如何看待開源指令集RISC-V ?

知乎使用者2015-09-11 20:42:17

現在已經有不少關於RISC-V的專案了

瑪德拉斯

印度理工學院（IIT Madras）

6

發展了從微控制器到伺服器/HPC級處理器的全系列處理器。該專案始於IBM的Power ISA，但是由於技術和許可證等原因1年之後轉向RISC-V。設計了6個不同的印度本地的處理器和相關片上系統，提供了替代專有商用處理器的可行的開源方案。 所有實現將以免專利費/權利金形式提供，其BSD （Berkeley Software Distribution， 伯克利軟體套件）許可證的開源方式與RISC-V的理念相符合。（

http：//

rise。cse。iitm。ac。in/sha

kti。html

）

LowRISC

1

lowRISC專案（

http：//

lowrisc。org

） 的基地是英國的劍橋大學，由流行的35美元計算機Raspberry Pi的創始人之一領導。他們的目標是生產基於開源RISC-V的片上系統，並已規劃了大批次矽片製造以及低成本開發板。

Bluespec

1

美國的EDA公司Bluespec（

http：//

bluespec。com

）因有使用者對於開放指令集體系結構感興趣，所以他們正在使用Bluespec的邏輯綜合工具設計RISC-V，並已將GDB（GNU Debuger）偵錯程式和GNU軟浮點應用二進位制介面（Application Binary Interface， ABI）移植到RISC-V。

國內也有不少從業者對此比較關注，主要是想將RISC-V應用在物聯網、大資料等領域。

下圖是與ARM的比較，資料是最真實的，功耗、面積、效能都是槓槓的。

基本指令集包括40條RISC整數指令和10條用於同步、系統呼叫和計數器操作的其他指令。

使用的RISC_V都需要實現這些基本指令，並稱之為RV32I。對應的RV64I 、RV128I也是一樣擴充套件對應的位寬即可，參考下圖。

另外包括擴充套件指令，主要包括壓縮位元組指令、乘除、單/雙/四精度浮點運算指令、原子指令。

從上面可以看到，功耗、面積、效能都不亞於ARM，甚至優於ARM（當然上表只是對比A5），並且指令豐富，可擴充套件性強，並且開放，有免費開源的編譯、模擬環境，令人遐想無限。

結論：生態已經構建好了，如果有相應的產品出來，以及大量的人力物力投入，我覺得前景還是很不錯。ps：我挺看好這個專案，特別是像中國近幾年大力發展CPU的情況，機遇很好，能不能抓住就是另外一個問題了。

郭雄飛2016-04-28 17:57:26

［歡迎訪問

https：//

cnrv。io/

，幾個愛好者一起辦的為國內愛好者服務的網站，雙週簡報提供了最新鮮的RISC-V資訊］

不請自來，目前我還是比較看好RISC-V的。

我認為，在

摩爾定律終結

、

計算微體系結構已經非常成熟

、

開源軟體飛速發展的時代

，RISC-V由一個專

業的團隊

開發和維護，並且充分利用

社群的力量

，提供了一個相比其他商業指令集來說

並不差

的選擇，非常有希望藉由在

開源硬體商業模式上的創新

在未來的CPU市場上

佔有一席之地

。

更詳細的可以關注我最近給摩爾精英寫的一篇文章 RISC-V登場，Intel和ARM會怕嗎？

——以下為閒扯——

去年國慶期間利用去歐洲玩的時間抽出一天參加了下ORCONF 2015，這個會議是最早是OpenRISC的愛好者會議，後來發展成為“An open source digital design conference”，囊括了各種開源CPU、EDA等等議題。另一方面，我司已經用OpenRISC流片了很多次，用在一些效能、功耗、面積不是要求很高的應用裡，所以去參加這個會議也順便認識下參與OR專案的各種牛人。

會上碰到了RISC-V的主要發起者Prof。 Krste和他的團隊，以及lowRISC的Alex，還有Gray Research的Jan Gary，雖然沒有深聊，但是發現很多原來搞OpenRISC的人不少都去搞RISC-V去了。回國之後，開始意識到自己過去的一兩年裡錯過了開源CPU的大事件，前幾年聽到RISC-V這個東西，以為又是某個研究機構或者愛好者自己搞的一套指令集，成不了什麼名堂，後悔自己太過naive。於是開始玩RISC-V，編譯工具鏈、模擬器、執行Linux等等。前段時間還試著把OpenWrt移植到了RISC-V QEMU上，將來或許可以做一個無線路由什麼的。（GitHub - xfguo/riscv-openwrt： ［In Progress］ Porting OpenWrt to RISC-V）

rredline2017-04-14 22:24:31

從我部落格移來的文章。。。

（2018。07。29 更新）

RISC-V - 解決國產民用處理器困局的終極方案？

都說處理器和作業系統是國產自主可控的努力核心，其實都錯了，真正的核心應該是CPU指令集。

對於解決國產民用處理器長遠的困局，最重要的是大方向要走對，避免陷入各種自研x86/ARM等“假自主”陷阱，也避免走SPARC/PowerPC等沒有任何民用前景的道路。

