科工力量：性能打破天花板？国产RISC-V处理器还有很长的路要走

【文/科工力量专栏作者 铁流】

日前，由阿里巴巴平头哥举办的首届玄铁RISC-V生态大会在上海举行。就本次大会发布的内容来看，主要是对过去几年的成绩做了汇总，以及一些对未来的期望。目前，RISC-V在中国刚刚起步，风险与机遇并存，确实是国产CPU突围的一个选项，但不宜过度吹捧。

RISC-V是反抗知识产权霸凌的产物

一直以来，知识产权是西方国家对中国发难的一张牌。在这方面，最典型的例子就要数特朗普，特朗普就在推特中声称，有价值3000亿美元知识产权被窃。

以史为鉴，在抄袭前人知识产权方面，最成功的典范就是美国。在美国追赶欧洲技术的时代，美国无视欧洲专利，并且肆无忌惮的山寨和偷窃欧洲技术。只不过如今山水轮流转，轮到美国处于技术优势地位了，于是美国就利用知识产权作为武器，打击在科技水平上处于追赶地位的发展中国家。

专利的本意在于社会保障权益的情况下，私有的知识逐渐变为公有。就理想状态而言，好的专利能吸引投资，更好的回馈创新者，而专利保护期的有限性能鼓励发明人继续创新。他们的新知识在保护期内能用于教育，保护期后能用于商业，使后来者可以更好的利用。但这只是最理想的状态，在实践中，欧美科技公司总是会滥用知识产权，形成事实上的知识产权霸凌。

这方面，最典型的例子就是高通。在3G时代，高通创始人中的一位世界级科学家，通过一篇论文论证CDMA可以比TDMA提升18倍，于是全世界都把CDMA作为通信技术未来发展的方向，然后高通通过对CDMA技术的垄断，在3G时代滥收高通税，引发众怒，这几年中国、欧洲和韩国对高通频频发起反垄断调查，则是秋后算账。

Intel滥用X86专利也是一个很好的例子。早期，做X86的并不止如今的Intel、AMD两家，Cyrix也是玩家之一，在Cyrix被VIA收购以后，为了垄断市场，Intel对VIA祭出专利大棒，把VIA的X86芯片彻底打死，顺带拍死了VIA曾经很红火的桥片业务。之后全美达想要通过兼容X86的方式打插边球，结果被Intel用专利诉讼的方式活活耗死，因为在诉讼期间，没有公司敢和全美达做生意，最后全美达打赢了官司，输掉了公司。

新崛起的ARM，在授权上也略有滥用知识产权霸权地位的味道，ARM虽然卡的没Intel那么死，但购买ARM指令集授权颇为不菲，而且还不允许你改。在过去几年里，ARM多次配合美国政府制裁中国企业，数月前，ARM直接宣布不再授权中国芯片设计公司使用其先进的CPU芯片设计IP。

正是因为Intel和ARM太霸道，RISC-V兴起，随后获得了全球大量商业公司的青睐。由于美国对中国发起科技战，以及Intel和ARM过于霸道，中国IC设计公司只有两个选择，要么研发自主指令集另起炉灶，比如龙芯和申威，要么再找一个国际上相对开放的新指令集，比如RISC-V。对于当下的中国IC设计公司而言，如果胆略不足，或能力不足，不敢另起炉灶，开发和使用自主指令集，那么，RISC-V则是必然的选择。

当下的RISC-V处理器更适合嵌入式应用

目前，对于RISC-V有不少过于乐观的吹捧，有学者就表示RISC-V是中国CPU领域受欢迎的架构，成为推动新一代信息技术发展的新引擎。还有媒体认为，平头哥已基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配，包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、openKylin、创维酷开系统、RTT等操作系统。这意味着RISC-V完全有能力通过云、桌面、终端等不同操作系统承接软件应用，上层应用开发者0代码即可顺滑实现架构兼容。

铁流认为，这些评价对于目前的国产RISC-V处理器而言无疑是捧杀，当下的RISC-V处理器仅能满足嵌入式场景，对于桌面和高性能服务器来说力有不逮。

首先，当下的国产RISC-V处理器性能不足。以玄铁910和无剑600为例，这里说明一下，玄铁910是CPU核，类似ARM Cortex A55，无剑600则是CPU，无剑600集成了四个玄铁910。

