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近期，高通、恩智浦、Nordic、博世和英飛凌等宣布聯手組建一家芯片新公司，目標是通過支持下一代硬件開發(fā)而推動RISC-V在全球范圍內實現。該公司將支持基于RISC-V的兼容產品、提供參考架構并幫助建立行業(yè)廣泛使用的解決方案，應用重點包括汽車、移動終端和物聯網領域。?一石激起千層浪，消息一出芯片領域對RISC-V的關注度迅速提升。早前《麻省理工科技評論》公布了2023年“全球十大突破性技術”，其中就包括RISC-V，并稱RISC-V的開放標準可能會改變眾多公司制造計算芯片的方式。
▌RISC-V架構的誕生
我們知道芯片的CPU架構類型通常由指令集架構來定義，所謂指令集，是存儲在芯片內部指導它如何進行運算的一系列規(guī)范語言，也是芯片的靈魂所在。廣義上來說，指令集通常分為復雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC），處理器廠商則在此基礎上定義自己的CPU架構，市場主流的X86架構、ARM架構均是如此。
RISC-V是一個基于精簡指令集（RISC）原則的開源指令集架構，起源于2010年加州大學伯克利分校的研究項目，為了解決X86和ARM指令集架構復雜和高昂授權費用的問題，研究人員提出了完全開源免費的RISC-V指令集架構，并可以被任何學術機構或商業(yè)組織商用。RISC-V架構憑借其開源特性，吸引了更多廠商和開發(fā)者參與到其生態(tài)系統(tǒng)的建設中，并在2015年正式以基金會的方式運營。
根據RISC-V基金會的數據，2022年采用RISC-V芯片架構的處理器核已出貨100億顆，預測到2025年RISC-V架構的處理器核的出貨量將突破800億顆。RISC-V僅用12年時間就完成了ARM用30年才走出的成績。倪光南院士認為，未來主流CPU架構格局中，RISC-V將與X86、ARM三分天下，成為中國最受歡迎的架構。
▌RISC-V：更適合智能物聯網時代的指令架構
業(yè)內為何看好RISC-V的發(fā)展，這就要從它的特點說起。RISC-V具備完全開源、精簡、模塊化的特點。
完全開源
RISC-V指令集允許任何人設計、制造和銷售RISC-V芯片和軟件，RISC-V基金不會對指令集使用收取高額的授權費。其采用寬松的BSD開源協議，架構可自由創(chuàng)新，允許企業(yè)添加自有指令集拓展且不必開放共享，有助于實現差異化發(fā)展。
精簡
RISC-V指令集文檔做到了最大程度的精簡，規(guī)范文檔145頁，特權架構文檔91頁，RISC-V指令數目僅40多條，附加幾十條模塊化擴展指令，總共不超過300頁。與X86與ARM指令集文檔動輒長達數千頁且版本眾多相比，開發(fā)應用門檻顯著降低，可有效縮短芯片開發(fā)周期。
模塊化
RISC-V架構還能做到模塊化兼容，其不同的部分能以模塊化的方式組織在一起，通過一套統(tǒng)一的架構滿足各種不同的應用場景。其次，用戶能夠靈活選擇不同的模塊組合，來實現自己定制化設備的需要。
PC/互聯網時代占據主導地位的是X86架構，它是一個封閉的指令架構，性能強大適合處理大量數據。到了移動互聯網時代，半開放的ARM架構功耗更低，處理速度更快，由此抓住了手機發(fā)展的浪潮，大部分手機芯片都基于ARM架構開發(fā)。
時間是最大的革新家，進入智能物聯網時代，CPU的變革已然來臨。RISC-V作為后起之秀，完全開源、精簡性、模塊化以及低功耗的優(yōu)勢都非常符合AIoT時代的場景。功耗低是物聯網產品的普遍性需求，碎片化又是物聯網應用場景最大的特點。RISC-V架構可定制、可擴展的特點更容易面向 AIoT細分領域應用去設計出具有針對性的芯片，從而更適配特定場景的應用需求。
另一方面，RISC-V生態(tài)也在不斷壯大。目前，RISC-V已支持LiteOS、FreeRTOS、Linux、安卓、Debian、Ubuntu等眾多操作系統(tǒng)，這意味著RISC-V完全有能力通過云、桌面、終端等不同操作系統(tǒng)承接各類軟件應用。
同時，RISC-V生態(tài)系統(tǒng)通過增加指令集、增強內存管理和安全性等方式，正朝著提高性能的方向發(fā)展，未來將有望拓展如車載、AI、機器學習、數據中心等高性能應用場景。
▌美格智能與運營商合作，前瞻布局RISC-V架構模組產品
美格智能產品團隊注意到RISC-V架構生態(tài)的迅猛發(fā)展，在RISC-V架構相關產品上已經開展研發(fā)及產品落地工作。近期，美格智能獨家中標國內某運營商定制版數傳模組產品招募，該數傳模組產品采用國內某知名芯片廠商推出的RISC-V架構芯片開發(fā)。
公司研發(fā)團隊按照運營商提出的定制化要求，基于RISC-V通信芯片完成定制化物聯網模組的軟硬件開發(fā)與集成工作。該模組產品基于高性能RISC-V處理器和32KB指令Cache/32KB數據Cache，讓模組具有完全開放的處理器內核和獨立的內存空間，具有小尺寸、高能效、低成本的優(yōu)勢，采用該模組的終端產品將具有更快速的喚醒響應時間及完善的低功耗策略，保障設備狀態(tài)的迅速切換和延長電池續(xù)航時間。
基于RISC-V架構的深度開源特性，美格智能還與運營商合作，確保模組產品的低功耗特性。在低功耗的前提下，支持更多狀態(tài)量保存，支持PSM模式，并通過軟硬件協同開發(fā)實現產品深度休眠；同時依托自有終端組件能力，集成定制化自動上云組件，實現與運營商系統(tǒng)平臺的無縫對接；集成定制化遠程診斷組件，提升故障排查和服務效率；集成運營商規(guī)范AT指令集，提供配套SDK，提升物聯網模組產品的平臺接入能力等。模組產品可廣泛運用于電動兩輪車、網絡攝像機、公網對講機、智慧表計、移動支付、共享經濟、光伏監(jiān)控、定位追蹤、可穿戴設備等各類智能化物聯網領域。
芯片架構的發(fā)展取決于生態(tài)體系，生態(tài)體系的發(fā)展反過來推動不同芯片架構蓬勃向前。當前，RISC-V上下游生態(tài)正處于蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，這也是業(yè)內對其未來進一步看好的生態(tài)基礎。除已有一定應用規(guī)模的MCU和IoT領域外，RISC-V架構產品還不斷向消費電子、服務器、智能網聯車、運營商設備等領域不斷拓展。
可以預見的是，RISC-V架構未來的應用領域將百花齊放，必將在世界主流CPU架構中擁有一席之地。美格智能也將重視技術革新和市場發(fā)展的趨勢，利用自身在物聯網領域的深厚積累，前瞻布局RISC-V相關產品，并在RISC-V推廣過程中積極發(fā)揮作用，助推RSIC-V成為推動新一代信息技術發(fā)展的新引擎！
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