处理器类型之间的壁垒正在被打破，更复杂、性能更高的RISC-V内核即将出现。
RISC-V是未来吗?这是一个我们经常被问到的问题，让我们假设我们的意思是“RISC-V会成为处理器市场上的主导ISA吗?”“这无疑是一种不断发展的局面，在过去五年中发生了重大变化。
RISC-V于2010年起源于加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)，并花了数年时间才获得业界的关注。RISC-V基金会在2015年成立，这是向前迈出的一大步，是一个非营利组织，旨在推动RISC-V的采用。2020年初，RISC-V基金会活动被重新命名并重新注册为总部位于瑞士的RISC-V国际。
我记得在2017年的Embedded World展会上，Codasip展台上醒目地展示了RISC-V标志。许多参观者问:“RISC-V是什么?”，显示欧洲对此的认识很低。从那时起，情况发生了巨大变化，在所有地区都有很高的兴趣。
多年来，我们倾向于将处理器分类为MPU、MCU、GPU、APU、DSP等。有些设备，比如移动电话，会在设计中结合多种类型的处理器核心。如果我们回想一下2016年，MPU世界由X86架构主导，而Arm主导apu(应用处理器和手机生态系统)和mcu。
今天，我们可以在市场上发现一些新的趋势。
在RISC-V的早期，它主要用于学术项目。然而，到2016年，许多商业公司都在开发基于RISC-V ISA的嵌入式微控制器。对于RISC-V社区来说，这是一个相对容易的步骤，因为嵌入式开发人员习惯于从各种来源构建他们的系统，包括作为源代码交付的中间件。此外，嵌入式内核在复杂性上更简单。
RISC-V处理器性能呈上升趋势。来源:Codasip。
更有挑战性的是转向应用程序处理器，要支持丰富的操作系统，如Linux或Android，需要的复杂度要高得多。就手机应用程序而言，这是一个复杂的生态系统，RISC-V供应商需要一段时间才能支持。尽管如此，在使用Linux的系统中，RISC-V应用处理器还有很多其他的机会，并且可以选择IP核，例如Codasip的A70X来解决中端性能。
最后，我们可以期待越来越多的供应商在未来为高性能计算创建复杂的RISC-V内核。
随着半导体规模化的失败，传统处理器之间的界限正在变得模糊。随着对特定领域的加速器的需求越来越大，以实现具有成本效益的片上性能，调整设计以满足所需工作负载的需求变得越来越必要。
RISC-V ISA具有极简的基本整数指令集，并提供自定义扩展，是创建特殊加速器的理想起点。
虽然一些应用程序(如移动电话)具有复杂的遗留软件，但不太可能在短期内改变体系结构，而其他应用程序则没有限制。新的应用程序，如人工智能，正在转向RISC-V作为灵活和定制的开放ISA。在更遥远的未来，随着遗留因素不再适用，RISC-V有可能获得更大的市场份额。
最后，处理器市场有强烈的改变的愿望。自20世纪80年代以来，微处理器一直由英特尔/AMD X86双头垄断，但在90年代末，Arm成为手机处理器市场的事实上的标准。这种垄断进一步延伸到邻近领域，包括嵌入式领域。
在过去的十年里，我经常听到工程师们谈论“Arm疲劳”，对垄断地位和关键市场的供应商锁定感到不安。然而，只要Arm能够凭借其广泛的产品范围宣称“瑞士中立”，就不会有人因为授权Arm而被解雇。随着软银的收购，Arm的中立性被严重削弱，而可能与英伟达的合并可能意味着，Arm挑选出了他们的一个前客户作为战略合作伙伴，最终将被视为一个不安全的选择。
自由开放的RISC-V ISA已经引起了广泛的兴趣，很可能成为市场巨变的催化剂。作为一种标准，它有可能在未来几十年都是相关的，而且由于有多个供应商提供处理器核心，它避免了供应商锁定。
RISC-V出货量预计将强劲增长。资料来源:Semico Research Corporation。
