【科技热点】英伟达收购了ARM之后，RISC-V会崛起吗？
美国当地时间9月13日，英伟达宣布同意以400亿美元的价格从软银手上收购英国芯片设计商ARM公司，这笔交易将刷新半导体行业的收购纪录，但仍然面临巨大的监管挑战和竞争者的反对。
以上这个新闻虽然没有成为今天的头条，但是对于稍微关注一些科技消息的观众都会敏锐地联想到一个不好的消息，万一ARM公司最终成为一家彻底的美国企业之后，是否也会像半导体生产公司一样来作为其政治斗争的工具?各行各业的芯片内核如今都是ARM公司授权的，一旦ARM被收购之后，会不会回收中国半导体公司使用ARM内核的授权？ARM内核ARM 公司的总部位于英国剑桥，它拥有 1700 多名员工，在全球设立了多个办事处，其中包括比利时、法国、印度、瑞典和美国的设计中心。虽然ARM公司的总部在英国，看着是一家英国公司，但是它的骨子里却是一家十足的美国企业，ARM公司其实是苹果、诺基亚、Acorn、VLSI、Technology等公司合资，于1991年在英国剑桥成立的半导体设计公司，2016年7月18日消息，日本软银已经同意以234亿英镑（约合310亿美元）的价格收购英国芯片设计公司ARM。
它创新性的通过授权IP核（知识产权核心）的形式，向不同的半导体公司出售内核代码。当然，它出售的IP核即我们所一直听说的ARM内核。ARM 的商业模式主要涉及 IP 的设计和许可，而非生产和销售实际的半导体芯片。ARM向合作伙伴网络（包括世界领先的半导体公司和系统公司）授予 IP 许可证。这些合作伙伴可利用 ARM 的 IP 设计创造和生产片上系统设计，但需要向 ARM 支付原始 IP 的许可费用并为每块生产的芯片或晶片交纳版税。除了处理器 IP 外，ARM还提供了一系列工具、物理和系统 IP 来优化片上系统设计。而目前很多国内半导体企业都是购买了ARM内核来发展自己的半导体产品，其中最被针对的可能就是正处于风口浪尖的华为公司。在芯片生产打压，操作系统打压的双重压力下，一旦ARM被英伟达收购成功，那么可能ARM内核将会变成下一场战役。假设有一天ARM内核真的被封了，那么整个国内的芯片公司都会变成砧板上的鱼肉吗？我们先来看下为何国内的半导体公司要去购买ARM的IP核。ARM公司目前芯片的授权方式有三种，架构层级授权、内核层级授权(也就是你所说的ip核授权)、使用层级授权。使用层级授权，就是ARM公司将一个设计好的IP核完完整整卖给你使用，你无法去对它做任何修改。架构层级授权，是指可以对ARM架构进行大幅度改造，甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减。内核层级授权，是指可以以一个内核为基础然后在加上自己的外设，比如USART GPIO SPI ADC 等等，最后形成了自己的MCU，这些很多，比如三星STM32。
像华为海思之类的大公司，具备很强的数字集成电路设计能力，因此它们往往购买的都是“架构层级”的授权，接着大幅来修改这个ARM内核，里面的很多机制都需要自己重写。有人可能会问，我钱都花了，为什么直接把内核买过来呢？这是因为ARM自身的IP核设计是需要很多优化之后才能和自己公司的软件产品相匹配，因此ARM内核也需要“打磨”。而真正买的其实是它的指令系统。一个指令系统架构（ISA）表示的是整个生态的支持度，那些能做半导体芯片设计的公司，大多都有能力开发一个自己的架构，明明有这个能力却还要去购买ARM的原因，还不是馋这个生态系统吗？RISC-VRISC-V项目2010年始于加州大学伯克利分校，但许多贡献者是该大学以外的志愿者和行业工作者。
