【本文來自鈦媒體特色欄目「快公司」】
在芯片領域，X86架構可以説定義了PC時代；Arm則在移動端一枝獨秀。但隨着芯片自主化、定製化的需求增長，開源、高效的新興架構RISC-V（第五代精簡指令集架構）正在吸引大量關注，很可能在未來與X86、Arm呈現三足鼎立的格局。
今年6月，蘋果在WWDC大會上正式宣佈將逐步轉向自研Arm架構，打造更加高效、低能耗、適應自己的軟硬件生態。這是未來趨勢的一個註腳：越來越多的公司希望能有更適應自己產品和需求的獨特芯片，而具有精簡、開源、反應速度快等特點的RISC-V，恰恰可以提供這樣的可能性。
它打破了過去X86、ARM架構高價授權費、定製化困難的慣例，大到三星、高通，小到各類創業公司都在使用其開源架構進行芯片開發。行業裏評價，RISC-V可能會成為“硬件領域的Linux”。
在各大巨頭紛紛入局，新一代芯片生態不斷髮展之際，鈦媒體瞭解到，一家芯片公司睿思芯科走在了這條路的前列。其創始人譚章熹是RISC-V奠基人David Patterson教授的直系弟子，早在2017年就已經開始着手研發產品。他帶領着經驗豐富的半導體研發團隊，打造出了一套基於RISC-V的芯片解決方案。
睿思芯科開發的ORV32內核相對相似產品的性能優勢，圖表由睿思芯科提供
“RISC-V的生態固然值得關注，最重要的仍是在這個基礎上做出具有落地能力的完整芯片解決方案。睿思芯科的產品包括全自主設計CPU內核到SiP芯片封裝，針對AIoT時代的需求，完成了功耗、速度、通用性、安全、定製化等多個領域的優化。”譚章熹表示。
看好垂直領域需求，瞄準AIoT市場睿思芯科的產品邏輯來自於，在高度離散化的AIoT時代，不同企業對於芯片的需求也在大幅改變——過去，芯片大部分用X86或ARM架構，在IP授權方面有較為嚴格的限制，很難根據各個企業的不同需求完成定製，同樣在PC或移動端時代，許多產品的芯片功能需求也並沒有太大差異。隨着AIoT逐漸進入我們的生活，不同的物聯網設備對於功耗和體積較為敏感，應用則往往更“專”，不需要一個面面俱到卻能耗大、複雜的芯片，對定製化需求更高。AI芯片則往往對於優化大規模數據運算有強烈需求，需要通過定製化指令集來進行效能提升。
而RISC-V的可定製化、精簡、高效低能耗等特性，恰好契合了這些需求變化。
睿思芯科的產品線涵蓋高效、低能耗的各類芯片。目前發佈的Pygmy為單核32位MCU，包含自己設計的RISC-V內核ORV32，針對高效、低耗能的IoT場景，比如家電互聯、電池供電等。
Pygmy實物圖
“試想，在IoT時代，假如用户數小時就得給設備充電，幾乎是不太可能有真正的應用場景的，這也就意味着，高效、低功耗的芯片成為了IoT市場走向大眾的剛需。”譚章熹説道。他在閃存和硬件加速器領域擁有20多份專利，曾領導開發的產品Pure FlashBlade 2017年榮獲AI硬件領域的AIconics最佳創新獎，目前Tesla，奔馳F1賽車隊等都在使用它。可以説，這是國內在RISC-V領域最有經驗的團隊之一。
睿思芯科的副總裁王衞，曾任Juniper大中國區技術總監、大中國區總裁，其他團隊成員擁有多年半導體企業專業經驗及大規模流片實踐經驗。在其硅谷美研中心，團隊成員多數擁有名校背景，具有RISC-V和AI芯片領域優秀的研發實力。
此前，對於AI領域的芯片來説，性能與適用性往往不可兼得。
過去的芯片架構往往將AI模塊放在CPU外，導致效率較低。如今，針對AI需求設計的ASIC芯片雖然能針對單個算法應用做到大幅度加速，但適用性較差。
而基於GPU來打造的AI芯片，適用性很強，然而能效比卻常常過低。無法使用端側高能效，低功耗的場景。
正是因此，睿思芯科瞄準的是“在高性能與通用性中找到平衡”，完全以RISC-V來開發，通過CPU結合向量擴展指令集，完成硬件加速。這也意味着不僅能在嵌入式應用達到laptop級別性能，還可以比較容易地應用在AIoT及AI的各個領域中。
軟硬件一體開發、做芯片界的蘋果除了睿思芯科以外，市面上RISC-V相關的芯片企業也正蓬勃發展，其中有一部分企業用不同的架構進行混合研發，或是專注於ASIC芯片，方向各異。
“開源RISC-V出現後，市面上有了很多基於各種開源RISC-V實現的產品。但是開源處理器的實現質量參差不齊，就與Android tablet一樣，功耗，性能從端到端的表現都會有比較大的差異。睿思的RISC-V則是像apple產品從軟件支持，內核微架構設計，SoC系統優化，以及到封裝提供更好的用户體驗。”譚章熹表示。
睿思芯科擅長系統架構，自主設計ORV系列CPU架構，保證性能；其Pygmy系列產品再集成不同組件，通過SIP（System in a package）方式進行封裝。目前，睿思芯科有完整的產品交付能力，可以提供從RISC-V內核到SiP形式交付特定用户系統的解決方案。
以ORV32（基於RISC-V實現的32位內核）為例，它在性能和功耗上就和市面上其他開源RISC-V芯片有較大差別。
ORV32功耗相對相似產品較低，圖片由睿思芯科提供
ORV32內核在多個測試平台上性能對比結果顯示，ORV32在Dhrystone 上比同行中出色芯片處理速度快46%；在CoreMark上測試，高出目前最快的同類型RISC-V芯片還多18%。
