迎接开源芯片新潮流

CPU芯片和操作系统是网信领域最基础的核心技术，但我国在这方面还面临不少的挑战，CPU芯片技术仍受制于人。当今世界，两款主流的CPU分别是英特尔公司的X86指令集架构CPU和AMD公司的ARM指令集架构CPU，包括中国公司在内的全世界很多公司，需要通过购买授权许可才能使用。

虽然这两种芯片在世界上特别流行，但是很多人还是觉得有问题。芯片设计的门槛极高，以14nm工艺为例，需要上亿元的研发经费、上百人年的时间投入。只有少数企业能承受中高端芯片的研发成本，这一现实情况制约了芯片领域的创新。

鉴于开源软件快速发展的经验，我们希望把这种经验推广到芯片领域，推动芯片的创新与产业发展，但开源芯片的开发投入太大，难以形成良性循环，这一点我们要明确。

下面，我们谈谈RISC-V指令集架构CPU。RISC-V指令集架构CPU是一种可以降低处理器芯片IP成本的新模式，由美国加州大学伯克利分校计算机科学部门于2010年发明，基于广泛使用且标准十分宽松的BSD许可证（Berkeley Software Distribution license)，用户可自由免费地使用RISC-V进行CPU设计、开发并添加自有指令集进行拓展，自主选择是否公开发行、商业销售、更换其他许可协议或完全闭源使用。

个人认为，大家对RISC-V感兴趣的原因，主要有以下四点。

第一，设计优势。免除授权费用和知识产权风险的完全开源免费，这是RISC-V存在的主要意义。传统的芯片设计有时需要上亿元研发费用、投入上百人的团队并花费大量时间，这使得中小型科技企业不可能承担芯片研发，被迫只能使用市场上的已有产品。这种市场态势，既造成了芯片市场的垄断，又丧失了发展的主动权。而开源芯片设计可以将芯片设计门槛大大降低，甚至仅3～5人的小团队在3～4个月内，只需几万元便能研制出一款有市场竞争力的芯片，十分适合中小企业创业，并且市场前景广阔，这能够有效促进芯片产业的繁荣。

第二，技术优势。RISC-V指令集在最初设计时其研发团队就明确表示要追求简约，丢弃历史包袱。目前成型的技术代码集小，支持模块化，性能十分优越，能够满足从微控制器到超级计算机等各种复杂程度的处理器需求，支持从FPGA、ASIC到未来器件等多种实现方式。同时，能够高效地实现各种微结构，支持大量定制与加速功能，并与现有软件及编程语言良好适配。

第三，市场优势。随着人工智能和物联网等新一代信息技术的发展，各种场景下对于CPU的需求日益碎片化，嵌入式应用前景广阔，低功耗、低成本和订制化需求越来越大，这使得RISC-V的精简、低功耗、模块化和可扩展的优势与数字经济未来发展方向十分契合。

第四，管理优势。最初的RISC-V指令集发起于20世纪50年代，因而大多数专利早已过期，在商业化和开源使用方面不会存在明显的专利壁垒和成本问题；另外，RISC-V由2005年成立的基金会管理，这是一个非盈利的中立机构和开放社区，主要负责日常维护RSIC-V指令集标准手册与架构文档，参与RISC-V相关规范的制定和软硬件生态系统的发展。基金会采取会员制管理，目前共有上百家会员单位，其中，中科院计算所是发起和审计会员，阿里巴巴、华为是白金会员，这种开放式的管理模式能够有效地促进RISC-V社区的交流和创新，形成生态系统，从而降低研发成本，打破芯片市场的垄断。

RISC-V的技术优势是追求简约、无历史包袱。X86指令集架构CPU，自1978年诞生时有80条指令，到2015年增长了16倍，达1338条指令，且目前仍在增长，历史包袱沉重。RISC-V是新一代信息技术领域的潜在市场，是全球应用于IoT终端的嵌入式CPU市场。并且，RISC-V的性能、辐射性、可扩展性都不错，其主要的风险是碎片化和专利问题。

RISC-V由RISC-V国际基金会管理。RISC-V国际基金会成立于2015年，其成员包括中科院计算所、清华大学、华为、阿里巴巴等，共235家会员单位，其中白金会员19家、普通会员216家。目前，RISC-V国际基金会的规模在迅速壮大，进入了加速发展期。

关于RISC-V的生态现状：在国际上，已经有很多公司在做RISC-V的生态，比如谷歌、三星、IBM等；在国内，也有很多公司在做RISC-V的生态，比如华为、阿里巴巴等公司，还有中科院计算所等科研机构。

截至2018年年底，与RISC-V芯片、硬件、软件、投资、知识产权及生态相关的中国公司数量已接近100家。我们希望RISC-V指令集架构CPU对国产CPU的发展能够起到很好的支撑作用。ARM架构能够满足国产CPU的基本要求，比如华为的CPU，就是基于ARM架构。这类国产CPU的授权费用投入大，总体而言可以自主发展。

未来，RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成Intel、ARM、RISC-V三分天下的格局。