先不要管處理器和作業系統，第一步先要解決了處理器指令集的選擇問題，龍芯沒錯是屬於自主可控並有它的存在價值，但它不夠開放，起碼華為、中興、展訊、BAT沒一家能拿來研發CPU互相競爭，單靠龍芯一家公司很難打破x86或ARM構建的民用生態堡壘。既然如此，我們何不採用群狼戰術？以國內各網際網路巨頭各自研發基於業界主流開放指令集設計的IoT物聯網終端微控制器或自身伺服器機群所需並可推向民用的處理器相互競爭，快速形成生態取代x86/ARM。需知道良性激烈的競爭才造就了中國今日網路應用的發達，處理器也可以。

經比較RISC-V（讀risk-five）指令集可能是最適合中國國情的，它的方針與我國秉持的開放共享、互利共贏的發展理念完美貼合。國外的巨頭如谷歌、高通、三星等現在都已經加入RISC-V Foundation基金會並開始佈局RISC-V處理器架構的開發了，國內公司跟進的卻不多（目前已知的僅有中天微、華為、高雲、樂鑫、華米、中科院計算所等），情況令人擔憂。在如今國家倡導創新型經濟的時代，國內公司應該拋棄短視與急功近利的被動跟隨者模式，以積極的方式加入基金會並主動引領技術發展以為將來獲得更多話語權。

RISC-V誕生於美國UC Berkeley大學。2010年的一個學校假期，有感於傳統商業閉源指令集在教育上使用時的侷限性，大學教授Krste Asanovic、David Patterson連同畢業生Yunsup Lee、Andrew Waterman創造出了RISC-V指令集的雛形。此指令集以精簡、高效、低能耗、模組化、可拓展、免費開放、無歷史負累低效指令等為研發目標，經過幾年積累，除了在教育領域應用，認識到它的優勢，團隊也決定將之推出市場商業化。

武漢聚芯和北京九天最近（2017。10）在GitHub上開源了其蜂鳥E200系列處理器，面向微控制器，物聯網與可穿戴裝置。這是國內由商業公司開源的第一款支援RISC-V指令集的處理器。處理器設計者胡振波打出了”成為國內的下一個8051“的口號。

（目前開源的RISCV核心基本上來自國外，且很多采用Chisel開發，大多數IC設計工程師對Chisel這種全新的高層次描述語言接受能力有限。因此國內使用Verilog來開發的開源蜂鳥E200處理器相對就比較容易上手了。）

蜂鳥E200 SoC架構。RISC-V RV32xx核心。基於開源SiFive E310 SoC開發，但將E310中的Rocket Core核替換成蜂鳥E200核。

（蜂鳥E200 系列Core & SoC 原型快速使用說明。pdf）

國內荔枝派推出的荔枝糖RISC-V開發板（Wiki： 荔枝糖 全流程指南 - 荔枝糖 全流程指南 文件 ；

Q群：573832310），是目前市面上價效比最高的RISC-V開發板（某寶有預售），用安路科技Anlogic EG4S20 FPGA實現蜂鳥E200軟核。

國內PerfXLab澎峰科技推出的Perf-V系列開發板（某寶有售），用Xilinx Artix-7 FPGA實現蜂鳥E200軟核。

SiFive Freedom E310晶片（2016年11月）架構，採用RISC-V RV32IMC/RV32EMC核心。

（SiFive公司由RISC-V指令集發明者Krste Asanovic、Yunsup Lee等創辦，致力於協助RISC-V開發者與中小企業以低成本的方式邁入RISC-V門檻。）

SiFive E310 晶片與現有Arduino採用的晶片對比。

SiFive HiFive1開發板， 採用SiFive Freedom E310晶片，320MHz RISC-V 32-bit架構，相容Arduino介面，聚焦於微控制器，物聯網與可穿戴裝置。

