RISC-V面臨的挑戰 - asiasworldcity.hk

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公衆號記得加星標??，第一時間看推送不會錯過。來源：內容編譯自xda-developers。在過去的20年裏，只有兩家巨頭在爭奪筆記本電腦和臺式機市場主導地位。通常情況下，筆記本電腦和臺式機自誕生以來就基於 x86 架構，而全球幾乎所有的智能手機都基於 ARM 架構。儘管高通和微軟進軍專爲 ARM 架構設計的 Windows on ARM 操作系統，最近在筆記本電腦領域獲得了更多關注，但新興的RISC-V也正在蓬勃發展。RISC-V 本身是一箇開源指令集架構，被譽爲潛在的市場變革者。在谷歌、高通和英特爾等巨頭的支持下，RISC-V 無疑並非爲了短期的宣傳噱頭。問題是：它會對智能手機領域的 ARM 和個人電腦領域的 x86 構成真正的威脅嗎？還是說，它只是另一箇被過度炒作的替代方案？RISC-V 與競爭對手有何不同？RISC-V 在衆多 CPU 架構設計中脫穎而出的一箇因素是，沒有任何一家公司能夠完全擁有 RISC-V 架構或其相關設計。與 ARM 和x86 架構不同，ARM 通常將設計授權給製造商，以便製造商將其設計應用到產品中，例如智能手機。RISC-V ISA 是一種開源架構，這意味着製造商可以使用、修改和擴展它，而無需支付額外的許可費用。因此，一些公司對它產生了興趣，而 NVIDIA 收購 RISC-V 的失敗顯然引發了人們對 ARM 在該生態系統中中立性的質疑。定製化是 RISC-V 的另一箇主要優勢。ARM 的策略是讓芯片製造商使用預先設計的內核（Cortex 系列）或額外付費購買架構許可證（就像高通和蘋果的做法一樣），而 RISC-V 則沒有這種策略，從而消除了額外的許可或 ISA 採用成本。採用 RISC-V 允許用戶不受限制地設計特定內核的實例，使其適用於 AI 加速器、物聯網設備和邊緣計算。然而，定製化雖然優勢，但也存在碎片化的風險。ARM 的許可模式提供了一定的標準化，即爲一箇基於 ARM 的 SoC 編譯的軟件通常可以在另一箇 SoC 上運行。然而，RISC-V 允許公司定製 ISA，如果生產商不遵守通用標準，可能會導致不兼容。如何管理 RISC-V 生態系統，將決定這種靈活性從長遠來看是優勢還是劣勢。RISC-V 在哪些方面勝過競爭對手？在某些用例中，它有一些關鍵領域可以與 x86 和 ARM 競爭。RISC-V 已經在微控制器、AI 加速器和嵌入式系統等領域和設備中蓬勃發展。SiFive、阿里巴巴的達摩院等公司已經將 RISC-V 處理器集成到從存儲控制器到智能家居設備等各種產品中。谷歌最近在 Android 上啓用 RISC-V 支持的活動表明基於 RISC-V 的智能手機是可能的，但這並不是我們能很快看到的東西，因爲他們在 RISC-V 上的Android將在哪裏以及如何使用上猶豫不決；他們過去曾宣佈過這一點，但後來又改變了主意，所以這並沒有像 RISC-V 希望的那樣激發人們的信心。除了物聯網和人工智能之外，筆記本電腦和服務器也是下一個發展方向。高通作爲主要青睞 ARM ISA 設計的巨頭，一直在低功耗計算用例中嘗試 RISC-V。Ventana Micro Systems 和 Tenstorrent 也在研發性能級 RISC-V 處理器。長期以來，英特爾一直是 x86 平臺的忠實擁護者，也投資了 RISC-V 平臺，儘管其可能是爲了在更小衆的市場部署，而非作爲其核心設計的一部分。這包括英特爾和 AMD 去年共同成立的 x86 生態系統諮詢小組，以確保尖端的硬件、軟件和整體解決方案。進軍雲和服務器工作負載領域纔是真正有趣的地方。