RI S C- V(发音为“risk-five”)是一个用于芯片设计的开源指令集架构,其增长势头可能将影响未来行业发展趋势。德勤全球预测,随着R S I C- V处理核心的潜在可服务市场持续扩大,2022年R I S C- V处理核心市场规模将较2021年增长一倍,2023年将再度翻番。1从开源解决方案的发展可以预料,收入增长将会比较缓慢。尽管如此,2023年R S I C- V的收入规模很可能将达到近8亿美元,而2021年的规模仅不到4亿美元,预计到2024年将接近10亿美元。
从传统上看,处理核心——最为人所熟知的是电脑、数据中心和手机使用的中央处理单元(CPU)——一直采用封闭架构,且受到专利保护。近来全球范围内部署的CPU中,几乎全部都采用英特尔和ARM公司的专有指令集架构(ISA)。而相比专有指令集架构,R I S C- V的开源特性可带来多重优势。
首先,它是免费的。这可为企业节省上千万美元的授权许可费,对于处在发展初期的企业而言,这尤其重要。其次,它不受制裁限制。R I S C- V是开源的,不会受到进口限制的影响。对于已经受到或担心受到进口限制的企业——尤其是中国企业——而言极具吸引力。在更专业的技术层面,R I S C- V设计相比传统的指令集架构更易于修改,因此能实现更大的灵活性,同时亦兼容范围广泛的应用程序。
尽管仍有少数人不断质疑R I S C- V在跨生态应用中会面临挑战,许多企业已着手扩大R I S C- V核心的应用,覆盖人工智能图像传感器、安全管理、人工智能计算及机器控制系统等5G智能手机的所有领域。还有企业正计划将其应用于不同的存储、图形和机器学习等应用程序之中。甚至英特尔的芯片代工业务部门亦正在与R I S C- V芯片公司SiFive合作。
3诚然,这一技术仍相对较新,且R I S C- V还不能普遍适用于所有市场或客户。该技术有缺点,同时也有优点——相对较新,获得多项知名设计大奖,缺少ARM或英特尔x86指令集架构的部分特性,和未向设计者提供同等水平的支持等。此外,相比传统的基于封闭式指令集架构的芯片,芯片代工厂制造一枚R I S C- V芯片本质上并不会更加容易或速度更快,工艺也没有任何差别——两者均采用相同的制造技术。即使到2025年,英特尔(尤其是x86芯片)和ARM的芯片销量预计仍很可能数倍于这一刚刚起步的“菜鸟”。
2022科技、传媒和电信行业预测那么,有谁关注R I S C- V的发展呢?利益相关方不同,答案也各不相同:中国。受近期美国制裁措施的影响,中国制造商或已失去或担心将会失去英特尔x86及ARM指令集架构的使用权。即便贸易政策发生改变,中国企业仍会认识到,其目前坐享的指令集架构使用权可能会在未来某个时点被收回。转向R I S C- V架构可为这些企业提供解决这一可能局面的方法,帮助中国达成减少芯片进口依赖的宏大目标。
多年来,尽管面临不少挑战,中国一直努力在芯片制造领域实现更大的自主保障。4R I S C- V基金会成员中有约三分之一来自中国,同时多家大型中国企业已经发布了R I S C- V芯片。初创企业。从2020到2022年的三年间,创投机构将向各类初创芯片企业投资约220亿美元。
就此而言,这一金额高于其在2005到2016年整整11年间投资的210亿美元。5更多的资金意味着更多的芯片将被制造出来——但是,初创企业对此通常须制定预算计划。上百万美元的专利许可费对于全球最大的智能手机企业可能无足轻重,但对于现金相对较少、每月消耗大量资金的初创企业而言却足可救命。
据一项2020年的调查,来自初创企业的专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)新芯片中,有超过23%包含至少一个R I S C- V处理器6——这并不令人意外。人工智能。许多新型人工智能芯片设计似乎正逐步采用R I S C- V架构。有趣的是,此前业界预期这一技术在短期内不会应用于数据中心,而如今有人推测人工智能芯片将使R I S C- V较预期更早打入数据中心市场。
7汽车与物联网市场。2020年R I S C- V在汽车行业的可服务市场规模为400万个核心,预计2022年将增长至1.5亿个,到2025年将达到29亿个。8为挖掘这一潜在市场,一家领先的R I S C- V公司与一家领先的汽车芯片制造商于2021年宣布建立战略合作关系,旨在针对多个汽车应用开发高端解决方案。
9汽车芯片的性能往往低于个人电脑或数据中心的中央处理器,因此在汽车领域的成功应用将预示R I S C- V在其他物联网市场的良好发展。个人电脑芯片制造商,至少当前较为关注。举个例子,个人电脑市场短期内不太可能大规模向R I S C- V转变。
尽管中国计划利用这一技术制造支持各类开源浏览器的笔记本电脑,但其目标是到2022年末制造出2000台笔记本电脑,10而2020年全球个人电脑市场规模约为3亿台。俄罗斯亦有相关计划,但其到2025年销售60,000套系统的目标同样影响甚微。11话虽如此,R I S C- V应用于笔记本电脑的可服务市场潜力巨大——2022年有望达到近3亿个处理核心。
12芯片代工厂,但仅稍微关注。尽管指令集架构对芯片的实际制造厂商而言影响不大,但成本更低、灵活性更大的R I S C- V架构有可能会引发新型芯片设计领域的“寒武纪大爆发”。代工厂可能需要制造数百或数千枚新芯片,一开始数量可能较少,但若新型芯片设计迎来爆发式增长,亦能成为推动半导体制造厂商增长的一大助力。