不久前，特斯拉加入 RISC-V 基金会，并考虑在新款芯片使用免费的 RISC-V 设计。至此，已有 IBM、NXP、WD、辉达、高通、三星、Google、华为等一百多家科技公司加入 RISC-V 阵营。
有这种现象的原因一方面是 ARM 授权费实在太贵了，另一方面也是 RISC-V 提供指令集彻底开放，非常有希望成为 CPU 领域的 Linux。正因看好 RISC-V 的未来，不少科技巨头在 RISC-V 还是潜力股的时候趁早下注。
RISC-V 的诞生
2010 年，加州大学柏克莱分校一个研究团队准备启动一个新项目，而要设计 CPU，必然要选择一种指令集，然而 X86 指令集被英特尔控制得死死的，ARM 的指令集授权费又非常贵，MIPS、SPARC、PowerPC 也有知识产权问题。
在这种情况下，研究团队决定从零开始设计一套全新指令集，且要能满足从微控制器到超级电脑等各种大小的处理器。 正如业界常说，设计一套指令集并非黑科技，用这套指令集做成 CPU 才是真正有含金量的工作。团队只用了 3 个月就完成 RISC-V 指令集开发，并公开发表第一版。
指令集第一版只有不到 50 条指令，可用于达成一个具定点运算和特权型态等基本功能的处理器。如果用户需要，也可以根据自己的需求自订新指令。
这样一来，这套指令集兼具精简和灵活两大特点。随后，团队将这个新指令集命名为 RISC-V，RISC 指的是精简指令集，V 是罗马字母，代表第五代。因柏克莱分校的 David Patterson 教授在此之前已研发出四代处理器芯片。
更关键的是，团队将 RISC-V 指令集彻底开放，使用 BSD License 开源协定，这就使 RISC-V 不像 ARM、PowerPC 等指令集那样需要付费授权才能使用。且 BSD 开源协定给使用者很大自由，允许使用者修改和重新发表开来源码，也允许基于开源码开发商业软件发表和销售。怎么说呢，像 Linux 的 GPL 协定，就限制了商业公司行为。而 BSD 开源协定则不同，苹果的 iOS 就基于 BSD 核心，但使用开源软件之后，因 BSD 开源协定给苹果很大的自由度，苹果依旧可将 iOS 闭源并在商业市场赚钱。
对大学和科研院所等学术机构来说，RISC-V 也非常有价值。中国中科院计算所包云岗研究员团队在做一个项目时，最初选择 SUN 的 Open Sparc T1，然而这款处理器的社群活跃度和软件支援都不行，且独立性较差；然后选择 Micro Blaze，这款处理器却不开源；最后转向 RISC-V，完成了科研项目。相关技术成果已由华为用在海思 ARM 服务器 CPU。
正因 RISC-V 选择对商业公司非常友好的 BSD 开源协定，以及 RISC-V 兼具精简和灵活等优点，众多商业公司纷纷关注 RISC-V。
▲ RV12 RISC-V 处理器。
RISC-V 有望复制 Linux 的成功
目前的 CPU 市场，X86 和 ARM 是两大霸主，这两位霸主都非常霸道，英特尔根本不允许除 AMD 和 VIA 外任何一家公司使用 X86 指令集，且一旦 AMD 被收购，X86 指令集授权都要重新谈判。即便是全美达想透过翻译打插边球，结果也被英特尔用专利诉讼拖死了。
ARM 虽然比英特尔好一些，但也只好一些些，在指令集授权也非常吝啬，获得 ARM32 授权的公司一只手就能数完。ARM64 授权虽然多一些，但授权费却异常昂贵，法国芯片创业公司 Greenwave 表示，他们如果使用 ARM 架构，要花 1,500 万美元的授权费，且授权到期后，是否继续授权和授权费用都要重新谈。