谷歌、亞馬遜和 Meta 等超大規模企業都對 RISC-V 表現出濃厚興趣，其目的並非直接取代 x86 或 ARM，而是爲特定工作負載打造定製芯片。無需支付許可費用即可爲內部用例設計內核，這正契合了垂直整合的趨勢。如果像 AWS 這樣已經擁有基於 ARM 的 Graviton 處理器的行業巨頭能夠看到採用 RISC-V 處理特定工作負載的價值，那麼 ARM 在數據中心市場的主導地位可能會逐漸被削弱。RISC-V面臨的挑戰儘管前景光明，RISC-V 也無法在一夜之間取代 ARM 或 x86。最大的障礙在於性能對等和軟件支持。以下列舉了 RISC-V 架構與 ARM 和 x86 相比面臨的主要挑戰。軟件生態系統：數十年來優化的軟件開發一直青睞 ARM 和 x86。Linux 對 RISC-V ISA 的支持正在不斷改進，但 Windows 尚未提供此類支持，而 Android 也纔剛剛開始開發。缺乏成熟的軟件支持一直是許多前景光明的架構的致命弱點，RISC-V 也不例外。開發人員需要時間來優化 ISA 的操作系統、庫和編譯器，而且在主要軟件供應商完全支持它之前，除了利基市場之外，它的採用將受到限制。性能路徑：ARM 和 x86 數十年來一直在不斷優化其架構，以實現最高的效率和性能。如今的 RISC-V 芯片普遍落後於 ARM 提供的最佳性能，尤其是在高性能應用方面。與 ARM 和 x86 不同，RISC-V 憑藉數十年的架構優化和節能技術，正在迎頭趕上。雖然它在嵌入式應用的效率方面領先，但在高性能計算方面卻是一箇弱點。亂序執行、推測執行和分支預測等架構創新在 RISC-V 設計中尚處於起步階段。碎片化風險：定製化是一把雙刃劍。RISC-V 的實現方式過於多樣化可能會導致不兼容問題，就像 Android 早期谷歌尚未實施更嚴格指導方針時的情況一樣。如果每家公司都開發略有不同的 RISC-V 版本，生態系統可能會變得碎片化，開發人員不得不根據多種實現方式定製軟件，而不是一次編寫即可部署到所有地方。RISC-V 國際基金會正在嘗試標準化擴展；然而，隨着採用率的不斷增長，這些標準的執行將面臨挑戰。RISC-V 真的能與移動設備上的 ARM 和 PC 上的 x86 相媲美嗎？許多人都清楚，RISC-V 在某些領域與 x86 和 ARM 架構的競爭中勢頭強勁，但它尚未準備好在主流市場取代 ARM 或 x86。在移動領域，谷歌的支持展現了良好的前景，但 RISC-V 手機的到來仍需數年時間。在 PC 領域，x86 仍然佔據主導地位，而 ARM 在 Windows 兼容性方面的困境凸顯了其想要撼動現有平臺的難度。RISC-V 筆記本電腦或許會在開發者圈子裏出現，但目前而言，大衆市場採用它仍遙遙無期。RISC-V 的真正潛力在於嵌入式系統、低功耗設計和 AI 加速器，這些領域比傳統軟件更看重成本、效率和靈活性。它面臨的最大挑戰是缺乏軟件支持，除非更多製造商和供應商開始投入，否則這種情況不會得到改善。目前，ARM 和 x86 仍然穩固，但如果以史爲鑑，今天的利基架構可能會成爲未來的標準，尤其是在合適的參與者加入的情況下。https://www.xda-developers.com/rise-risc-v-real-threat-arm-x86/*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅爲了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。今天是《半導體行業觀察》爲您分享的第4073期內容，歡迎關注。加星標??第一時間看推送，小號防走丟求推薦

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