那些将软件知识产权转变为白花花银子的美国软件公司先驱们可能完全没想到，自由软件运动可以发展的这么强大，甚至一度使得微软的商业帝国动摇，还好它即使反应过来，顺着开源的大势走下去。而同样将半导体知识产权转变为真金白银的美国半导体巨头们幸灾乐祸地看着软件行业的地盘一步步被开源软件“解放时”，他们怎么也不会想到有一天他们自己也可能会被“革命”，是的，这个革命者很可能就是以RISC-V为代表的开源指令集。这么多年的芯片发展，ARM和英特尔自己内部这个处理器架构内部就有不少的问题，如8086的架构师Stephen P. Morse,所说“英特尔曾将其未来押在高端微处理器之上，但那时还需要很多年时间。为了对抗Zilog，英特尔开发了一款过渡产品，并给它起名为8086。它本应该是短命的，没有任何继任者，但事情并非如此。高端处理器姗姗来迟，等它最终出现时，它的性能并不如人意。因此，8086架构延续了下去——它变成32位处理器，最终演变为了64位处理器。它的名称不断变化（80186,80286，i386，i486，Pentium），但基础指令集保持不变。” 计算机体系结构的传统方法是增量ISA，新处理器不仅必须实现新的ISA扩展，还必须实现过去的所有扩展。目的是为了保持向后的二进制兼容性，这样几十年前程序的二进制版本仍然可以在最新的处理器上正确运行。这一要求与来自于同时发布新指令和新处理器的营销上的诱惑共同导致了ISA的体量随时间大幅增长。80x86指令集架构的历史可以追溯到1978年，在它的漫长生涯中，它平均每个月增加了大约三条指令。
RISC-V的不同寻常之处，除了在于它是最近诞生的和开源的以外，还在于：和几乎所有以往的ISA不同，它是模块化的。它的核心是一个名为RV32I的基础ISA，运行一个完整的软件栈。RV32I是固定的，永远不会改变。这为编译器编写者，操作系统开发人员和汇编语言程序员提供了稳定的目标。模块化来源于可选的标准扩展，根据应用程序的需要，硬件可以包含或不包含这些扩展。这种模块化特性使得RISC-V具有了袖珍化、低能耗的特点，而这对于嵌入式应用可能至关重要。RISC-V编译器得知当前硬件包含哪些扩展后，便可以生成当前硬件条件下的最佳代码。惯例是把代表扩展的字母附加到指令集名称之后作为指示。例如，RV32IMFD将乘法（RV32M），单精度浮点（RV32F）和双精度浮点（RV32D）的扩展添加到了基础指令集（RV32I）中。与ARM指令集架构相比，RISC-V的指令集比ARM-32 ISA简洁得多。简洁性的好处就是使用相同大小缓存（16KiB）的 RISC-V架构Rocket 处理器和采用相同生产技术的ARM32 Cortex A5处理器进行比较。RISC-V晶粒的大小是 0.27mm2，而ARM-32 晶粒的大小是 0.53mm2。由于面积大一倍，，这也就意味着同样的芯片面积，RISC-V可以使用更加低级的工艺来生产处理器。或者说，相同工艺下，同样晶粒面积可以集成更多的RISC-V核心。
如果ARM真的被英伟达收购成功，那么开源的RISC-V处理器就被更多人所看好，再加上RISC-V架构是一个全新的处理器架构，以中国半导体设计公司的能力，完全可以将其生态环境建立起来。甚至RISC-V架构在开源环境的催化下，可能会像Linux一样衍生出更多优秀，高性能的发行版。其实自从2018年开始，政商各界都在积极部署和推动RISC-V产业的发展，如国内的兆易创新，早就推出了商业化的RISC-V芯片GD32VF，蜂鸟E200，还有平头哥等等。
而早在2018年上海市经济信息委最近发布了《上海市经济信息化委关于开展2018年度第二批上海市软件和集成电路产业发展专项资金（集成电路和电子信息制造领域）项目申报工作的通知》，开始将从事RISC-V相关设计和开发的公司作为扶持对象，这也是国内第一个和 RISC-V 相关的扶持政策。
软件生态方面，Linux早就完成了对RISC-V的适配，GNU也推出了支持RISC-V的GCC编译器，甚至连前两天发布的华为鸿蒙操作系统，也同时适配了ARM和RISC-V两种架构的平台。
相信RISC-V在各界的共同协作下，会有很大的发展空间，同时，越来越多的人将会关注并且参与到RISC-V的生态发展中来。而我们公众号后续也会出相关RISC-V的视频教程与相关资料，敬请期待。