x86架构、ARM架构、RISC-V三家架构战火纷飞的如何？

时间：2023-04-14 14:01:57 来源: Ai芯天下

前言：

(资料图片仅供参考)

短短几年时间，曾一家独大的x86架构被Arm后浪不断拍打。

但主流芯片互相竞争并没有持续多久，诞生于2010年的RISC-V也成为行业新宠，来势汹汹。

到2025年，市场将总共消费624亿个基于RISC-V架构的CPU核心。2018-2025年间，RISC-V年均复合增长率高达146.2%。

作者 | 方文三

图片来源 | 网络

三个架构的区别

x86架构和ARM架构是CISC（复杂指令集计算机）架构，而RISC-V架构是RISC（精简指令集计算机）架构。

CISC架构的指令集比较复杂，处理器有较高的复杂度，而RISC架构则是指令集比较简单，处理器有较高的并行度和流水线能力。

因此，CISC架构的处理器性能相对较高，但功耗也较大；而RISC架构则相对功耗较小，但处理器性能也相对较低。

另外，x86架构和ARM架构都是闭源体系结构，而RISC-V架构是开源的，这意味着开发者可以自由地定制和修改处理器的指令集，使其更符合具体应用的需求。

在架构的设计理念方面，x86和ARM架构的设计理念都是面向通用计算的，而RISC-V架构则是面向特定领域的，它的设计理念是更加灵活、可扩展，能够满足不同领域的需求。

RISC-V架构可能是中国芯崛起的关键

目前我国已经越来越重视开源，在2021年十四五规划中首次将支持数字技术开源发展写入国家战略规划之中，这让我国的开源事业进入了新阶段，今后中国的开源贡献会不断增长。