RISC-V如Linux一樣開放（包括RTL），如ARM那樣高效低能耗，沒有專利或許可證方面的顧慮，而且BSD 3-Clause協議也容許企業新增自有指令集拓展而不必開放共享以實現差異化發展，RISC-V基金會則保證了RISC-V生態不會出現碎片化，最重要的是中國的國企民營網際網路巨頭都能夠拿來設計CPU互相競爭，而在作業系統層面又互相相容，想像一下，若華為、展訊、BAT等都能研發互相競爭而又互相相容的處理器，以他們巨大的財力，那絕對是一個百花齊放、朝氣蓬勃的國產處理器市場。

與另一個開源指令集專案OpenRISC不同，RISC-V已經走過了模擬驗證和流片驗證的階段，降低了中小企業的應用風險。對企業來說，OpenRISC缺乏吸引力，主要是因為該指令集採用的LGPL協議強制企業共享任何的創新，難以保護企業的利益。

RISC-V沒錯目前的生態還處於初級階段，但得力於大量的科技業巨頭進駐RISC-V基金會，生態建設成熟的很快，反正中國的自主應用生態也不大，歷史包袱不重，從零開始建立互相相容的RISC-V生態或正處於一個最好的時機。更何況以目前RISC-V在業界掀起的巨大波瀾來看，可以期待將來它的生態甚至很可能足以挑戰x86和ARM的地位。

一開始大可不必直上桌面處理器，可以先從微控制器和嵌入式入手，因為這一領域對於應用軟體生態的依賴性不高，先把量做上去，培養出一批設計企業、人才與認識到RISC-V優勢的使用者，然後可以再循序進入手機、桌面甚至超算系統。面對移動5G的臨近而洶湧而來的IoT物聯網大潮， RISC-V為此領域提供了一個高能效低成本的解決方案，這其中的鉅額商機想必也是吸引谷歌、高通、三星等投資開發的重要原因。

nVidia已經表示將來會把旗下的GPU控制核心替換成RISC-V核。硬碟大廠西部資料也已經明確表示將來會把旗下的硬碟控制處理器替換成RISC-V核，那可是每年10億至20億個核的量！

國內飛騰公司棄SPARC而轉入ARM陣營固然有生態方面的考量，也是目前應對超算研發節點的不二選擇，但長遠來說，ARM在自主性、可持續發展性與經濟性上有它的侷限，相信將來RISC-V會在時機成熟的情況下在超算界佔有一席之地。據悉歐盟超算機構EPI已經決定在規劃中的兩套下一代E級超算中的其中一套用上RISC-V處理器。

SiFive Freedom U540 SoC晶片架構（2018年2月），採用RISC-V RV64GC 64-bit核心，能跑Linux（從Linux 4。15開始RISC-V的核心程式碼已經合併進了Linux主線核心），聚焦於機器學習、儲存與網路，4+1多核1。5GHz（4x U54 RV64GC應用核，1x E51 RV64IMAC管理核），2MB二級快取，64-bit DDR4+ECC，1x 千兆乙太網， TSMC 28nm。

SiFive HiFive Unleashed U540 SoC開發板。板載8GB DDR4 ECC RAM，32MB四通道SPI快閃記憶體，USB UART ，千兆乙太網， Micro SD卡槽以及FMC拓展介面。

HiFive Unleashed Expansion Board（由Microsemi和SiFive合作推出的拓展板，2018年5月），透過FMC介面與HiFive Unleashed開發板相連，方便固軟體工程師在此平臺上編寫Linux應用程式。板上提供了PCI-E x16和PCI-E x1插槽各一條、SATA埠、M。2 SSD埠、兩個USB埠、兩個Micro USB埠，兩個CAN收發器，HDMI、DDR4記憶體擴充套件、由eMMC管理的NAND快閃記憶體和MicroSD卡插槽。

《手把手教你設計CPU——RISC-V處理器》中文書籍（胡振波著，預定於2018。05出版，講述如何使用Verilog設計RISC-V處理器。）

新版經典高校教材《計算機組成與設計（RISC-V版本）》 （密碼： 243p）

RISC行業大牛David Patterson寫的《RISC-V讀本：開放架構脊樑》書籍

國內被應用的指令集千奇百樣，有x86、ARM、LoongISA、申威-64等，一開始這對於累積人才確有好處，但害處也是顯而易見，就是造成嚴重的重複建設，資源浪費。而在高校這個孵化人才的搖籃，也缺少了一個開放、先進、與市場接軌並適合作為各大計算機學子CPU啟蒙教育的RISC指令集教材。在美國，已經有不少知名高校開始把原本使用的MIPS指令集啟蒙教材轉換成RISC-V了。更矚目的是在軟體業發達的印度，她們已經將RISC-V列為國家標準指令集，專注一處撥出鉅款研發，不得不說在我們沾沾自喜於網際網路業發達的同時，對於擁有光明前景的RISC-V上缺乏有遠見的核心技術自主性與戰略性建設，我們甚至有可能在不遠的將來在自主民用處理器這一塊敗於印度！

