RISC-V急需在自主IP与商业可持续基础上寻求破局

RISC-V是硬件领域最近几年非常火爆的话题，聚焦在它身上的两个重量级关键词分别是开源处理器架构和免费。不过相比于沸沸扬扬的舆论关注，在技术和产品方面更需要考虑的是未来的商用前景。

毕竟开源软件的影响力和产业破坏力早就深入人心，看看GitHub的火爆和Linux的广泛应用。但硬件毕竟不是软件，软件可以有诸多方式为开发者实现盈利，甚至也许开发者只需要“社区留名”都足够支持他们全情投入开发，但硬件要盈利似乎只有“自古华山一条路”，那就是大量出货。这点从开源硬件的概念流行了十几年却始终缺少爆款应用就能感受出软件和硬件盈利的区别，不管是Arduino还是树莓派，都是靠着庞大的销量才被人广泛推崇。

盈利是每个开发者选择RISC-V作为架构设计处理器的基本出发点，对RISC-V产业链的参与企业来说，首要任务是把应用市场做大以提升出货量，虽然RISC-V架构产品已经出货超百亿，但现在从RISC-V产业链实现盈利的还是凤毛麟角。这也是RISC-V产业链比较尴尬的现状。究其原因，相比于开源软件的即用性和短链条，开源架构并不能直接被芯片设计者免费使用，这并不是否定它的开源架构特性，因为从架构到芯片中间还需要多个环节的商业化进程，才能确保最终芯片可以具有商业价值。完善RISC-V产业链的各个环节，让开源架构真正满足商用芯片的要求，就成为RISC-V架构从口碑走向销量的关键节点。作为全球最活跃的RISC-V市场，中国厂商需要在RISC-V内核商业化进程的产业链节点塑造环节处于领先位置。

从处理器架构到处理器IP内核是第一个商用进程节点，开发软件和工具集是第二个商用进程节点。这两个商用进程节点正是曾经MIPS和Arm两个RISC指令集应用最广泛架构IP的成功基础。虽然是开源架构，但未来RISC-V领域同样需要几家类似于现在Arm这样的角色来推动整个RISC-V生态的稳定发展。毕竟RISC-V生态的繁荣，对于每一家致力于提供RISC-V架构芯片的企业来说都是利大于弊的局面，而要实现一个广泛应用的处理器生态，仅仅靠一个开源架构和开源组织是不够的，一款现阶段商用微处理器或处理器涉及的研发、工具、流片封装和测试验证等费用就是千万美元级别起步的投入，这种情况下架构到内核过程有一点问题可能导致全部投入打水漂。

首先明确一点是，因为开源架构只是开源指令集这些东西，成熟的处理器IP核包括的可不止指令集，相比于目前市场上能够成熟商用的类似Arm内核的这样的成熟商用IP还需要在开源指令集的基础上通过二次开发形成一个处理器内核的完整方案。这个商用化进程需要非常强的设计能力和产业链协调沟通能力，一个最典型的标准就是你的处理器IP是否可以被客户直接拿去代工厂生产。套用到Arm的商业模式，这部分就相当于拿到Arm架构授权开发处理器的那些客户。用个形象例子来对比，免费的RISC-V开源指令集相当于一个家具的图纸，距离家具还有很长的距离。那么现在市面上的Arm核IP就相当于待安装的各个家具模块，设计者只需要将家具模块按一定要求进行搭配就可以组建成功，从图纸到家具拼装前的模块同样需要家具工厂的设计和生产。针对Arm架构现在的开发情况，除了部分服务器处理器厂商和苹果之外，在移动端和物联网应用的处理器厂商已经不得不选择公版Arm核基础上直接开发了，没办法Arm的TCS和Neoverse CSS的性能提升速度似乎远超自行开发架构的客户们。因此，除非是拥有强大的处理器设计和生产协调能力的厂商，大部分RISC-V的用户必然只能选择成熟的商用内核，因为这种商业模式才是最容易实现整个产业链价值最大化的模式，更是能够简化RISC-V进程的最佳商业生态。目前国内主要的几个RISC-V内核供应商包括玄铁、赛昉和芯来等，国际上也有不少厂商提供RISC-V商用级内核的企业。在这些企业研发过程中，将架构内核化的厂商看似没有任何实际硬件的交付，但他们完成了RISC-V芯片设计过程的一大半任务。这意味着开源架构并不等于免费使用的架构，只不过不会有人追溯你的RISC-V内核IP供应商的版权问题罢了，比如你从玄铁这里买到的RISC-V内核IP不用再担心遇到内核相关的IP纠纷。

很多人可能会看轻这一步的价值，或者因为这个环节让RISC-V不再免费而唾弃其让RISC-V失去了开源架构的活力。还是那句话，硬件就是硬件，跟开源软件是两个完全不同的概念。如果没有这些从架构到内核厂商的努力，那估计RISC-V架构将会是极少数拥有超强设计能力巨头们的禁脔。就像Arm架构如果没有成熟的内核提供，现在99.9%的Arm核用户都没能力将Arm架构直接设计成处理器产品，Arm生态估计也早就枯萎了。还需要考虑的是处理器安全问题，硬件安全一直是凌驾在软件安全之上更贴近最终安全的功能，商用芯片在设计之初不可能忽视内核安全问题。内核IP厂商提供的商用IP都是解决了最基本的硬件安全问题，这种成熟的商用IP模式是RISC-V内核快速普及的最理想选择。

成熟商用IP内核之后要解决的问题是生态和开发工具问题，生态系统的搭建，是当下硬件市场最好的推广方式，同时也是最直接的护城河。RISC-V内核本身的性能可以根据实际需要有弹性的开发，类似于同样基于Arm的V8架构，既可以开发出M23这样的低功耗内核，也可以开发出A77这种媲美桌面处理器的大核。因此，对RISC-V来说，最大的优势就是可以实现从硬件架构层面满足广泛的应用需求，从而构建一个从云到端的硬件生态，进而衍生到类似的开发软件生态。只不过，相比于拥有成熟运作公司的Arm架构，RISC-V虽然有基金会和各种开源组织在贡献生态开发资源，但系统性的各类开发工具依然是RISC-V现在的短板，这带来的结果就是虽然号称百亿出货量，但实际上七成RISC-V产品都是面向定制化应用开发即交给系统级厂商的芯片设计公司（团队）或特定应用领域，并不能作为完全通用的产品提供给第三方开发者，这一点倒是很像开源应用的先锋Linux。

因此，RISC-V在拥有多家成熟的IP内核提供商之后就需要各个厂商共同努力去完善整个生态的开发工具链，这方面反倒是开源架构最值得利用的优势。不光借助商业公司贡献的软件和开发工具，更可以充分发挥开源社区和开发者的积极性和荣誉感，只是这个过程需要更好地引导和严格的准入规则，避免一些开发工具拖累整个生态的后腿。商业可持续性与优秀的生态系统和开发工具是相辅相成的，特别是对很多开源开发者来说，充分的商业应用前景和应用未来是他们开发优秀软件工具的最佳动力源泉，而优秀的开发工具又是RISC-V扩大应用范围的最好助力，开源架构恰好能够给所有开发者了解最基础硬件逻辑的平等机会，这也是RISC-V架构应用前景被广泛看好最重要的优势。