國面臨的第二個挑戰(zhàn)涉及基礎設施，或者說缺乏基礎設施。幾乎每種現(xiàn)代半導體都是由美國，臺灣和韓國這三個國家/地區(qū)中的少數(shù)幾個公司生產(chǎn)的。平頭哥的XT910實際上是由臺積電（TSMC）生產(chǎn)的。

中國最大，最先進的芯片制造廠半導體制造國際公司（SMIC）直到最近才具備生產(chǎn)基于14納米節(jié)點的芯片的能力。相比之下，臺積電和三星在5納米節(jié)點上生產(chǎn)芯片，而英特爾正在將7納米芯片推向市場。

因此，盡管RISC-V可能是x86和Arm處理器的一個有前途的替代品，但要趕上西方的競爭對手，中國還有很長的路要走。
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