虽然没有人指望拥有丰富历史的架构(如X86或Arm)会在一夜之间消失，但几十年来，设计师们第一次在RISC-V中找到了可行的替代方案。随着RISC-V的性能覆盖范围越来越大，生态系统迅速扩大，RISC-V的市场份额将继续增长。这反映在市场报告，如Semico研究该公司预测，到2025年，市场将消耗624亿个RISC-V CPU内核。
RISC-V肯定有一个快速增长的未来，很有可能成为主导架构。
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现代微处理器包含8个特定的硬件组件:(1)SMT(同步多线程)，(2)寄存器重命名，(3)指令重排序，(4)乱序执行，(5)推测执行，(6)超标量执行，(7)延迟分支，(8)分支预测。这些组件组成了某种“壮丽的八个”组件，从本质上提高了微处理器的性能。但不幸的是，它们非常复杂。具有这些组件的处理器核心是一个成熟的处理器核心，否则它适合于简单的应用程序，例如嵌入式系统，并可能作为加速器的载体。组件的“壮丽八项”是很难设计的，只有有经验的公司和开发人员才能做到这一点，并且需要很多专门知识。特别复杂的是SMT。一些英特尔处理器和著名的苹果M1处理器不包含smt也就不足为奇了。据我所知，大多数已开发的RISC-V处理器都没有来自“八大处理器”的组件，它们是为嵌入式系统设计的。
如果一家公司能够创造出包含所有“华丽的8个”组件的完整的RISC-V处理器，那么这将是一项重大成就，这样的RISC-V将被认为是世界一流的。这样的处理器可能比x86或ARM处理器稍好一些。为什么略呢?正如RISC-V基金会所宣称的那样，RISC-V基于40年前的理念。将庞大的x86和ARM软件生态系统移植到上面毫无意义。因此，RISC-V永远不会战胜x86和ARM。risc - v的唯一优势是开放ISA。世界需要绝对新颖的微处理器，它的性能要比现在所有的微处理器都高得多。有一种非常有前途的新颖的视角解决方案。因此，RISC-V的未来真的很模糊。
我不是专家，但一些RISC-V处理器确实有Ooo执行和分支预测，比如SiFive的U84和nucleisys的900系列。事实上，我听说过的第一个RISC-V处理器是一个叫BOOM的乱序处理器。
几乎所有的RISC-V核心都是基本序核。有一些OoO设计，但它们也非常基础和缓慢。没有快速RISC-V内核的开发板，你最多可以得到一个低时钟的有序内核(U74)，性能只有PI 3的一小部分。没有OoO RISC-V硅可用- U84似乎已被取消。甚至连RISC-V芯片都没有官方的矢量扩展。所以没有OoO，没有矢量，低时钟，只有基本的MIPS是从80年代重新哈希的。这就是RISC-V的未来吗?
毫无疑问，RISC-V每年的出货量是数亿，但在3年内声称600多亿是荒谬的，完全不可能的。即使是60亿也是非常乐观的。
然而，卖出多少亿份并不重要。设计一个像样的OoO核心是非常昂贵的。而设计一个能与Arm或苹果匹敌的核心则更加昂贵。如果没有来自数十亿内核的版税流，RISC-V设计者将如何支付账单?
这就是为什么我不认为RISC-V能够成功超越我们今天看到的简单嵌入式内核。
X86架构以Wintel组合的一部分而闻名，该组合主导了PC领域。Arm并没有取代它，而是在移动领域获得了吸引力，这成为了一个巨大的市场。今天，有许多新兴的应用程序，如人工智能、边缘计算、AR/VR等，这些都是绿色领域的机会，将增长到巨大的规模，对RISC-V来说是一个广阔的机会。
RISC- v基整数ISA可能与加州大学伯克利分校的原始RISC有历史上的联系，但由于其模块化和自定义指令，它能够用于非常广泛的应用。
复杂度的提升需要对处理器验证和设计自动化的高度重视，才能取得成功。