根据测评显示，C910  AI推理性能与龙芯GS264和君正Xburst2相当。

当然，这只是推理能力测试，并非通用性能测试。就单核性能而言，网传无剑600 SEPC06测试为10-12分。从这个测试可以看出，玄铁910大概率是一个轻量级的CPU核，与AMD的Zen、龙芯的LA664等高性能CPU核有不小差距。总的来说，无剑600是一个给开发者的平台，RISC-V在嵌入式方面前景不错，但想要在桌面和服务器市场立足尚需时日。

其次，RISC-V目前的指令集并不适合做高性能CPU。当下，RISC-V标准指令集非常精简，32位基础指令是47条，64位基础指令15条，基础指令共62条，加上并入标准的扩展指令，总数约为二、三百条。RISC-V功能比较简单，张福新在讲座中指出，用RISC-V和龙芯实现同样的功能（GCC编译器），RISC-V会比龙芯多用20%指令。说的透彻一些，RISC-V还不是一个成熟的商业指令集，还是一个不断完善中的指令集标准。以X86和ARM而言，X86、ARM指令数超过2000条，RISC-V如果想要做高性能桌面产品，目前的指令集是肯定不够的。类似的，龙芯的基础指令集有300多条，加上向量指令、虚拟化、二进制翻译等，指令超过2000条，这才是成熟商业指令集的正常形态。

诚然，RISC-V允许自行拓展私有指令集，但有时候也不是允许拓展就能解决一切问题。具体来说，要做基于RISC-V指令集的高性能桌面CPU，自己拓展了一堆私有向量、虚拟化等指令，这时会发现这些指令没有任何软件支持，因为自己拓展的这些不是RISC-V标准指令集。行业里甚至可能还会发出不公开私有指令、碎片化、分裂RISC-V生态等指责。

也许几年后，RISC-V进一步发展推出了新的标准，支持了之前没有的特性，为了兼容标准RISC-V生态，就必须放弃自己已经拓展的指令，这等于前功尽弃，基于私自拓展指令设计的CPU都因不兼容标准RISC-V而在RISC-V体系中被边缘化。

实质上说，本次玄铁RISC-V生态大会是阿里给自己的RISC-V处理器炒热度做展销。而且一些说法言过其实，比如声称“玄铁910打破了RISC-V性能的天花板，让基于RISC-V架构的高性能芯片成为可能”，即便不提国外机构设计的RISC-V处理器，只看国内，当下国产RISC-V处理器的天花板是包云岗老师主持研发的香山处理器，何况玄铁910只是一款轻量级的CPU核，距离其标榜的高性能尚有不小差距。

另外，Linux发行版支持RISC-V是一回事，海量的应用软件是否支持玄铁和无剑则是另一回事，这一点在信创工程中被充分验证，繁琐的软件适配工作已经成为国产CPU推广的最大障碍，Linux发行版支持RISC-V这仅仅是万里长征第一步，想要进军桌面和服务器，国产RISC-V处理器还有很长的路要走。

RISC-V最大意义是培育人才和提升能力

刘鹤副总理在北京调研集成电路企业发展时指出，“发展集成电路产业必须发挥新型举国体制优势，用好政府和市场两方面力量……必须始终坚持国际合作，广交朋友，扩大开放，坚定维护全球产业链供应链稳定”。

作为一个冉冉上升，有望和美国平起平坐的大国，美国有的，中国必须有，美国没有的，中国也要有。特别是在美国发起科技战，在半导体方面遏制中国的大背景下，中国必须有龙芯申威这样的纯自主CPU。同时，中国市场很大，嵌入式市场异常广阔，足以养活多款指令集CPU。

由于有国内外众多厂商参与，RISC-V的产业生态会逐步成熟，特别是在嵌入式应用方面，会有大量商机。不过，RISC-V毕竟是美国人搞的东西，虽然目前RISC-V基金会拥有RISC-V开放指令集标准，RISC-V基金会表示并不会受美国出口管制，但未来究竟会怎么样？谁也无法保证RISC-V不会受到国际政治波及。

从这个角度看，RISC-V是国产CPU的一个备选项，甚至只是一个补充选项。RISC-V最大的意义是培育人才，锻炼队伍，提升本土设计团队的技术和能力。

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