RISC-V发展迅猛 ARM有点坐不住了

这两天可能很多人都被兆易创新基于RISC-V架构的GD32V刷屏了，可见RISC-V的发展之迅猛。

一、了解GD32V处理器

兆易创新在国内32位MCU中算是一家做的比较好的公司。在前天（2019年8月22日），兆易创新发布了基于RISC-V架构的GD32V系列MCU，算是在业界引起了不小轰动。

GD32V系列MCU采用了全新的基于开源指令集架构RISC-V的Bumblebee处理器内核，是兆易创新携手中国领先的RISC-V处理器内核IP和解决方案厂商芯来科技，面向物联网及其它超低功耗场景应用自主联合开发的一款商用RISC-V处理器内核。

发布的新品GD32VF103，首批提供了14个型号，包括QFN36、LQFP48、LQFP64和LQFP100等4种封装。供了108MHz的运算主频，以及16KB到128KB的片上闪存和6KB到32KB的SRAM缓存。

二、RISC-V发展历程

RISC：Reduced Instruction Set Computer，即精简指令集计算机。

RISC-V是基于RISC原理建立的免费开放指令集架构(ISA)，V是罗马字母，代表第五代RISC(精简指令集计算机)，可读作RISC-FIVE。

RISC的历史可追溯到1980年左右，在此之前，人们觉得简单的计算机可能会有用，但是没有很多人去阐述其设计原则，这种简单而有效的计算机一直都是学术界的兴趣。

1981年，在David Patterson的带领下，加州大学伯克利分校的一个研究团队起草了RISC-1，这就是今天RISC架构的基础。RISC-1原型芯片有44500个晶体管，拥有31条指令。包含78个32位寄存器，分为6个窗口，每个窗口包含14个寄存器，另外还有18个全局变量，寄存器占用大部分面积，控制和指令只占用芯片面积的6%，而同时代的芯片设计里要占用约50%的面积。

随后在1983年发布了RISC-II原型芯片,包含138个寄存器，分为8个窗口，每个窗口有16个寄存器，另外还有10个全局变量，但是只有39000个晶体管。接着在1984年和1988年发布了RISC-III和RISC-IV。

而RISC的设计理念也催生了一系列新架构，包含了许多我们耳熟能详的名字，如学术上认为比较成功的DEC Alpha、被写入经典教科书的MIPS、绕过指令级并行度障碍，追求线程级并行的SUN SPARC、服务器的王者IBM Power、以及现在统治嵌入式市场的arm。

2010年，Patterson教授的研究团队准备启动一个新项目，需要设计CPU，因而要选择一种指令集。他们调研了包括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。

RISC-V（第五代精简指令集）是David Patterson教授基于其30多年在精简指令集RISC领域的深入积累，在2010年到2014年期间带领团队研发出的最新一代CPU芯片设计指令集。RISC-V是基于精简指令集计算(RISC)原理建立的开放指令集架构(ISA)，RISC-V是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISC-V指令集完全开源、设计简单、易于移植Linix系统，采用模块化设计，拥有完整工具链。

我在之前写过一篇文章：第五代精简指令集计算机RISC-V你了解多少？

三、X86和ARM的厮杀

X86 架构和 Arm 架构厮杀多年，x86 没能移动处理器市场，Arm 也没能在服务器市场分到多少羹，两者各自安好，x86 依然在 PC 处理器市场独领风骚，Arm 依然在移动处理器市场稳坐老大。就在大家都认为主流架构市场会以当前格的局长治久安时，发生了中兴事件，打疼了中兴，打来了 RISC-V 崛起的机会。

上面说的兆易创新基于开源指令集架构RISC-V的GD32V系列MCU就是一个例子，其实，在GD32V之前还有很多基于RISC-V架构的处理器已经问世。

四、Arm 的随变而变

面对 RISC-V 的猛烈攻势，Arm 看“在眼里急在心里”，不想被人碾压只能迅速应变。熟悉 Arm 授权的用户应该清楚，以前客户如果想基于 Arm 架构设计产品，必须先选择处理器IP授权方案，向 Arm 支付一笔预付款才能取得 Arm 的 IP设计资料，当客户完成研发、制造、出货后，还需要根据产品出货量向 Arm 支付权利金。显然，对于那些中小企业来说，RISC-V 的开源免费策略更受欢迎，虽然市面上基于 RISC-V 的产品为数不多，但是已经有很多 Arm 阵营的芯片公司在做双重准备，以满足用户可能出现的转移阵地的需求。

面对 RISC-V 咄咄逼人的发展态势，今年 7 月，Arm 推出新的授权模式“FlexibleAccess”：对于中低阶芯片的授权，未来客户不再需要缴纳“预付款”才能看到设计细节，而是能直接免费取得相关设计档案，并从中评估并选择最适合自己的产品，等到芯片正式生产后再按照制造的数量收费。

其实早在 2010 年 Arm 就发布了 DesignStart 计划，2015 年开放了 Cortex-M0 系统，取消预付授权或者评估费用，2017 年又将用户范围最广的 Cortex-M3 放入了 DesignStart 计划，如今推出“Flexible Access”授权模式无疑对准的是中小企业，这也是“不得已”的选择，在手机和平板市场增量停滞的大环境下，Arm 要想拿到新增用户只能对准初创企业，而这些企业资金有限，在 RISC-V 免费的吸引下及容易抛弃Arm拥抱 RISC-V，为了拿到更多增量市场，Arm 不得不放下“身段”召唤更多的新用户采用 Arm 架构设计产品。