中国芯逆风翻盘？新型芯片构架悄然崛起，中科院华为已提前布局

　　就在我们为中国芯片产业担忧时，中国工程院院士倪光南却表示：现如今在中国芯面前其实还有一条康庄大道。不仅能让中国摆脱外国的架构垄断制约，还能让中国科技企业将芯片的发展主动权牢牢掌握在自己手中！12月20日，在第十六届中国芯集成电路产业大会上，倪院士指出：
　　现如今的中国要适当聚焦RISCV架构来发展芯片产业，才能抓住快速发展中国芯片产业的机遇。
　　倪光南院士
　　一时间，RISCV架构迅速冲上多平台热搜。事实上近两年来，中国多家芯片团队例如华为海思、阿里平头哥乃至隶属国家队的中科院，都在默默布局RISCV芯片架构。试图通过这条新的技术路线，来打破中国芯被卡脖子的现状！那么问题来了：
　　备受推崇的RISCV架构路线到底是什么东西？
　　为何会被倪院士以及众多企业称为中国芯的崛起机遇呢？
　　芯片运行架构先行
　　提到中国芯崛起最需要攻克的技术，相信很多人第一时间想到的就是光刻机。对芯片稍微了解多一点的朋友可能会说，还有芯片设计软件！但很多人不知道的是，除了这些以外，中国芯想要摆脱垄断，最核心的技术其实是芯片架构！
　　所谓芯片架构，其实就是芯片用来运行和控制系统的一套管理流程！众所周知，芯片是整个计算机系统的心脏和大脑，任何程序都需要通过芯片来进行运行！而计算机程序在运行时，需要将需求编译成一条条指令，才能让芯片识别并控制系统进行运转！对于这个概念，大东可以做个简单的比喻！
　　假如我们把一颗芯片比作一个国家的中央机构，那么芯片架构，就是用来管理这个机构的具体制度！这个制度不仅决定了上下级之间的信息如何流通，还要负责协调不同部门之间的工作！
　　以举办一场全国篮球赛为例，这个过程从上层通过到基层执行。需要将这个信息编译成通知逐层下达。同时场地、人员、时间安排等多个部门之间还要进行协调运转。
　　此时这个机构的管理制度就能直接决定各层级、各部门之间协调能力。制度越合理通知下达就越迅速，各部门之间合作就越和谐！反之则会严重影响工作效率！那在计算机系统中，这场全国篮球赛其实就相当于一个应用程序。芯片架构则是保证这个程序正常运转的具体流程制度，直接决定了程序运行的流畅度！
　　而且管理制度是任何机构的必备要素，一旦缺失那整个团队势必要陷入一团乱麻中，无法正常运转。而芯片也是这样，一旦没有了架构，即使制程、主频再优秀也根本无法运行任何程序！其重要性不言而喻！也正是因为有着这样举足轻重的地位，所以芯片的架构技术，一直以来都被那些西方半导体巨头牢牢抓在手里！
　　垄断之下必有新生
　　以现如今主导全球芯片产业的X86和ARM架构为例！前者作为标准的计算机运行指令架构，被广泛应用到PC端芯片市场。其最终使用权自然也被其开发者英特尔牢牢掌控。
　　至于后者，则因为有着体积小、功耗小、高性能的优点，被广泛应用于移动通讯领域！而伴随着智能手机时代的爆发，英国的ARM公司也凭借着架构技术的授权赚的盆满钵满！可作为半导体产业后来者的中国企业，在芯片架构技术方面一直以来却频遭遏制！
　　例如此前中国为数不多能兼容windows系统的PC芯片双雄，兆芯和海光，所使用的X86架构也是通过各种关系授权得到的。至于手机芯片则更不用多说，即使是华为海思这样的全球芯片巨头，其招牌的麒麟系列芯片，使用的也是经过授权得来的ARM架构。而且由于众所周知的原因，近几年ARM与华为的合作更是几番暂停。甚至去年发布的麒麟9000系列芯片，也没有采用当时ARM最先进的X1和A78核心。
　　麒麟9000系列芯片
　　最令人担心的是，现如今伴随着美国英伟达收购ARM公司的事件愈演愈烈。一旦尘埃落定，ARM被冠以美姓，那么未来华为还能否获得架构的授权都尚未可知！这种不确定的局势，显然不是中国芯片产业所能接受的。但幸运的是，一种新型架构技术路线的崛起，又给中国芯片产业带来了曙光！它就是RISCV架构！
　　相比于X86和ARM几十年的历史而言，RISCV架构的兴起史实在太偶然也太年轻！2010年时，伯克利大学并行计算实验室的1位教授和2个研究生正在开展一个计算机项目。然而面对X86和ARM高昂的授权费用和复杂的架构原理，他们最终决定自己开发一个更为简单开放的指令集架构！
　　RISCV架构
　　然后在接下来的时间里，他们吸取了计算机发展过程中，各种芯片架构的经验与教训。同时也摒弃了当时主流架构复杂的设计。终于3个月后，他们成功设计出了RISCV架构的雏形。不过由于精力有限，这款架构并不完整，只有最为简单的指令集规范和标准。但本着开放的原则，这三位大佬直接将这款架构上传到网络上，并直接开源允许任何人对它进行改动完善。
