经过短短几年时间，RISC-V不仅有政策的支持，企业和学术圈对这个开源指令集的关注度不断提高，甚至让Arm也感受到了压力。因为自RlSC-V 2010年在伯克利大学诞生以来，业界出现最多的一个声音就是，RISC-V可能改变现有的由Arm和Intel X86主导的处理器架构竞争格局，尤其将会对Arm在消费类、IOT等嵌入式市场造成冲击。
ARM与RISC-V的区别
ARM架构和RISC-V架构都源自1980年代的精简指令计算机RISC。两者最大的不同就在于其推崇的大道至简的技术风格和彻底开放的模式。ARM是一种封闭的指令集架构，众多只用ARM架构的厂商，只能根据自身需求，调整产品频率和功耗，不得改变原有设计，经过几十年的发展演变，CPU架构变得极为复杂和冗繁，ARM架构文档长达数千页，指令数目复杂，版本众多，彼此之间既不兼容，也不支持模块化，并且存在着高昂的专利和架构授权问题。反观RISC-V，在设计之初，就定位为是一种完全开源的架构，规避了计算机体系几十年发展的弯路，架构文档只有二百多页，基本指令数目仅40多条，同时一套指令集支持所有架构，模块化使得用户可根据需求自由定制，配置不同的指令子集。
未来ARM和RISC-V的竞争将会何去何从？
目前ARM占据了以移动设备为代表的处理器IP的绝大部分市场，而RISC-V则是后起之秀。那么，未来会何去何从呢？
ARM与RISC-V的竞争有点像上世纪末的Windows和Linux之争，ARM和RISC-V的未来竞争格局也可能类似。首先几乎可以肯定的是，在ARM的传统优势领域，即手机领域，RISC-V基本没有机会，因为手机经过十年迭代后不太会彻底改变处理器内核了，这也和目前Windows经过二十多年风雨仍然是PC市场 *** 作系统龙头老大一样。但是，在新兴的领域，RISC-V和ARM都处于同一起跑线上，而RISC-V凭着指令集开源等特性很有可能可以击败ARM，或者至少能够占据可观的市场份额。目前这样的新兴市场主要是物联网市场。物联网市场有长尾化的特性，拥有众多细分市场，同时对于功耗有很高的要求，因此对于可以针对不同应用灵活修改指令集和芯片架构设计的RISC-V有优势，相比之下使用ARM往往只能做一个标准化设计，很难实现差异化。此外，物联网市场对于成本较敏感，RISC-V免费授权的特点对于芯片厂商也很重要。在RISC-V基金会名单中，我们可以看到高通、联发科这样重点布局物联网的企业。而在目前很火的AI芯片市场，ARM和RISC-V则尚看不出明显的优劣。这是因为高性能AI芯片中无论是使用ARM还是RISC-V的核，主要都是作为控制器来使用，最主要的也是最核心的计算单元往往是电路设计师自行设计而不会使用IP；另一方面AI芯片的利润空间往往较大，因此RISC-V的免费的特点并没有带来特别大的优势。
新兴的物联网（IoT）行业是产品和服务相互补充的集合体，其可实现多个行业的效率和成本优化。虽然它没有垂直定向的价值链，但其横跨了多个行业和市场，如工业自动化、 汽车 、医疗、环境监测等等，在这些行业中的用例也非常多样化。在应用程序的前端也就是终端节点或传感器，它们监视环境条件并将数据传递到链中。这些终端节点将分散在各个行业中。设计处理器的架构基本上是arm等主流独占市场，RISC-V的份额非常少，因此在正常情况下，市场很少去分析相关领域概况。但由于华为事件不断延烧之下，中美贸易战和全球国际环境大变革已经开始， 科技 届已经开始重新审视这两者的关系了。
定制处理器的崛起
记得很早之前有过讨论：未来处理器的战争，COTS（商用现成品或技术）处理器不适合构建这些终端节点，因为后者是特定于应用程序的。而公司一般倾向于定制处理器，因为它可以提供仅组装所需部件的灵活性。这些部件包括模拟传感器，DSP或专有IP等。此外，定制处理器可以显著降低BoM成本和芯片尺寸，从而最大限度地降低功耗。它还有有助于公司将其产品与竞争对手的产品区分开来。总的来说，物联网行业的低入门成本和普遍性将鼓励许多初创公司和小公司为冷门应用程序构建产品。另外，通过定制处理器，这些公司也可以进一步优化成本。
错误的摩尔法则
