白话RISC-V，带你深入集成电路新世界

各位老铁，大家好，上次写完白话FPGA之后，本来以为我该洗洗睡了，没想到自己掉到坑里了！我那位才华横溢无边无际的领导竟然变本加厉的要求我写RISC-V的白话版，这难度可就大了去了，要知道这可是CPU啊，不仅是历史演变很迷离，而且各种集团关系更难梳理，不信你去全网搜索RISC-V的介绍，看看有没有能让小白无障碍看懂的文章，真是要了命了！算了，我拼了，写写试试呗，没准能成呢？

一、名词解释

先来几个名词解释，否则白话是不可能的，这辈子都不可能的！

1、指令集（ISA）

如果把软件和硬件的关系比作插头和插座，那么指令集（ISA）就是插头和插座之间对接的尺寸规范。插头和插座都按照相同的尺寸（也就是同一个规范)去设计，即使是由不同的厂商来生产，也可以保证最终所有的插头都能插在插座上。插头插座还可以用USB、HDMI、灯泡灯头等接口理解。

指令集和软硬件之间的关系示意

2、X86指令集

X86指令集是Intel为其第一块16位CPU(i8086)专门开发的，现在英特尔和AMD的处理器都是X86结构，广泛应用到个人电脑和服务器上。

说看不懂CPU是啥意思的纯属抬杠，你的良心不会痛么？

3、复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)

指令的强弱是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为CISC和RISC，CISC是一种为了便于编程的设计体系，通常所说的X86架构就是属于CISC体系的。 RISC是为了提高处理器运行的速度而设计的晶片体系，它的关键技术在于在一个时间周期里完成多条指令。

前面的看不懂就记住这个，一个是复杂的，在电脑上用，一个是简单的，在手机上用。

4、ARM指令集

ARM全称为Advanced RISC Machine，也就是高阶精简指令集，是移动通讯领域的霸主，手机和平板实战占有率高达95%。

ARM有多厉害，给你说说他的客户你体验下：苹果手机芯片，高通骁龙芯片，华为海思芯片，三星猎户座芯片都用ARM的指令集，你可知道成为ARM的客户要多少钱么，华为给ARM的费用是千万美金级别的，ARM是不是很豪横?

然后我开始讲RISC-V啦，铺垫了这么久，今天的主角才出场，看看气场大不大！

二、历史由来

2010年，加州大学伯克利分校的一个研究团队正在准备启动一个新项目，需要选择一种处理器指令集。他们分析了ARM、MIPS、SPARC、X86等多个指令集，发现它们不仅设计越来越复杂，而且还存在知识产权问题。

其实主要是其他的指令集要么太旧要么太贵，真是用不起，这么穷老师带着穷学生要闹革命，王侯将相宁有种乎，自己揭竿而起，弄出一个新的体系来。

2011年5月，第一版指令集正式发布。该指令集设计非常简单，基础指令集只包含了不到50条指令，但已经可以用于实现不错的功能。这个团队本着闹革命就要彻底让本星球无产者翻身的目的，确立了指令集（ISA）作为软硬件接口的一种说明和描述规范，不应该像ARM、X86等指令集那样需要付费授权才能使用，而应该开放和免费。

于是一套全新的开放指令集RISC-V诞生了——全世界任何公司、大学、研究机构与个人都可以开发兼容RISC-V指令集的处理器，都可以融入到基于RISC-V构建的软硬件生态系统，而不需要为指令集付一分钱。

全世界无产者终于联合起来建立了统一战线，再现毛泽东思想精髓，打土豪，分田地，让收费的人无路可走。

2015年成立非盈利组织RISC-V基金会（RISC-V Foundation），旨在凝聚全世界的力量一起共同构建开放、合作的软硬件社区，打造RISC-V生态系统。两年内，有100多个单位加入了RISC-V基金会（如上图），包括谷歌、华为、IBM、镁光、英伟达、高通、三星、西部数据等国际领军企业以及加州大学伯克利分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、ETH Zurich、印度理工学院、洛伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学以及中科院计算所等学术机构。

这些企业与研究机构可通过RISC-V基金会这个平台参与指令集规范的演进以及软硬件生态系统的发展。

看到这里不知你啥感觉，如果你会说，哇！太厉害了，我只能说你还是太单纯了，你想想人家基金会成立，会员发展了这么多，当年的穷老师和穷学生终于变土豪啦，指令集虽然免费，可是每年会员费都是大手笔啊！

2020年3月17号RISC-V基金会，确定将总部迁往瑞士，这样就不再受美国政府的禁止技术输出的限制，其实主要是为了更好地服务中国方便。

三、中国队长

1、中国RISC-V产业联盟

2018年9月20日上午，中国RISC-V产业联盟（China RISC-V Industry Consortium（CRVIC））成立大会在张江的上海集成电路行业协会会议室成功召开。由芯原控股、芯来科技、上海赛昉科技（SiFive China）、杭州中天微、北京君正、兆易创新、致象尔微电子、乐鑫科技、时芯电子、紫光展锐、地平线、晶晨半导体、华大半导体、格易电子、上海高性能集成电路设计中心、上海集成电路行业协会、上海物联网行业协会等单位共同发起的中国RISC-V产业联盟在会上宣布正式成立，芯原控股有限公司担任联盟首任理事长单位。

