15年逆袭！RISC-V从实验室工具到万亿级芯片市场破局者
该团队由Krste Asanović教授和研究生Andrew Waterman、Yunsup Lee领导，并得到了David Patterson教授的关键支持。他们认为现有的指令集架构存在“负担”，并且“摩尔定律正在放缓，Dennard缩放定律也在走向终结，这要求实现专业化、定制化和并行化”。
他们需要一种“从零开始”的方法。2010年5月18日，RISC-V团队决定开发自有ISA，标志着RISC-V作为该大学第五个主要RISC ISA正式“诞生”。
从学术实验到意想不到的需求
在这种创造性颠覆的背景下，RISC-V架构在过去15年中的演变具有重要意义。它为传统专有方法提供了一种有吸引力的替代方案。
RISC-V的初始目标相对低调：成为伯克利大学的教学和研究工具，使其“易于由小型团队构建”，必须高效，且易于扩展。
RISC-V的开放性是由希望通过伯克利软件分发许可证与同事分享的愿望所推动的。
多年来，它主要停留在学术界内，最初很难在伯克利之外获得认可。学者们对另一种RISC ISA持怀疑态度，因为他们更愿意教授业界正在使用的东西。
然而，创始人承认，他们“大大低估了人们对开放指令集架构的渴望”。他们在2014年IEEE Hot Chips 26研讨会上的表现，显示了来自业界的巨大“吸引力”。
2015年1月，在美国Monterey举行的第一届RISC-V研讨会原本预期只是一次小型学术聚会，结果却吸引了来自40家不同公司的参与者。这次活动具有举足轻重的意义，标志着该架构已经超越了其学术起源。
自由与灵活的商业模式
对行业的吸引力不仅在于成本，尽管开放性质确实通过减少繁琐程序而“大幅降低成本”。对于初创企业来说，签订商业ISA合同需要两年时间，这令人望而却步，而RISC-V则可以立即投入使用。
RISC-V对行业的“主要优势在于灵活性，而非成本”。Asanović教授认为，核心创新与其说是ISA本身的技术优势，不如说是开放性的“商业模式”。David Patterson与他人共同撰写了颇有影响力的论文《指令集应该免费：RISC-V的案例》，将开放的理念与TCP/IP和Linux等成功标准相提并论。
这种灵活性促成了早期的商业应用，如Rumble Technologies公司在三周内就将一个项目转换为RISC-V。英伟达在2016年决定用该架构取代内部专有内核，这是一家顶级半导体公司对该架构的重要认可。
RISC-V的发展基础
鉴于业界日益增长的兴趣和稳定性的需求，RISC-V基金会于2015年成立。促进开放性和中立性，防止碎片化，并为该标准创建一个法律实体至关重要。
RISC-V的创始成员包括Google、NVIDIA、IBM、Western Digital、Qualcomm和Microsemi等主要公司。过渡过程复杂且需要经过广泛的法律审查，但确保不同利益相关者之间的信任和合作至关重要。
公司创始人还推出了SiFive，将RISC-V商业化。他们最初的目标是定制硅片，但由于行业需求，他们很快转向提供可重复使用的核心IP块。
核心简约性、模块化和开放性
从根本上说，RISC-V的优势在于其设计原则：简约性、模块化和开放性。其核心指令集小巧且直接，这使得实现和优化工作变得更加容易。
可扩展性是RISC-V相较于灵活性较差的专有ISA的一个关键优势。作为开放标准，它可免费获取，无需支付许可费，从而促进了全球社区的发展，并使芯片设计民主化。这与Arm的许可模式，以及受控的x86生态系统形成了鲜明对比。
欧洲半导体独立战略
在追求技术主权的推动下，欧洲已成为 RISC-V 的重要中心，从而减少了对非欧盟知识产权的基础技术的依赖。
RISC-V的开放性使欧洲实体能够针对汽车和高性能计算等区域优势开发和定制解决方案。
