電子發燒友報道（文/周凱揚）

近日有不少報道聲稱英偉達對Arm的獨家收購談判已經進入最后階段，相關人士稱此項交易最快將在今年夏末之前完成。作為每年向市場輸送億萬級別芯片的架構，此番消息讓大家開始擔憂起Arm的立場，其開源競爭對手RISC-V又開始浮現在人們眼前。

作為移動處理器市場的霸主，Arm可謂是目前主流的RISC架構，英特爾雖然在PC端以CISC架構取勝，但隨著蘋果將Mac產品線轉為Arm處理器，英特爾即將損失PC市場的第二大客戶。那么作為同樣反抗CISC的RISC陣營中的一員，RISC-V究竟與沒有能耐與Arm角逐呢？我們不妨來看下這一架構在幾家頭部廠商中有何成果。

平頭哥

玄鐵910架構圖 / 平頭哥

平頭哥作為阿里巴巴集團旗下的半導體公司，由中天微與達摩院團隊整合而成。去年7月25日，平頭哥公布了成立后首款研發成果，基于RISC-V架構的處理器IP核玄鐵910。
玄鐵910是一款搭載AI向量加速引擎的64位16核處理器，指令集選用了RISC-V的RV64GC，并采用12級超標量流水線。

CoreMark分數對比 / 平頭哥

在性能測試中，玄鐵910達到了7.1 CoreMark/MHz，是目前已知RISC-V處理器的最高水準。每個核都支持32-64KB的L1數據與指令緩存，L2緩存最高可達8MB，且所有簇共享，與Arm的big.LITTLE架構類似。除此之外，該IP核還兼容RVV 0.7.1版本的向量擴展，平頭哥稱該IP核開始設計時尚處于早期RVV版本，未來會跟進1.0版本。

玄鐵910與Cortex的性能對比（EEMBC上，NBench下）

平頭哥這款玄鐵910旨在與Arm的Cortex-A73對標，在與麒麟970中的Cortex-A73核心進行實驗比對時，可以看出玄鐵910在許多方面都勝過Cortex-A73一籌。但這并不代表著玄鐵910已經如Cortex-A73般完善，作為剛公布的RISC-V IP核，平頭哥聲稱還要進行多年的開放式協作才能覆蓋一些額外的邊角案例。

RISC-V玄鐵處理器 / 電子發燒友網攝

此外，平頭哥同樣在去年宣布開源低功耗的MCU設計平臺，并搭載RISC-V 32位的玄鐵902，未來平頭哥還將推出玄鐵903，907和908等一系列RISC-V IP核。目前玄鐵910已在螞蟻金融的螞蟻鏈一體機FPGA中實現，頻率達200MHz。今年7月，采用28nm HPC+工藝的玄鐵910 CPU已經可達1.6GHz的頻率。今年九月，平頭哥將推出采用臺積電12nm FinFET工藝的CPU，可將頻率增至2.0GHz以上。上月底，全志宣布與平頭哥達成了全面合作，旨在打造AP級別的RISC-V產品，基于玄鐵902和906開發通用算力芯片，預計2021年推出第一顆RISC-V SoC。

SiFive

SiFive由RISC-V的創始人成立，也是首家做出RISC-V芯片的公司。今年8月11日表示，SiFive已從SK海力士與沙特阿美在內的投資者籌集了6000萬美元的資金，現有投資者英特爾、高通和西部數據也加入了這輪融資。

SiFive產品規劃 / SiFive

除了2、3和5系列的單發射處理器核心外，SiFive同樣推出了7系列的雙發射處理器以及去年10月公布的8系列超標量處理器。這其中又分為用于MCU、邊緣計算、IoT的E系列32位處理器，用于存儲、AR/VR、機器學習的S系列，以及用于數據中心、網絡基帶的U系列。

U84架構圖 / SiFive

U8系列是目前SiFive產品中性能最高的RISC-V處理器系列，專門用于對性能和延時敏感的市場應用，比如汽車、數據中心與深度學習的SoC。該系列目前包含優化了功耗和面積效率的U84以及附加矢量處理的U87 IP核。除此之外，U8系列將使用全新的7nm工藝，性能是28nm工藝U54的5.3-7.2倍。

U84性能 / SiFive

一個四核2MB L2緩存的U84 CPU，在7nm的制程下只需2.63mm2的面積就可以達到2.6GHz的頻率。SiFive將U84標準核與Arm的Cortex-A72進行了比較，并實現了后者兩倍的面積效率和1.5倍的性能。

芯來

芯來RISC-V IP產品路線圖 / 芯來

芯來科技是中國大陸首家專業的RISC-V IP公司，同時也是RISC-V基金會的銀會員。芯來科技為自研的RISC-V IP產品規劃了明確的路線圖。其中N100系列滿足傳統的8/16位內核升級需求，面向IoT等超低功耗場景；N200系列專為低功耗和嵌入式場景設計，用于替代8051和Arm Cortex-M內核；N300系列則針對能效比，對標Arm-Cortex M4等內核，適用于IoT和工業控制；面對對性能要求更高的Linux、邊緣計算和數據中心等場景，芯來也推出了600和規劃中的900系列，以及NX和UX等更高級別的多核64位架構。

UX600 系列系統框圖 / 芯來科技

今年5月末，芯來科技發布了UX600系列64位高性能RISC-V處理器，對標Arm的Cortex-A7、A9和A35。該處理器采用了6級的流水線架構，指令緩存和數據緩存的大小可配，并具有ECC保護功能。與此同時，芯來科技已經完成Linux在UX600處理器上的移植和驅動開發。

GD32VF103系列通用MCU / 兆易創新

芯來科技與兆易創新合作研發了GD32VF103系列RISC-V通用MCU，其中的Bumblebee內核就是由由芯來科技定制及授權的，適用于物聯網等超低功耗場景。在108MHz的同樣頻率，下其性能比Arm Cortex-M3提升15%，最大動態電流降低50%，待機電流降低25%。

N22處理器架構圖 / 晶心科技

芯來還為臺灣晶心科技開發了基于N200系列架構的N22處理器，該處理器支持晶心自己的RISC-V V5/V5e延伸指令集，并達到了3.93 CoreMark/MHz的處理器性能，頻率高達800MHz。

小結

作為開源架構，RISC-V并不用擔心授權費的問題，開發社區也更加開放。而出于對貿易限制的擔憂，維持技術中立性，RISC-V基金會也將總部從美國遷往中立國瑞士，因此供應商也不用擔心貿易封鎖和禁令的限制。

盡管如此，RISC-V的開發仍處于早期階段，并不是一個完善穩定的指令集架構，因為目前RISC-V的HDL軟核和軟件工具尚未成熟。而RISC-V處理器的性能也還未達到足以與Arm高端產品競爭的水準，哪怕是目前性能最佳的RISC-V 處理器IP核也只是與Arm Cortex A73對標，更不用說目前的的旗艦核心Arm Cortex A77，以及再度提升20%性能的下一代A78了。

但競爭和壓力都是處理器市場的常態，哪怕面對開源的RISC市場，RISC-V也有著SPARC、Power和SuperH的競爭。但同樣的場景也發生在上世紀80年代的8位CPU市場，當時每家廠商都想要推行自己的架構和芯片，其中兩大角逐者就是Zilog的Z80和MOS的6502，但此時一家叫做Intel的新秀開始崛起，最終占據了桌面CPU市場。RISC-V也身處同樣競爭激烈卻更加開放的處境，諸多廠商更愿意助推下一個有價值的市場，這也是高通乃至英特爾自己也投資RISC-V架構的原因。

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