物联网设备的激增除了可以给定制处理器带来巨大推动之外，另一个影响因素是摩尔定律的可疑存在。五十多年来，摩尔定律一直都是一种自我应验的预言。无论市场是否需要高性能处理器，半导体公司都在努力使这项法则成为事实。所以，始终都有创新者和早期采用者迫切希望使用基于领先流程节点的产品。然而，大众市场需要时间才能对准这些新产品。摩尔法则凭借高性能，低功耗和降低成本来确保技术发挥主导作用。
然而，目前这项法则保证的经济平衡正在失败。 领先的工艺节点设计变得复杂，商业化的前置时间很长，因此成本的平衡并不能成立。对成本优化的追求迫使行业寻找替代方案，因为缩小的节点不再具有经济效益。其实，定制处理器就是答案，因为它可以显着降低BoM成本。数十亿个终端节点不需要领先进程节点，有成熟节点上的自定义处理器就足够了。
ARM的对策
ARM是智能手机处理器市场的垄断者。 在嵌入式和物联网领域，目前并没有主导架构，ARM已经准备好填补这一空白，因为它拥有强大的CPU和IP，可以提供各种功能，性能和价格选择。借助独特的授权商业模式，特别是在Cortex-M0的DesignStart许可，ARM以低成本实现了定制处理器设计，风险更低。该计划对初创公司和小公司非常有用，因为他们可以以低许可成本获得经过验证的架构和IP，并与广泛的IP生态系统，软件支持和硅合作伙伴相结合，可以大大缩短产品推向市场的时间。
那我们如何进一步优化定制处理器的成本呢？
RISC-V
开源软件（OSS）在软件行业的民主化中发挥了至关重要的作用。OSS中最受欢迎的一个例子是一个Linux *** 作系统。OSS以较低的应用成本实现创新和差异化。这使得小公司和初创企业可以基于OSS（如Linux）构建产品。大型开发人员社区支持软件开发，因此不存在供应商锁定或专有技术过时的风险。社区的集体努力确保了一个庞大的生态系统，同时使所有用户受益。Linux已经在嵌入式，PC等各种应用程序中获得了巨大的影响力。随着越来越多的用户开始使用Linux，添加了更多功能和实用程序，网络效应也可以得到很好的利用。
RISC-V将开源运动扩展到CPU ISA。它是一个开源的ISA，免许可证和免版税。也正是由于RISC-V没有任何许可，因此ISA可用于构建定制处理器，且许可成本为零。RISC-V正在逐步建立一个生态系统。在2017年嵌入式电子与工业电脑应用展中，RISC-V通过FPGA解决方案，安全IP，调试基础设施等展示了其庞大的生态系统。
很少有ARM客户已经开始使用RISC-V来设计自定义处理器。现在，SoC设计公司可以以较低成本开发定制处理器，而无需支付许可费用。通过一些NRE投资，这些公司可以开发SoC并在晶圆厂制造。因此，处理器的价格也将低于基于ARM IP的价格。从表面上看，一个理想的候选者很有可能会成为物联网行业的主导ISA。凭借着定制处理器和零许可成本，RISC-V就很像是那个胜利者。
关于RISC-V “免费” 的探讨
Linux在数十亿的产品部署方面非常成功。虽然，在将Linux用于商业产品方面需要相当大的努力和专业知识，但这些好处会远远超过工时。Linux可以提供非常好的灵活性，同时庞大的社区为 *** 作系统提供了良好的生态系统，并为周边设备、第三方软件等提供了广泛的支持。
然而，由于软件和硬件之间的基本差异，开源概念与芯片设计还是有很大的差别。 与需要时间和精力来开发的软件不同，硬件涉及有形组件，需要有人来付费；其次，在测试完硬件、仿真器之后，你还可以多次对软件进行返工。花费相当少的成本，就可以减少时间和精力。但是，硬件中的错误也可能会让你损失一百万美元！处理器的多次迭代可以大幅度地降低成本。总的来说，硬件设计比软件开发更复杂。
让我们来考虑一下开源RISC-V的情况。在SoC中，CPU IP只是其中的一部分; 还需要许多其他物理IP和周边设备。因此，围绕CPU IP需要庞大的IP和EDA生态系统。但你只能在没有许可凭证的情况下获得CPU IP；可是周围的生态系统已经消失了。IP供应商应该看到一个可行的商业案例，以在其产品组合中添加对RISC-V的支持。假设有一个强大的社区支持RISC-V，它提供了构建SoC所需的所有IP和工具。但问题仍然是建立自定义SoC的公司是否会冒使用社区支持的ISA的风险？一旦失败可能导致多个流片，这会增加巨大的成本。总的来说，设计SoC很复杂，需要在实施、物理设计、包装等多个领域具有良好的专业知识。