文：暖一暖

RISC-V中英文版技術手冊，SiFive RISC-V產品技術手冊，蜂鳥E200系列產品技術手冊

連結：

https：//

pan。baidu。com/s/1qX9uKZ

a

密碼： ewah

武漢聚芯和北京九天的蜂鳥E200系列處理器GitHub開源

SI-RISCV/e200_opensource

CNRV（RISC-V中國非官方微信社群）

CNRV - 為推廣RISC-V盡些薄力

年輕人啊不要熬夜2019-06-11 19:08:24

本科亂點技能樹時，在17年底瞭解到了RISC-V，當時覺得很新鮮，興沖沖地轉發到實驗室的群裡，說“我發現了一個好玩的東西！”，然而，我發現我還是太年輕了，老師們好歹也是IC行業的老前輩了，早就看穿了一切，這波熱點還是比我瞭解得清楚。

後來，課題組和某司合作密切，現在在合作研發一個基於RISC-V核的嵌入式SoC，所以又對RISC-V有了進一步的瞭解。

其實根據我淺薄的理解，RISC-V的優點無非就是

開源

、

無歷史包袱

、

可定製。

這些其他答主已經回答得非常不錯了，我就不贅述了。

我主要講一下RISC-V現在的

生態

。

RISC-V官網其實有一個IP核、SoC、軟體生態的彙總頁面，上面列舉了現有的IP核、SoC、編譯器、模擬器等。

RISC-V Exchange： Cores & SoCs - RISC-V InternationalRISC-V Exchange： Available Software - RISC-V International

光看這個你會覺得RISC-V的生態很強大了，有這麼多IP和SoC，有能跑的Linux等，有GNU套件、LLVM、qemu等的支援，簡直起飛有沒有！

但其實並沒有這麼好，RISC-V的生態還是非常弱的。

以一個例子為例，LLVM的RISC-V target至今（LLVM 8。0。0）還沒正式進入主線（LLVM_ALL_TARGETS），還是一個Experimental target，需要自己開啟編譯選項編譯（據說是因為LLVM的開發者把重點放在了port ARM架構），這無形中勸退了LLVM黨。不過這個不是什麼問題，用gcc就是了。

目前各個方面都在努力開發跟上，我相信生態的建立不是一時半會兒的，以後肯定會越來越好，以我遇到的坑（霧）來說，大家還是很重視RISC-V的。這個坑可以說坑了我一箇中午，害我飯都沒吃爽快。前一天（2019年4月12日）我剛編譯了一份riscv-qemu來進行模擬，第二天師兄用蜂鳥的板子除錯一直沒搞好，我就說要不你先用QEMU吧，先把開發流程走一遍。於是就開始git clone make install一把梭，然而，clone後發現裡面沒有程式碼！懷疑人生了很久，用history看了昨天我執行的命令，確定無疑之後，懷疑GitHub抽風了，上去一看，發現riscv-qemu已經併入QEMU的upstream，從4。0。0開始正式支援RISC-V的模擬了，所以作者把倉庫存檔了……可以看出，對於RISC-V大家還是很熱情的嘛！

（大家記住，QEMU從4。0。0開始正式支援RISC-V了）

如果要進行RISC-V相關的開發，給大家排雷：

板子用蜂鳥或者SiFive的，或者先用QEMU（4。0。0以上！）模擬；

編譯器目前用gcc比較好（可以從SiFive的官網下載編譯好的），如果是LLVM黨也可以自己編譯RISC-V的target；

除錯可以用gdb配合QEMU的singlestep，有板子的話，可以用J-Link配合OpenOCD；

IDE我是用Clion然後自己配工具鏈，SiFive推出了自己的IDE（我沒用過，師兄評價不咋地），也有開源的Eclipse for MCU，個人感覺坑比較多，也不太推薦。

