RISC-V，一種基于精簡指令集計(jì)算(RISC)設(shè)計(jì)原則的開放指令集架構(gòu)(ISA)，由伯克利大學(xué)于2010發(fā)起。相對(duì)于大多數(shù)傳統(tǒng)ISA封閉的生態(tài)以及高昂的授權(quán)費(fèi)用而言，其最大特色就是開放和免費(fèi)，它可以自由地用于任何目的，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。由于基于該ISA可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)指令集進(jìn)行擴(kuò)展和裁剪，并且在不用花費(fèi)高額授權(quán)費(fèi)用的情況下針對(duì)具體情況實(shí)現(xiàn)處理器內(nèi)核，其表現(xiàn)出來模塊化和靈活性，滿足了互聯(lián)世界日益增長需求，通過建立系統(tǒng)的SoC設(shè)計(jì)方法，可以從硅設(shè)計(jì)中獲得新自由，從而鼓勵(lì)跨生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)作。2015年，RISC-V基金會(huì)成立，之后在全球范圍內(nèi)發(fā)展勢頭迅猛。RISC-V基金會(huì)吸引了大量業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)、硬件廠商、軟件廠商，圍繞著RISC-V的生態(tài)迅速成長。
RISC-V的開放性和免費(fèi)性不僅使其受到產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注，同樣為一個(gè)國家發(fā)展國產(chǎn)自主可控芯片提供了一條出路。在這方面，印度已經(jīng)走在了我們前面。2013年，在與IBM合作談判失敗之后，印度SHAKTI項(xiàng)目組毅然放棄PowerPC，全面擁抱RISC-V--將項(xiàng)目目標(biāo)調(diào)整為研制6款基于RISC-V指令集的開源處理器核，涵蓋了32位的單核微控制器、64核64位高性能處理器和安全處理器等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。項(xiàng)目目標(biāo)的臨時(shí)調(diào)整不僅未受到指責(zé)，反而得到了政府更大力度的支持，調(diào)整后的SHAKTI項(xiàng)目獲得了9000萬美元的經(jīng)費(fèi)支持。2016年1月，曾長期開展超級(jí)計(jì)算機(jī)研究的先進(jìn)計(jì)算發(fā)展中心（Centre for Development of Advanced Computing，C-DAC）獲得印度電子信息技術(shù)部4500萬美元的資助，目標(biāo)研制一款基于RISC-V指令集的2GHz四核處理器。在印度政府支持的另一個(gè)關(guān)于神經(jīng)形態(tài)加速器（neuromorphic accelerator）項(xiàng)目中，也將RISC-V作為計(jì)算主核心。過去幾年，隨著印度政府資助的處理器相關(guān)項(xiàng)目都開始向RISC-V靠攏，RISC-V成為了印度的事實(shí)國家指令集。
反觀我國，處理器指令集還處在群雄割據(jù)的狀態(tài)。雖說2012年也曾在工信部的推動(dòng)下計(jì)劃制定處理器指令集國家標(biāo)準(zhǔn)。然而，一方面由于國內(nèi)幾家選擇了不同指令集的國產(chǎn)處理器各不相讓，另一方面從零開始設(shè)計(jì)一套全新的指令集又讓人望而卻步，于是國家指令集便逐漸沒有了下文。幾年過去，如今國內(nèi)正在研制的處理器所采用的指令集包羅萬象，基于Alpha、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC、RISC-V、X86等進(jìn)行了擴(kuò)展，應(yīng)該是全世界最多的了。在這些國產(chǎn)處理器中，龍芯與申威一直在堅(jiān)持創(chuàng)建自己的生態(tài)系統(tǒng)；有基于ARM的海思、飛騰、華芯通與基于X86的海光、兆芯，則希望借助現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)開拓市場。
目前國產(chǎn)處理器所采用的指令集架構(gòu)現(xiàn)狀
看似一片繁榮，但卻嚴(yán)重分散了本已十分稀缺的基礎(chǔ)軟件開發(fā)力量，導(dǎo)致編譯、操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件開發(fā)者與愛好者由于精力有限而無法兼顧所有指令集的優(yōu)化，延緩自主生態(tài)的建設(shè)。這種現(xiàn)狀還嚴(yán)重影響到計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科教學(xué)，目前的課程體系并沒有制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，于是很多學(xué)校開設(shè)的不同課程會(huì)讓學(xué)生使用不同的指令集開展實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致學(xué)生忙于了解各種指令集匯編語言而疏于了解指令集本身的設(shè)計(jì)精髓、指令集與處理器/編譯/OS之間的聯(lián)系。這對(duì)我國國家指令集的發(fā)展非常不利。
而RISC-V有望解決這一問題，它可能真正能成為國產(chǎn)的自主的指令集架構(gòu)。RISC-V的開源會(huì)大大降低指令集修改和定制的門檻，在實(shí)現(xiàn)芯片差異化設(shè)計(jì)的同時(shí)降低成本，對(duì)本土發(fā)展自主可控處理器、擺脫國外壟斷有著十分重要的意義。
基于RISC-V指令集架構(gòu)的處理器芯片發(fā)展離不開國家政策的扶持。就在今年的7月份，上海市經(jīng)濟(jì)信息委發(fā)布了《上海市經(jīng)濟(jì)信息化委關(guān)于開展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金（集成電路和電子信息制造領(lǐng)域）項(xiàng)目申報(bào)工作的通知》，開始將從事RISC-V相關(guān)設(shè)計(jì)和開發(fā)的公司作為扶持對(duì)象，這也是國內(nèi)第一個(gè)和 RISC-V 相關(guān)的扶持政策，說明上海市政府認(rèn)可 RISC-V 的先進(jìn)性、開放性以及逐漸完善的生態(tài)。
尤其是今年以來，RISC-V進(jìn)行了不少開拓中國市場的動(dòng)作，例如將SiFive及晶心科技引入中國市場，并落戶上海，以提升RISC-V能見度與打造完善生態(tài)環(huán)境。晶心曾表示，SiFive和晶心攜手合作，上海將作為推動(dòng)RISC-V引領(lǐng)創(chuàng)新風(fēng)潮的起點(diǎn)。由于RISC-V開放式、可擴(kuò)展的架構(gòu)，適用于AI、IoT、ADAS等新興熱門領(lǐng)域。RISC-V指令集架構(gòu)有望成為中國國產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)核心的明日之星。