摘要

RISC-V当前主要商用于IoT产品中，如无线模组、家电、耳机、电机控制等。国产出货量占全球50%以上份额，国内出货量最大的是阿里的平头哥（商用IP授权）。
RISC-V在 MCU领域已经可以平替，最有潜力的是车载和数据中心方向，但短时间内很难渗透移动端和PC端，最主要的原因是RISC-V生态建设还不够完善。
RISC-V已经支持主流实时操作系统，Linux及Android早期版本。工具链、处理器相关标准仍然处于早期建设阶段。
MT SaaS硬件产品（LP2标签打印机）采用了乐鑫RISC-V的WiFi模组SOC，其他团队尚未有应用。

一、简介

1.历程

2.架构对比

3.应用场景

中国科学院软件研究所副所长武延军表示，在MCU领域，RISC-V对于ARM的平行替代已经没有任何问题。 而且随着RISC-V处理器能力越来越强，尤其是软件生态越来越丰富以后，RISC-V往高性能领域走的趋势变得更加势不可挡。
奕斯伟计算高级副总裁、首席技术官何宁认为，“在车载、高性能计算、数据中心和PC等领域，数据中心相对于PC来说，落地的速度反而可能会更快。 因为PC和移动端设备上面的应用数量实在太多，APP数量达到百万级，几乎不太可能跟所有的应用软件所有者要求在RISC-V芯片上做移植。但像一些高性能计算的方向，尤其是数据中心领域，这种可能性是存在的。因为面向某一个行业的应用，尤其是私有云在中国越来越普遍的情况下，对软件的所有权、数量等各个方面，可控度要比开放的软件强很多。所以这种情况下做软件的移植和适配，再加上有开源社区的贡献，反而更容易比PC、平板这些更快落地。”
尽管RISC-V在汽车市场已经有了不小的声浪，但无论是哪种ISA要想打入需要深厚技术积累的汽车市场，都需要建立完整的生态链。 RISC-V目前在自动驾驶芯片、车机系统上的生态依然较为薄弱，拉拢更多的RTOS厂商，进一步提高RISC-V车规芯片算力将成为下一个趋势。

4.生态链

所谓RISC-V的生态包括开放架构标准、硬件生态、工具链软件生态、应用软件生态等内容。其中，硬件生态包括开源内核IP、开源SoC、商业IP等；工具链软件生态包括编译器、汇编器、链接器、调试器等开源工具链和商业工具链；应用软件生态就是操作系统、开发环境、应用软件等。
国内阿里平头哥、芯来科技提供处理器商用RISC-V IP核、编译器、工具链。兆易创新、乐鑫科技、北京君正等芯片公司推出基于RISC-V商用IP核的SOC芯片。

5.主要问题

RISC-V芯片开源、免费、简单的结果就是过度分散，难以协同，这在一定程度上拖慢了RISC-V生态的完善，导致在软件、工具链、人才和知识产权上还与主流架构存在差距。
先进制程受限肯定是会影响高性能芯片设计。过去，台积电、ARM给国内很多芯片公司准备好了“快餐”，大家直接“吃快餐”就可以快速把芯片设计出来，而不再花心思真正做研发。如今先进工艺受限下，把架构和工艺更好地结合起来更为重要；同时，利用Chiplet等先进技术把14nm/28nm芯片混合封装也可解决先进制程难题。参考：RISC-V：等风来，借风势，乘风起-36氪 (36kr.com)。

二、2023年进展

1.国内进展

RISC-V国际基金会22位高级会员对RISC-V国际标准建设有话语权。其中就有12名来自中国，阿里巴巴平头哥推动了29个技术方向的标准制定，还拿到了全球首张架构兼容性测试证书。截止22年底，玄铁系列处理器出货超25亿颗，拥有150余家客户、超500个授权数，已成为国内应用规模最大的国产CPU。