RISC-V目前主要在嵌入式領域發力，也不知道能不能幹過ARM，隨緣隨緣~

2019。9。7更新：

RISC-V的backend即將在LLVM 9。0移除出experimental，進入預設構建target。

The RISC-V LLVM backend in Clang/LLVM 9。0

知乎使用者2020-03-17 12:05:20

實在是看不慣大家吹彩虹屁吹下去了，說幾句得罪人的話。

我想問問大家，在這個時間點上，RISC-V的生態位是什麼，商業模式是什麼，在硬體領域大搞開源運動的意義又是什麼？

很多人拿RISC-V比作Linux，覺得“Linux的成功是因為擁抱自由與開源，所以RISC-V擁抱開源必然成功”——首先這就是一個巨大的誤解，Linux的成功是因為所有軟體硬體廠商發現OS領域的技術已經複雜到讓微軟、Google、IBM、Intel等巨無霸都無法用自己技術力量來維護了，因此“開源”實際上是更堅實更有效的“協作+共同賺錢”的商業模式，反而促進了大大小小的廠商自願花錢緊密圍繞在Linux路線圖中協作下去從而共同獲利——這不僅是Linux的成功原因，也是各種複雜龐大且前沿的開源專案成功的原因——RISC-V作為從學術界的無歷史包袱、設計理念前沿的指令集，開源當然是個好事，但是開源一定意味著資本之間的合作式成功嗎？如果大家共享一份開源的指令集，而像現在RISC-V的官網一樣三四十個廠商各自擁有一份私自的implementation，那麼“開源”無法帶來“協作”而導致大量重複的工作，這樣的意義又是什麼呢？Linux的成功秘訣是“複雜專案下的協作”，而“開源”只是逼迫大資本的技術人員妥協和協作的手段之一——而不是絕對唯一的目的；

RISC-V的行業中的生態位是什麼？一堆人回答“類比Arduino”、“類比樹莓派”、“類比cortex A5”——歸根到底還是低效能、低功耗的嵌入式裝置，基本用在control board、MCU、IoT裝置上，是邊緣中的邊緣，在業界處於利潤最低、門檻最低的生態位上。那麼問題來了，三四十家廠商、大學、研究所湧入“RISC-V”這個生態，每個團隊要麼是純粹學術界團隊，要麼是商業和產品導向性的公司，一群散兵遊勇，每個小團隊有一套自己的、路線和技術完全不同且無法相容合作的implementation，壓根沒有Linux那種“一個委員會掌舵，所有公司和開發者按照一個路線圖合作”的方式——這樣的開源、自由與免費，豈不是一種浪費？

RISC-V生態以後到底有哪些成功的商業模式？如果光是低效能、低成本、低功耗、低利潤的IoT晶片、micro controller甚至直接跑在FPGA上——那麼指令集級別的“開源運動”，能帶來商業上的多少利潤？要知道C8051、AVR、Adruino，以及各種大量低端到幾塊錢人民幣每片的ARM都是成熟的商業模式，巨大的出貨量早就攤平了研發測試和授權成本；另一方面如果沒有持續不斷的收入，沒有相比於各種同行們具有革命性的優勢和利益，你又如何說服開發者和客戶去選用你的設計呢？更不要說現在絕大部分RISC-V的團隊都還在開源HDL/RTL給大家燒錄進FPGA用的層次上，你降低了研發成本和測試成本，提高了研發速度，但最終還是要被FPGA廠商割一輪韭菜。

市場證明了消費市場裡通用計算領域x86是成功的，擁有完整的生態和巨大的使用者粘性；ARM在移動領域裡的成功，是基於移動領域沒有x86的設計和哲學包袱的大前提下，在一個全新的市場追趕上；同時還有一堆細分領域因為技術迭代慢、對效能和功耗要求不高、對特殊特性有需求而分佈著各種小眾架構比如車載晶片、IoT、極低成本的遙控器和玩具控制等MCU等——而RISC-V在商業模式上會有哪些潛能，我目前還沒看到。

目前看起來，RISC-V在商業上最成功的就是不斷賣開發板的SiFive直接把FPGA做到了Microsemi上，以及PerfXLab的一些跑在FPGA上的產品——然而這都是賣給開發者的玩具，不是賣給消費者的產品，如果開發者失去了希望，那麼以後連開發者也不會買了。而且SiFive做到Microsemi上的原因是為了各種security的特性，然而security從來都是Microsemi的，跟RISC-V本身也沒太大關係，如果打著security的旗號賣RISC-V的方案那就是完全的本末倒置。

利益相關：“I know more about Microsemi security things than anybody”