欧洲约占RISC-V国际全球会员的三分之一。欧洲HPC联合承诺(JU)等欧盟倡议资助了DARE等项目，旨在用RISC-V处理器建立欧洲HPC供应链。
例如，受软件定义车辆(SDV)的转型，以及对定制化和安全处理需求的驱动下，欧洲汽车行业正在迅速采用RISC-V。
像英飞凌这样的主要玩家，作为主要的汽车微控制器(MCU)供应商，正在将其未来的产品系列过渡到RISC-V，并放弃专有架构。
由博世、英飞凌、恩智浦和意法半导体等行业巨头组成的合资企业Quintauris，旨在加速RISC-V的采用，初期将重点关注汽车标准。
欧洲的学术机构也一直是RISC-V研究和开源知识产权方面的早期且强有力的贡献者，为RISC-V的发展提供了至关重要的人才储备。
中国加速实现自给自足
中国采用RISC-V的战略动机更为明确。在地缘政治紧张局势和出口管制的背景下，中国采用RISC-V旨在实现技术自给自足，并减少对西方控制的指令集架构的依赖。
中国政府正通过政策和指导方针在全国范围内积极推广RISC-V。其开放性为设计处理器提供了一条无需支付许可费或面临潜在访问限制的途径。
目前，中国领先的科技公司正在引领这一潮流。阿里巴巴的平头哥半导体(T-Head)已经开发了玄铁系列RISC-V核心，包括服务器级CPU。像进迭时空(SpacemiT)和睿思芯科(RiVAI)这样的公司也在开发服务器处理器。
华为和腾讯是RISC-V国际组织的高级会员。RISC-V指令集架构在中国的各种应用中都有出现，包括人工智能/机器学习加速器、服务器、物联网、汽车和消费电子。
国家支持的这股力量虽然强大，但也引发了对潜在分裂的担忧，并引发了国际监督。
为未来增长打造成熟的生态系统
尽管软件生态系统正在迅速成熟，但其广度和深度优化程度尚不及ARM或x86。对于一些供应商来说，在通用任务方面实现与最高端现有处理器在上的性能持平仍是一项持续的工作。
如果在实施时没有遵循标准的话，该架构的灵活性也可能带来分裂的风险。目前，RISC-V社区正在积极应对这些挑战。
像RISE(RISC-V软件生态系统)项目这样的协作倡议，将行业领导者聚集在一起，以加速开源软件的开发，重点关注编译器、操作系统支持和库。现在，主要的Linux发行版和Android都支持RISC-V。
RISC-V国际通过如RVA23等“配置文件”来推动标准化，这些配置文件为特定设备类别定义了通用指令集，以确保软件的可移植性。
The SHD Group的市场分析师对RISC-V的发展持高度乐观态度，并预测RISC-V将迎来大幅增长——到2030年，RISC-V系统级芯片的收入可能达到920亿美元。一个表明其成熟的关键指标是在2027年左右发生的转变，届时RISC-V知识产权的版税收入可能会超过许可收入，这标志着大规模生产和市场渗透的到来。
降低门槛，推动创新
最终，RISC-V的持久影响力在于其通过提供一个免版税的开放标准来重塑半导体行业的能力。
它极大地降低了进入门槛，使芯片设计民主化，并赋予更广泛的创新者(包括初创公司和学术界)以力量。其模块化特性实现了前所未有的定制能力，并推动了高度专业化、针对特定工作负载优化的处理器的开发。
RISC-V还对传统企业的商业模式构成了挑战，并为各国提供了实现技术主权的路径。RISC-V是开源硬件运动的一个杰出代表，证明了协作开发在硬件领域也能蓬勃发展。
正如RISC-V国际所主张的，过去的15年是一段“高风险，高回报”的旅程。一个小学术团队最初所承担的风险，已经带来了催化处理器在全球范围内设计、部署和商业化方式发生根本性转变的回报。
随着RISC-V生态系统的不断成熟和扩展，RISC-V有望成为未来计算领域的基础技术，推动一个要求专业化、高效和开放解决方案的时代的创新。事实上，这个故事才刚刚开始。