使用ARM ISA，上面提到的大多数问题都得到了缓解。你可以访问经过验证的IP，强大的生态系统（软件，云服务，安全解决方案，芯片供应商，晶圆厂）和承诺支持，而不是开源ISA提供的社区支持。这样就会大大降低设计复杂性，不过还是需要一些专业的SoC设计来构建定制处理器。
谁将构建基于RISC-V的SoC？
开源的想法具有扰乱性质，因为它为预算有限的公司提供了一个公平竞争的平台，可以与大公司竞争。尽管开源ISA的概念具有革命性，但它可能不会对芯片设计的民主化产生破坏性影响。
在我看来，小型公司和初创公司不太可能在物联网领域寻求一些利基应用，并投入时间，精力和资金来建立基于社区支持的ISA的定制处理器，因为他们必须验证整个系统是否符合他们的规格。相反，使用获得许可的ISA是一个安全的选择，因为他们可以获得经过验证的系统，并辅以强大的生态系统。SoC的多个流片可能会增加大量成本。成熟的ISA具有一些初始成本，这是一个很好的起点，但这不是一个自由的成熟ISA。SoC设计不是他们的核心内容，因此聘请多元化的芯片设计团队可能不是一个务实的决定。由于ARM在整个行业中的广泛应用，设计部分可以外包给一些小公司，这些公司专门从事基于ARM的SoC设计。 EDA工具和晶圆厂成本很高。EDA供应商和晶圆厂已经支持基于ARM的IP;他们应该也看到了增加对RISC-V的支持的经济效益。在RISC-V达到临界大规模应用之前，它就像一个鸡与蛋的情况。多宿主增加了任何公司的成本，无论是晶圆厂，EDA供应商，设计公司还是应用开发商。低产量业务可以吸引更高的租金。所以在构建基于RISC-V的SoC时，必须考虑所有这些成本开销。
SoC设计中的市场领导者肯定会开发基于RISC-V的SoC，因为它可以通过替代ARM来增加购买力。但是，我相信这些公司不会有兴趣与需要定制处理器的小批量客户合作。由于其巨大的开销，使得销售数百万标准化SoC具有很大的商业意义。
综上所述，在我看来，RISC-V在目前的状态下，不能显著破坏半导体市场结构。 与许可实体相比，开源运动的关键优势之一是通过提供足够好的基础，最大限度地减少进入市场的准入门槛。尽管RISC-V将以低成本提供构建定制SoC的灵活性，但生态系统尚未准备好接受它。整个半导体行业需要同步进行才能使RISC-V成功。
结论
在这种国际大环境下，相信RISC-V会足够聪明，可以预见以上的问题并抓住这个风口，而且许多问题本来已经在内部得到解决。在我看来，RISC-V应该专注于一个部分，如物联网终端节点或其他东西，然后为这个细分市场提供一个引人注目的完整解决方案，以及整体生态系统，而不是专注于整个物联网和嵌入式行业。一旦他们在一个细分市场中实现大规模应用，就更容易传播到其他细分市场，因为新用户有一个很好的案例研究或案例可供选择。
ARM还需要做什么才能被视为嵌入式和物联网领域的领导者？我对此没有任何答案，因为从外部角度来看，ARM现在看起来相当不错，具有庞大的安装基础，未来也有很好的上升趋势。不过将DesignStart许可证扩展到其他Cortex-M IP将是进一步应用的不错选择。然而，主要的核心应该还是OS支持，云服务，安全性，IP，调试工具链，EDA，硅合作伙伴等强大的生态系统。所有这些都在以低成本构建基于定制处理器的产品方面发挥着至关重要的作用。
低成本和定制通常是互斥的。任何针对这两端的ISA都将在物联网行业中发挥主导作用。当然，随着RISC-V基金会成立，已有不少企业与研究机构的加入RISC-V 阵营，探寻未来RISC-V 的可行性。目前参与的企业有IBM、NXP、Western Digita、辉达、高通、三星、Google、特斯拉、华为、阿里巴巴等200 多家，而中美 科技 战也许就是这种模式崛起的催化剂，很多年以后来看， 科技 史上给这个时刻记下重重的一笔。
2012年3月14日，中国上海——ARM公司今天发布了一款拥有全球最低功耗效率的微处理器——ARM Cortex™-M0+处理器。支持ARMv6M 指令集，该款经过优化的Cortex-M0+处理器可针对家用电器、白色商品、医疗监控、电子测量、照明设备以及功耗与汽车控制器件等各种广泛应用的智能传感器与智能控制系统，提供超低功耗、低成本微控制器（MCU）。
