RISC-V基金会董事谭章熹：RISC-V，从边缘逐渐向中央扩展

 在过去，由于技术闭环，导致处理器发展遇到了一些瓶颈。2010年，UC Berkeley开发了开源的RISC-V，从此，集自由、简单、高效于一体的RISC-V得到了广泛应用。

2022年7月21日，由中国开源软件推进联盟主办，赛迪传媒、《软件和集成电路》杂志社联合承办，CSDN独家直播的“第十七届开源中国开源世界高峰论坛”上，RISC-V基金会董事、清华-伯克利RISC国际开源实验室联合主任谭章熹，带来了《RISC-V与开源时代》的主题演讲。

以下为谭章熹演讲实录：

大家好，我是RIOS实验室的谭章熹，今天的演讲主题是《RISC-V与开源时代》。

如下图所示，是过去40年里微处理器产业的发展状况。

X轴是年份坐标，Y轴是年份对应的数字，从Transistors（半导体晶体管）、Single-Thread Performance（单线程性能）、Frequency（主频）、Typical Power（功耗）、Number of Logical Cores（处理器核数）几个指标来看，随着半导体技术的发展，半导体晶体管密度呈指数增长，但单线程性能并没有呈指数增长，而是逐渐放缓，包括主频在2000年以后就很难有明显的增长。在整个功耗上，高端处理器在100瓦左右，处理器核数也随着半导体的增长，目前在几十个到几百个核的状态。可以说，过去40年，处理器的发展也遇到了一些瓶颈。

如上图右侧，展示的是Intel处理器的迭代与发展。从20世纪90年代末到现在，尤其是2014年以后，在14纳米工艺上连续很多年没有明显变化，都是因为技术的限制遇到了瓶颈的发展，真正的处理器技术成为一个闭环。于是，2010年，UC Berkeley开发了开源的RISC-V。

RISC-V的特点

 RISC-V有以下几个特点：

• 标准开放且自由的；
• 简单且更高效的；
• 可以自由选择的；
• 模块化的治理架构；
• 容易被增强的；
• 由社区来维护；
• 非常安全、可信。

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RISC-V的广泛应用

在RISC-V发明的十年内，它得到了广泛的应用。

从RISC-V基金会统计看来，每年差不多超过60%的增长速度，涵盖了芯片设计、系统、IO，应用于不同的行业、研究机构、大学、研究实验室等机构。虽然RISC-V是一个硬件，却仍有很多软件参与者。

目前，有超过750个RISC-V的会员，也有50多个国家和地区在RISC-V生态里面，RISC-V真正受到各行各业的拥抱。

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RISC-V的发展阶段

  回顾过去十年内RISC-V的发展历程，大概可以分为四个阶段。

• 第一阶段：2010-2016年，最开始的RISC-V只是简单的ISA定义，包括早期的一些Test Chips，软件也比较单一。
• 第二阶段：2017-2018年，一些主流的美国厂商，将32位的RISC-V作为微控器的方式，在大的主处理器和真正实际产品里面应用。这个时候，RISC-V的软件复杂度也有所提高，早期的测试程序已经升级为Bare Metal（裸金属）的固件，包括一些控制程序。
• 第三阶段：2019-2020年，RISC-V硬件和软件的复杂度得到了进一步提升，应用的领域也得到了发展。除了32位Bare Metal（裸金属）处理器之外，还有所谓的特权模式，跑稍微复杂一些的操作系统。常见的是大量在loT里面用到的SoC，芯片会使用RISC-V智能机。这个时代的RISC-V软件更加复杂，有实时操作系统和专业Firmware。
• 第四个阶段：2021年以后，RISC-V市场上的硬件有了更进一步的发展，包括大量的64位RISC-V芯片使用、多核CPU，以及向量处理器、Hypervisor等复杂的数据中心处理器的向量扩展，处理器的Hypervisor是管理模式的扩展。同时，大量的AI处理器、Application Processors都使用RISC-V做主控。这个时代软件越来越复杂，包括完整的Linux，甚至出现了AI的Compilers，都是基于RISC-V智能机的处理器。

     RISC-V从诞生到过去十年得到了飞速的发展，它的应用领域从简单的硬件拓展到主流且复杂的硬件上，还有一些复杂的软件。RISC-V从边缘逐渐向中央扩展。 

RISC-V带来更多的可能性 

 如上图，是RISC-V的增长。据Semico Research市场调研报告预测，到2025年，将达到624亿的RISC-V处理器核，CAGR（复合年增长率）是146.2%。

而RISC-V的市场增长，主要是因为RISC-V通过扩展指令，实现扩展的加速和定制化，做到了Arm和Intel都做不到的事情。

例如有家叫睿思芯科的公司，最近发布了一些产品，通过用RISC-V增加了一些向量扩展指令，做到了超越传统性能的提升，在一些实际应用的领域，比如低功耗的音频、高保障的音频处理中，可以通过扩展指令比Arm、其他传统方案成倍提升。

RISC-V在未来发展的趋势 

RISC-V也带来了另外一些产业链上的发展。最近，Goolge推出了GoogleOpen Silicon，使用开源的EDA、开源的IP提供开源芯片设计的全流程方式。

预测到2025年，大量处理器都会使用RISC-V，而且有许多新的生产芯片会使用开源的EDA来做。以RISC-V为引领，整个产业链都是开源的趋势，这将是未来几年内所面临的非常值得关注的一点。

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