因 X86 和 ARM 授权异常苛刻，很多大公司都对英特尔和 ARM 非常不满，而这恰恰给了 RISC-V 机会。包括 Google、华为、IBM、美光、辉达、高通、三星、WD 等商业公司，以及加州大学柏克莱分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、ETH Zurich、印度理工学院、罗伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学及中国中科院计算所等学术机构，纷纷加盟 RISC-V。2017 年 11 月召开的第 7 届 RISC-V Workshop，全球共有 138 个公司、35 所大学与研究机构参加。
除了商业公司和学术机构，印度政府更对 RISC-V 情有独钟。2011 年，印度开始实行处理器战略计划，资助 2~3 个研发处理器专案。印度理工学院马德拉斯分校的 G. S. Madhusudan 与 V. Kamakoti 教授在该计划支援下启动 SHAKTI 处理器专案。SHAKTI 专案就选择 RISC-V，并获得印度政府超过 9,000 万美元的经费支援。
2016 年，印度先进计算发展中心获得印度电子资讯技术部 4,500 万美元资助，目标研发一款基于 RISC-V 指令集的 2GHz 四核处理器。
过去数年，印度政府资助的处理器相关专案都开始靠拢 RISC-V，RISC-V 几乎成了印度的国家指令集。
目前，柏克莱研究团队已完成基于 RISC-V 指令集的顺序执行 64 位处理器核心（代号为 Rocket），并前后基于 45 奈米与 28 奈米制程进行了 12 次流片。Rocket 芯片主频大于 1GHz，与 ARM Cortex-A5 相比，实测效能高 10%，面积效率高 49%，单位频率动态功耗仅 Cortex-A5 的 43%。在内嵌式领域，Rocket 已可和 ARM 争场了。
WD 声明，每年将使用 10 亿个 RISC-V 核心；辉达也宣布，将把 RISC-V 用于 GPU 内部控制器。美国 DARPA 也资助一些公司基于 RISC-V 设计航太机器的芯片；还有众多商业公司计划基于 RISC-V 开发针对 IoT 的智慧芯片，针对保安的芯片，以及服务器的主板管理控制器等。软件生态方面，也逐步完善，比如除错工具链、中断控制器、JVM、LLVM、Python 等开发者常用的软件工具都在进步。
依靠开源和免费，全世界的商业公司、学术机构都可开发相容 RISC-V 指令集的处理器，且不需要支付 1 分钱。这使 RISC-V 有望被全球开发者广泛应用，并复制 Linux 的奇迹。何况 RISC-V 的 BSD 开源协定，比 GPL 协定对商业公司更友善，使商业公司有很强的动力推动这件事。
结论
诚然，依靠开源和免费，RISC-V 非常受大学和科研院所青睐，并有望在教学领域大展拳脚，而这又会给 RISC-V 培养源源不断的后备军。对商业公司来说，由于 ARM 的授权费实在太贵了，也有较强的动力去做 RISC-V，帮自己保留备用选项，避免绑死在 ARM。
不过，RISC-V 也有隐忧，就是缺乏强有力的主导者，导致碎片化。当年 MIPS 其实也非常学院派，MIPS 阵营的商业公司可自由添加指令，比如龙芯就以 MIPS 为基础添加了 1 千多条新指令，形成自己的指令集 LoongISA。这又使开发软件时，即便同样属于 MIPS，也必须分为龙芯版和 MIPS 版……
由于 RISC-V 也允许用户自己加新指令，这有可能使 RISC-V 碎片化，也许未来华为、高通、Google 开发的 RISC-V 处理器都属于 RISC-V，却无法跑同一套软件。
毕竟完全开放与有力领导是矛与盾，如果无法解决这个问题，恐怕 RISC-V 很难成长到与 X86 和 ARM 争雄的水准。
（本文由 雷锋网 授权转载；首图为 RISC-V 处理器原型，来源：By Derrick Coetzee (User:Dcoetzee) [CC0], via Wikimedia Commons）
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