ARM Cortex-M0+处理器为物联网发展奠定基础
作为ARM Cortex处理器系列的最新成员，32位Cortex-M0+处理器采用了低成本90纳米低功耗（LP）工艺，耗电量仅 9μA/MHz，约为目前主流8位或16位处理器的三分之一，却能提供更高的性能。
这种行业领先的低功耗和高性能的结合为仍在使用8位或16位架构的用户提供了一个转型开发32位器件的理想机会，从而在不牺牲功耗和面积的情况下，提高日常设备的智能化程度。
Cortex-M0+处理器的特点促成了智能、低功耗微控制器的面市，并为“物联网”中大量的无线连接设备提供高效的沟通、管理和维护。
低功耗联网功能深具潜能，可驱动各种节能和生活关键应用，包括从无线方式分析住宅或办公大楼性能与控制的感测器，到以电池运作、通过无线方式连接健康监控设备的身体感测器。而现有的8位或16位微控制器（MCU）缺少足够的智能和功能来实现这些应用。
半导体行业调研咨询公司The Linley Group高级分析师、《微处理器报告》（Microprocessor Report）高级编辑，Tom R Halfhill表示：“众所周知，不断改进功耗效率、安全性和便利性的物联网将最终改变世界。从自适应室内照明、在线视频游戏到智能传感器和电机控制，无处不在的网络连接几乎对任何事物都是有益的。但是，实现这一切需要极低成本、极低功耗并拥有良好性能的处理器。ARM Cortex-M0+处理器为轻量级芯片提供了32位的强劲性能，适合于各种工业与消费应用。”
ARM Cortex-M0+处理器是以通过硅晶验证（silicon-proven）、低功耗且成功获得超过50件来自半导体领先厂商授权合作的Cortex-M0处理器为基础，再重新设计加入多个重要新特性，包括单周期输入输出（IO）以加速通用输入输出（GPIO）和外围设备的存取速度、改良的调试和追踪能力、二阶流水线技术以减少每个指令所需的时钟周期数（CPI）、已经优化闪存访问，以进一步降低功耗。
Cortex-M0+处理器不仅延续了易用性、C语言编程模型的优势，而且能够二进制兼容已有的Cortex-M0处理器工具和实时系统（RTOS）。作为Cortex-M处理器系列的一员，Cortex-M0+处理器同样能够获得ARM Cortex-M生态系统的全面支持，而其软件兼容性使其能够方便地被移植到更高性能的Cortex-M3或Cortex-M4处理器。
率先获得Cortex-M0+处理器授权的厂商包括飞思卡尔半导体和恩智浦半导体。
飞思卡尔车用、工业与多元市场解决方案部门高级副总裁兼总经理Reza Kazerounian博士表示：“我们非常高兴能够作为主要合作伙伴与ARM加强合作关系，并第一个获得了ARM Cortex-M系列中体积最小、功耗最低的处理器产品的授权。基于Cortex-M0+处理器的新产品将使我们快速成长中的的Kinetis微控制器（MCU）产品线成为业内基于ARM Cortex架构的最具可拓展性的产品组合之一。Cortex-M0+处理器拥有代码复用能力、更高的性能以及优化的功耗效率，能够帮助设计者从已有的8位或16位架构转型使用最新的Kinetis器件，而无须牺牲成本和易用性。”
恩智浦半导体高性能混合信号事业部执行副总裁、总经理Alexander Everke表示：“恩智浦是业界唯一一家采用了完整ARM Cortex-M处理器系列的微控制器（MCU）供应商，我们感到非常兴奋能够将Cortex-M0+处理器加入我们的产品组合。Cortex-M0处理器产品组合已成功获得市场认可，今天已有超过70种元件类型大量出货中，而最新的Cortex-M0+处理器将进一步加速我们进入8位/16位市场。
ARM处理器部门执行副总裁兼总经理Mike Inglis表示：“Cortex-M0+处理器是ARM领跑低功耗领域的又一例证，同时再一次兑现了其推动行业向更低功耗方向发展的承诺。凭借在低功耗技术上的专业性，我们与合作伙伴为定义新处理器开展了紧密的合作，以确保对现今低成本设备的支持，并同时发掘物联网的潜在优势。”
相关ARM技术支持
Cortex-M0+处理器搭配Artisan®七轨SC7超高密度标准单元资料库和电源管理套件（PMK）最为适合，可充分发挥该处理器前所未有的低功耗特点。
