ARM 与 RISC-V 有何区别？未来之争将何去何从？

从2010 年夏天开始，伯克利研究团队大约花了四年的时间，设计和开发了一套完整的新的指令集。这个新的指令集叫做 RISC-V，指令集从 2014 年正式发布之初就受到多方质疑，到 2017 年印度政府表示将大力资助基于 RISC-V 的处理器项目，使 RISC-V 成为了印度的事实国家指令集。再到今年国内从国家政策层面对于 RISC-V 进行支持，上海成为国内第一个将 RISC-V 列入政府扶持对象的城市。IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、特斯拉、华为、中天微、中兴微、阿里、高云、中科院计算所等国内外 150 多家企业与科研机构的加入 RISC-V 阵营。

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 市场操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。