　　就这样放养了很长一段时间后，这款野生的芯片架构逐渐在市场和学术界扬名。而为了让这款架构能够更规范的继续走下去，三位创始人大佬终于再次出手，做了一件无数人都没想到的事情！
　　三位创始人
　　2015年，三位大佬联合创立了一家名为SiFive的半导体公司，主要方向就是开发基于RISCV架构的芯片，来推动该技术的商业化。同时在三人的主导下，RISCV基金会也正式成立，用来维护指令集架构的完整和规范化！但是该基金会和公司却没有将RISCV架构私有化，反而签订了BSD授权条款，将其完全开源。
　　也就是说，全球的任何组织和商业机构都可以对该架构进行开发使用。而不必受到任何限制。甚至基于该架构核心来开发，商用闭源收费版本都可以。而在这种模式之下，RISCV架构迅速成为了全球最知名的自由软件之一。当然说到这很多朋友可能会想，这种免费的技术真的有优势吗？
　　开源即无阻年轻则无距
　　刚刚我们就说到，在RISCV立项之初，三位创始人就决定设计一款，比X86和ARM更为简单的指令集架构。而简单的架构，带来的效果就是更易于移植。无论是PC端还是移动端，RISCV架构都能够轻松适应！而且RISCV架构还有着后发优势。它采用的模块化设计，非常适用于现代云计算、智能手机和小型嵌入式系统。
　　最重要的是，开源的RISCV本身其实并不完整，说到底还只是一个架构内核，这无疑就有了极强的可塑性。它就相当于房子的地基，拿到手后能建造出什么房子，房子用来干什么，是否有自己的特色，说到底还是全凭自己的本事。而这就给了使用者无穷大的发挥空间！
　　也正是基于这些优点，因此倪光南院士才会将其视为中国芯片崛起的希望。开源的技术，意味着可以让中国的芯片产业，完全绕开美国的专利管制。即使未来中国芯真的将RISCV架构做大做强，能够和X86以及ARM同台竞技，也不必担心发生断供或者制裁！超强的可塑性，则代表着中国的芯片企业，可以完全根据自己的需求进行开发完善。不必拘泥于一个框架，然后在一个领域内死磕！
　　当然，除了这些以外，RISCV架构还有一个最大的优点，那就是年轻。短短10年的发展历史，意味着中国和西方并没有拉开差距。也就是说，我们与他们是在同一个起跑线上的。我们不用担心他们用生态链垄断市场，也不必担心他们用专利限制我们发展。而这些因素，在此前却是中国芯片崛起的最大障碍。
　　英特尔和微软用X86架构和Windows系统，联手打造出了一个Wintel生态联盟。直接垄断了PC端20多年。不仅让中国芯片难以打入市场，在系统桌面领域更是一度艰难求生！而在芯片架构方面的专利技术，更是让远在英国的ARM公司，想要进行授权都要看美国的脸色！不过幸运的是，伴随着RISCV架构技术的发展，在未来这些可能都会成为历史！
　　构架迭代中国争先
　　现如今，中国在RISCV架构阵营中已经夺得了主导权。国际RISCV基金会的18个理事会成员，中国企业已经夺得一半席位！与此同时，国内也已经成立了RISCV产业联盟和开放指令生态系统联盟。像华为海思、阿里平头哥，中科院计算所等众多科技公司也纷纷投入RISCV架构的怀抱。
　　阿里平头哥玄铁RISCV处理器
　　而如此高涨的投入自然也换来了回报！早在2019年阿里平头哥就正式推出了，首款基于RISCV架构的处理器玄铁910，并成功大规模量产。之后中科院基于RISCV架构打造的香山系列芯片也成功流片。到了今年12月，华为海思团队全自研的首款RISCV架构芯片也正式曝光，成功适配进入商用市场！
　　而且除了这些以外，像芯来科技、优矽科技等诸多企业，也纷纷布局RISCV技术。足以看出，中国芯片架构正在揭竿而起！
　　华为海思RISCV架构芯片
　　当然，现如今看重RISCV架构的也并非只有中国，像亚马逊、三星等科技巨头也开始涉足RISCV路线，甚至连苹果都开始面向社会招揽RISCV架构开发人才。其领域内的竞争正在不断加剧。而中国如果想将RISCV架构变成由自己主导的技术路线，那我们要做的还有很多！
　　从软件生态到操作系统再到市场反馈，中国的科技企业必须要拧成一股绳，然后打造出一个完整的芯片架构生态。当然这个过程会很漫长，可能需要十几年甚至几十年。但是大东要说的是，即使再艰难，我们也要坚持下去。因为这是中国芯片产业的背水一战，只有抓住这个机会，我们才能有底气的说中国芯无惧制裁！
　　好了，我是大东，一位硬核爱较真的科普作者，如果喜欢我的内容，不要忘了点赞关注，我们下期不见不散！