2、中国开放指令生态（RISC-V）

联盟2018年11月，中国开放指令生态（RISC-V）联盟（下简称“RISC-V中国联盟”）于8日在浙江乌镇召开的世界互联网大会上宣布成立。联盟理事长由中国工程院院士、中科院计算所研究员倪光南担任。图灵奖得主、美国加州大学伯克利分校教授David Patterson在成立仪式上发布了由中科院计算所翻译的中文版《RISC-V手册》。

排序以成立时间先后确定，两个队长都很有来头，一言九鼎。

著名企业产品

1、玄铁910 算力全球第一

阿里巴巴创建的平头哥半导体公司是2018年9月由阿里巴巴全资收购的杭州中天微和阿里达摩院合并而成，2019年7月25日，阿里发布了最新的平头哥芯片——高性能RISC-V架构处理器玄铁910，玄铁910支持16核，主频达到2.5GHz，比目前业界主流的RISC-V处理器性能高40%以上。玄铁910芯片适用于用在 5G、网络通讯、人工智能、自动驾驶领域。

2、兆易创新（人均年限43万的公司）

2019年8月22日，兆易创新正式发布了全球首个基于RISC-V开源架构内核的32位通用MCU产品。 兆易创新是首次将RISC-V引入通用微控制器领域，并提供了从芯片到程序代码库、开发套件、设计方案等完整工具链支 持并持续打造RISC-V开发生态。

3、三星宣布其5G芯片将采用RISC-V架构

2019年12月13日，三星公开表示，其5G芯片将采用RISC-V架构而不再采用ARM架构，且首先采用RISC-V架构的将是5G毫米波射频芯片，计划2020年在旗舰5G手机上商用。

五、最关键的

1、RISC-V这么好，和中国关系大么？

国内RISC-V指令集更是受到关注，特别是去年的中兴事件引发了全民对中国芯的关注。上海市经济信息委发布的《上海市经济信息化委关于开展2018年度第二批上海市软件和集成电路产业发展专项资金（集成电路和电子信息制造领域）项目申报工作的通知》中包含了基于RISC-V指令集架构的处理器芯片方向，可以被视为国内首个支持RISC-V的相关政策。

“开源”芯片模式对于我国打破芯片市场垄断、实现芯片自主可控和增强芯片业创新能力具有重要意义。是中国实现芯片领域弯道超车，实现“进口”替代的绝佳机会！

2、RISC-V这么好，和你关系大么？

老铁，这里已经是文章的末尾，如果你看到了这里，那说明你确实想了解RISC-V，这里抖点干货给你。RISC-V对个人的意义是什么？

在PC时代，x86架构催生Intel等企业；在移动互联网时代，Arm架构催生高通、联发科、Arm等企业；而如今步入 IoT 时代，普遍认为物联网领域可能是RISC-V发展最大的机遇。

你知道这三句话意味着啥么，我给你翻译一遍，房地产时代，让盖楼的和买楼的发了财；电商时代，淘宝上开店的发了财；现在的时代，你能靠什么发财，你的机遇在哪里？在上升的行业，你的摸爬滚打都是在电梯里做俯卧撑，那什么是上升行业？答案在下面。

物联网 （IoT）机遇

名词解释： IoT，就是物联网，你就理解成万物互联即可，你家的冰箱，彩电，空调，洗衣机，窗帘，茶几……

5G时代，万物互联将会成为现实（为啥5G时代成为现实这里来不及说了，领导催我交稿，有缘下次再说，反正我没忽悠你），这是一个万亿的机会，因为需要大量的芯片。你要是用过天猫精灵你就知道如何通过语音命令去开关你家的所有家电，机遇物联网的特性，RISC-V芯片完美契合IoT所有的诉求。

RISC-V创始团队关键学生之一、RIOS 图灵奖实验室副主任——谭章熹，谈及RISC-V在物联网时代的机遇，他的观点：“在新兴市场里，大家也在做全新的选择，RISC-V拥有灵活性、模块化、开放、安全的优点，会成为很多人的首选。”

比如在物联网领域中，由于物联网设备碎片化，需求非常多样，需要非常灵活的架构去适应它，RISC-V可以根据用户不同的需求，还可增加自己的扩展指令集，来增加扩展模块。”

如果你期待在物联网这个浪潮中崛起，你可以来体会下智芯融的RSIC-V课程，万一你学了成为下一个深圳腾，西湖马，京东强，字节鸣，那岂不是赚大了！