国内企业包括华为海思、全志科技、兆易创新、乐鑫科技、北京君正、中微半导体、华米科技、沁恒微电子、晶视智能、中科蓝汛、航顺芯片、飞思灵微电子、博流智能以及中科院计算所等在内的芯片厂商和科研机构都相继推出了基于RISC-V架构的SoC、MCU、DSP芯片等产品。此外，阿里平头哥、芯来科技、赛昉科技、睿思芯科等可以提供基于RISC-V架构的处理器IP、编译器、工具链等产品。参考：2023年国内14家最有价值RISC-V芯片企业。
中科院计算所牵头发起“香山”高性能开源RISC-V处理器项目，第二版“南湖架构”的“香山”开源高性能RISC-V处理器核已实现流片，第三版“昆明湖架构”也正在推进中；第二代“香山”经典核基于2022 年 6 月启动工程优化，计划 2023 年 6 月流片，性能超过 2018 年ARM发布的Cortex-A76，主频 2GHz@14nm，SPEC 2006 得分为 20 分。为工业控制、汽车、通信等泛工业领域提供 CPU IP 核；高性能核则基于第三代“香山”（昆明湖）性能提升，对标 ARM N2，为数据中心和算力设施等领域提供高性能 CPU IP 核。参考：“香山”RISC-V处理器进展。

2.国外进展

高通、英飞凌、恩智浦、博世、Nordic等行业巨头新建RISC-V芯片合资公司应对中国可能的弯道超车。参考：美国多家半导体联手加速RISC-V商业化。
苹果积极转向RISC-V阵营，Intel业务也延伸至此，包括Jim Keller坐镇的Tenstorrent、Microchip、瑞萨电子、Nordic、ST等国际厂商都在积极布局，开发基于RISC-V指令集的处理器。同时，还有一众包括SiFive、Codasip、imagination、MIPS等在内的RISC-V IP公司，以及IAR、verify、Imperas、Embecosm等软件工具链企业深耕于此，加速RISC-V架构的发展和成熟。

3.生态建设

平头哥已基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配，包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、openKylin、创维酷开系统、RTT等操作系统。这意味着RISC-V完全有能力通过云、桌面、终端等不同操作系统承接软件应用，上层应用开发者0代码即可顺滑实现架构兼容。参考：阿里巴巴平头哥玄铁生态大会。

在软件工具及应用层面，平头哥首次完整推出基础软件三件套——编译器TAC、编译环境CDK、部署工具集HHB，大大提升RISC-V开发环境及工具栈效率。阿里平头哥披露RISC-V商业生态全景。
为降低开源处理器缺点和风险，提高行业协同优势，RISC-V生态呼唤指令集标准的统一，中国企业在推动RISC-V国际标准建设中发挥了关键作用。平头哥拿到了全球首张架构兼容性测试证书。
面向芯片开放社区的15万开发者，平头哥首度推出在线学习平台“RISC-V学院计划” ，鼓励参与全球RVFA认证。针对行业伙伴，平头哥推出 “玄铁优选芯片”计划，推动生态芯片落地；同时设置 “玄铁优选伙伴” ，首批授予给全志科技、爱普特、算能、博流智能、清微智能、云知声、匠芯创、AFP物联等8家公司，肯定他们对RISC-V生态作出的突出贡献。

三、MT应用

MT SaaS硬件产品LP2标签打印机，采用了乐鑫RISC-V的WiFi模组SOC+打印控制MCU的组合方案，模组提供蓝牙和WiFi无线连接能力。理论上可以将打印控制MCU内的程序完全移植到SOC内，省掉一颗MCU。

访谈其他团队，充电宝，两轮车团队尚未采用RISC-V产品，无人机和到家履约团队在评估和benchmark RISC-V的行列中。

四、认知

半导体及其相关产业是国家层面科技战略的核心是不争的事实，能否拥有自主可控的处理器架构及其生态系统又是重中之重，需要时刻关注政策与产业链变化，顺势而为。

回顾指令集的发展历程不难发现，无论是Wintel（Windows+Intel），还是AA联盟（Android +ARM），以及那些早已凋零的MIPS、PowerPC等芯片架构，决定竞争终局的或许从来不是技术本身，而是丰富的上层应用、高效的软硬协同以及爆发的市场需求。

RISC-V与ARM和X86将会在竞争过程中逐渐找到适合自己的定位，不断融合、互相借鉴、长期共存，形成 “三分天下” 的局面，在各自擅长的领域发挥优势。

RISC-V处理器进展-2023

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