Cortex-M0+处理器具备已整合Keil µVision IDE、调试器和ARM汇编工具的ARM Keil™微控制器开发套件的全面支持。作为全球公认的最受欢迎微控制器开发环境，MDK以及ULINK调试适配器系列均支持Cortex-M0+处理器的全新追踪功能。有了这些工具，ARM的合作伙伴能够获得紧密联系的应用开发环境的优势，并迅速了解Cortex-M0+处理器高性能和低功耗的特点。
这款处理器同时也拥有大量第三方工具和实时系统（RTOS）的支持，包括CodeSourcery, Code Red, Express Logic, IAR Systems, Mentor Graphics, Micrium和SEGGER。
RISC-V架构短时间内很难挑战ARM和英特尔，未来还是有很大可能性的，比如当初谁能想象华为海思有挑战高通、苹果的能力呢？在这之前，我们要明确的知道，我们到底在谈论什么？RISC-V指的是RISC系列指令集的第五代产品，对应的是ARM指令集、英特尔的X86（含64位）指令集。下图是为了更好的帮助我们理解指令集。
指令集存储在CPU内部，引导CPU进行运算，并帮助CPU更高效运行，介于软件和底层硬件之间的一套程序指令合集。可以理解为是CPU的大脑。CPU主要有两大指令集复杂指令集架构，包含X86。精简指令集架构，包含ARM、MIPS和RISC-V。复杂指令集架构和精简指令集架构有什么区别呢？举个例子：命令一个人吃饭，那么我们应该怎么命令呢？直接对他下达“吃饭”的命令，或者命令他“先拿勺子，然后舀起一勺饭，然后张嘴，然后送到嘴里，最后咽下去”。从这里可以看到，对于命令别人做事这样一件事情，不同的人有不同的理解。
有人认为先给接受命令的人足够的训练，让他掌握各种复杂技能（在硬件中实现对应的复杂功能），那么以后就可以用非常简单的命令让他去做很复杂的事情——比如只要说一句“吃饭”，他就会吃饭。有人认为这样会让事情变得太复杂，毕竟接受命令的人要做的事情很复杂，如果你这时候想让他吃菜怎么办？难道继续训练他吃菜的方法？我们为什么不可以把事情分为许多非常基本的步骤，这样只需要接受命令的人懂得很少的基本技能，就可以完成同样的工作，无非是下达命令的人稍微累一点——比如现在我要他吃菜，只需要把刚刚吃饭命令里的“舀起一勺饭”改成“舀起一勺菜”，问题就解决了，多么简单。这就是“复杂指令集”和“精简指令集”的逻辑区别。
X86、ARM、RSIC-V这三种架构的主要应用方向：
X86：传统PC市场的主流，善于处理大数据，IP掌握在英特尔和AMD手中；ARM：移动（手机）市场，处理快数据为主，目前也使用在便携笔记本中，IP大部分掌握在ARM公司；RISC-V：当需要同时兼顾数据传输速度与传输量时，X86、ARM架构的胜任能力有限，RISC-C表现出了较强的优势。
RISC-V的优势RISC-V是全面开源免费的，允许任何用户自由修改、扩展，而ARM需要支付高昂的IP费用才可以使用。
RISC-V最大的特性在于“精简”，X86和ARM的架构篇幅动辄几百数千页，RISC-V的规范文档仅有145页，且“特权架构文档”的篇幅也仅有91页。RISC-V的基本指令数目仅40多条，加上其他的模块化扩展指令，总共也只有几十条指令。
RISC-V将不同的部分以模块化的方式组织在一起，并试图通过统一的架构来满足各种不同的应用场景，这种模块化是X86和ARM架构所不具备的。
RISC-V也可用于手机、服务器，但它的优势在于即将登场的物联网时代RISC-V作为新兴架构，以其精简的体量，或许在未来的IOT领域中能取得绝对的优势。IOT领域对AI芯片既要求高计算能力，又要求低延迟，同时芯片的成本要低。RISC-V就是站在未来的这个风口上，但能不能飞得起来还是一个未知数。
RISC-V也并不是没有对手，MIPS也属于精简指令集架构，它们有很多的相似的地方。另外英特尔、ARM、AMD等巨头都已经看到了下一场的盛宴是物联网，都已经纷纷提前布局物联网。又有谁能预测到未来会不会半路再杀出个程咬金来呢？以上个人浅见，欢迎批评指正。认同我的看法，请点个赞再走，感谢！喜欢我的，请关注我，再次感谢！
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