睿思芯科提供的對比分析顯示，其自主設計的RISC-V芯片，在通用CPU性能基準測試中表現出色，對比幾款不同的主流RISC-V開源芯片，性能普遍超出50%以上。
另一方面，睿思芯科的產品也很好地反應出可擴展的特性——這正是RISC-V指令集的優勢——從軟件到硬件都擁有針對特定應用場景增加擴展指令的能力。
“在AIoT領域，功耗，性能，安全的幾大關注點都需要系統級（軟硬件各個層面）優化才能保證良好的使用體驗。硬件上，我們的CPU大幅領先常見的開源實現。軟件上我們支持商業操作系統，並提供安全/功耗的相關核心軟件，這也意味着Pygmy系列是更為完整的解決方案。”
“通過軟硬件一體化的設計，我們自主研發的芯片能夠讓用户不用修改太多軟件源代碼就可以無縫升級（類似於software的forward compatibility，軟件向前兼容），跟過去的芯片升級換代的經驗類似。”譚章熹表示，在摩爾定律失效之後，需要在架構上、一體化設計上做創新，讓用户仍舊體會到相同頻率的效率提升。
在芯片領域，強力軟件的支持和兼容性是一個重要的議題。睿思的Pygmy系列chip，除了很早就支持Linux之外，還廣泛支持Amazon FreeRTOS, ThreadX, Azure RTOS等商用操作系統。Pygmy系列處理器支持TEE（Trusted Execution Environment)。安全方面的支持需要除CPU外整個SoC系統的支持。而Pygmy提供根植於硬件的信任度，軟件上受信任的固件支持受信任的安全啓動，固件升級和修復。
時間窗口與未來生態不僅是睿思芯科或其他基於RISC-V開發芯片的廠商，Intel、AMD也在探索把AI模塊集成在CPU上的設計，以適應AI時代的需要。
老牌指令集架構廠商Arm也在今年2月發佈了Cortex-M55核心架構，提供新的Helium128-bit向量執行單元，助力Cortex-M系列嵌入式CPU的深度學習。值得一提的是，Pygmy中的向量執行單元為512-bit寬為ARM Helium的4倍，相當於Intel最新的AVX512的寬度。
另一方面，從發佈到芯片真正完成設計生產，大概需要18-24個月的時間，起步較早的RISC-V架構也就有了在這段時間內蓬勃發展的窗口期。
根據Semico Research & Consulting 去年發佈的《RISC-V市場分析：新興市場》報告，基於RISC-V開發的芯片可對各個不同的芯片產品都有重要價值，包括高性能多核SoC（system on chip）、價值多核SoC、基本SoC，以及FPGA（Field-programmable gate arrays）等等。
報告顯示，預計到2025年，採用RISC-V架構的芯片數量將增至624億顆，2018年至2025年複合增長率高達146%。這些芯片將主要應用在工業市場，PC、消費電子和通訊市場等。
嘗試RISC-V架構的巨頭名單也在不斷增加：IBM、NXP、西部數據、英偉達、高通、三星、谷歌、華為、阿里、Red Hat與特斯拉等 100 多家科技公司都已經加入RISC-V陣營。
世界範圍內，RISC-V備受關注，與此同時，作為RISC-V在國內最早的佈道者，譚章熹非常敏鋭地感知到，未來RISC-V在中國有着巨大市場——多年來，中國一直試圖在芯片領域找到突破口，卻苦於IP限制始終難以提供可靠的“中國芯”。而RISC-V的開源特性，讓它不僅能夠帶來更高效、可編程性強的自主可控芯片，還免除了高額的IP授權費用及問題。
“過去在中國，買IP做封裝、做解決方案的廠商並不少，而能夠自主研發IP和完成底層處理器設計的非常少。基於RISC-V，這一點很可能迎來變化。”
2018年，譚章熹在深圳建立了睿思芯科總部。迄今為止，睿思芯科已與國內數家知名智能家居廠商以及消費電子廠商達成戰略合作。
預計今年年末，睿思芯科將發佈一款多核異構芯片Pygmy，針對AI、邊緣計算場景，如語音互動、機器視覺等，Pygmy中含有睿思芯科自主設計的32位RISC-V內核ORV32，以及4個64位RISC-V內核ORV64。
2015年，RISC-V基金會建立，旨在推動RISC-V相關軟硬件生態體系發展。僅在中國，RISC-V基金會就有超過百名成員，包括華為、阿里巴巴、長虹、紫光展鋭、中芯國際等等知名互聯網和半導體企業。目前譚章熹擔任RISC-V基金會董事。
“全世界對RISC-V的興趣並不是因為它是一種偉大的新芯片技術，而是因為它是一種通用的自由開放標準，可以將軟件移植到該標準中，並且該標準允許任何人自由開發自己的硬件來運行RISC-V軟件。”RISC-V的基金會上這樣陳述。
此前，圍繞RISC-V也曾有着種種爭議——安全問題、碎片化等等。其競爭者Arm甚至還上線過一個網站，專門用於指出RISC-V的問題，後因受到多方指責而關停。另一方面，年輕的RISC-V指令集雖然精簡，然而在生態上暫時還無法與X86、ARM匹敵，相關軟件、服務並不算豐富，僅在IoT這類對於生態要求較低的領域能夠迅速發展。
然而不可否認的是，RISC-V及其他開源指令集，把過去複雜、涉及行業眾多的芯片開發變得更加“親民”，也讓我們在AI、IoT時代能夠期待更多能夠解決垂直領域需求的優秀芯片。（本文首發鈦媒體App）