而中国厂商也抓住了这一点，华为、阿里、百度、中兴、中科院等企业和机构，都在采用RISC-V架构，研发自己的芯片，进而摆脱对国外架构的依赖。

从2022年来看，全球出货的100多亿颗RISC-V芯片，中国厂商就50亿颗以上，占比超过50%。

RISC-V得到了我国AI领域、IoT领域，包括智能汽车领域的广泛认可。

随着全球芯片规则修改之后，不少国内科企转向RISC-V架构。

赛昉科技于2021年8月发布首款集成3D GPU的量产RISC-V 单板计算机。

2021年底，华为基于RISC-V架构研，推出首款全新的高清电视芯片Hi373V110。

随后，华为更是发出了多款芯片产品，涉及多款芯片类型，均利用RISC-V替代了ARM架构。

2021年12月份，中科院自研的高性能RISC-V开源处理器[香山]，亮相于旧金山RISC-V峰会。

随后，在去年1月份，香山芯片就已流片，回片后进行了串口调通，成功运行了Linux。

另外，阿里宣布芯片研发将会采用RISC-V架构，不再采用ARM或X86架构。

目前已研发出的含光800用于AI领域，以及玄铁系列910/920，可广泛应用于AIOT场景，也是物联网智能化设备赛道的一员。

谷歌和苹果打算降权ARM架构

高通与联发科推出的SoC芯片IP是安卓设备基础，正是ARM架构。

可以说没有ARM，也没有现在安卓繁荣庞大的生态，自然也无法为谷歌提供庞大的服务入口。

挥手告别x86架构后，苹果为Mac打造的新桌机级芯片M系列完全拥抱ARM架构，开启Arm时代。

Mac桌面产品线转向ARM后，苹果引以为傲的生态力也根植Arm架构之土，打破设备壁垒，完成品牌壁垒。

ARM的业界穿透力和抢占x86传统市场的能力，也不仅限消费级的安卓与苹果。

传统服务器、Arm架构处理器，逐步蚕食传统x86架构市场。

近日谷歌宣布安卓会陆续支援RISC-V指令集架构，并公布较详细的迁移蓝图。

安卓工程总监Lars Bergstrom说得更直接：希望把RISC-V视为安卓一级（tier 1）平台，言下之意就是与Arm平起平坐。

谷歌意图也相当明确，不想把安卓跟Arm绑定，让安卓系统控制权回归谷歌，不再受制于人。

除了谷歌高调站在RISC-V这边，高通最近也与Arm差点出现问题。

问题在高通收购新创公司Nuvia，打算自己研发Arm公版架构的自主架构，以提升行动芯片领域的竞争力。

此外，近年自研芯片顺风顺水的苹果，其实也想借转到RISC-V架构降低芯片成本。

架构领域已形成三足鼎立格局

这几年RISC-V的入局及发展正在打破原有X86和ARM两家独大的格局，芯片架构领域已经形成三分天下、三足鼎立的格局。

目前x86架构掌控着全球的高性能计算领域，ARM则是主导了移动计算，新兴的RISC-V已经成为第三大芯片架构。

尽管RISC-V出货量已经突破百亿，但在消费者心中，对RISC-V的认知依然不够明晰，也没有特殊的体验。

尤其是在电脑处理器和手机处理器领域， ARM和X86的生态圈都比较成熟，RISC-V在这方面的竞争，无疑是[虎口夺食]。

而在物联网、安全芯片、智能穿戴等方面， Arm的基础还不够牢固，这就给了RISC-V更多的机会。

RISC-V不能完全打破X86、ARM垄断

在传统信息技术领域里，X86和ARM两大指令集架构已形成垄断，且专利壁垒森严。

因此，一个新兴起的指令集想要打破这个局面，在生态方面、专利方面，还无法做到。

比如，X86架构相对来说，属于更为复杂的指令集，在PC产业的地位非常稳固。

以前，ARM架构曾尝试去抢占其市场，但由于其指令集简单，无法在PC领域上与X86相比。

而且，还有Wintel的坚固联盟在，ARM和RISC-V均暂时无法取代X86的位置。

再说ARM架构，虽然和RISC-V一样算是简单指令集，但是，ARM架构与安卓已经形成了一个强大的A-A生态联盟。

因此，就算RISC-V有机会替代ARM，也还需要更多的生态设备，不然，大家还是会使用ARM。

整个指令架构的发展历史规律

①指令架构是一个高度马太效应的事物。当一个指令架构有越来越多人用的时候，就意味着其生态壁垒越来越高，能够聚集越来越多的开发者。

②指令架构的竞争不是技术层面的竞争，更多的是商业模式的竞争。ARM 架构开始不如x86 架构，它之所以一步一步实现了对 x86 架构的逆袭。

根本原因是它在商业模式里采取了更开放的合作方式，它把利润的[小头]放在了自己身上，把更大的芯片的利润交给了芯片公司，这样使得芯片公司愿意去跟 ARM 公司合作。

用不同架构满足各司其职的场景

未来，x86架构在个人电脑市场中的地位可能会逐渐受到挑战，因为ARM架构的性能和能效不断提高，而且Windows系统已经开始支持ARM架构。

同时，RISC-V架构则有望在物联网、嵌入式系统等领域迎来快速发展。

RISC-V架构的开源特性，使得越来越多的厂商和开发者能够参与到其生态系统的建设中，推动其发展。

此外，随着人工智能、5G等技术的发展，对处理器的性能和功耗等方面提出了更高的要求，因此三个架构都在不断地优化和发展，以满足未来的需求。

总的来说，三个架构各有优缺点，应用场景不同，未来的发展也不尽相同。但是它们都在不断地优化和发展，以满足不同领域的需求。

结尾：

总体来说，ARM和RISC-V都是非常优秀的指令集架构，都有其独特的优势和劣势。选择哪种架构主要取决于用户的需求、可用的技术和开发资源。

如今形势RISC-V完全开源优势无限放大，Arm闭源和商业模式也成为许多厂商头上的达摩克利斯之剑。

未来芯片业或许并非现在看到的Arm与x86分庭抗礼，而是RISC-V崛起后的三国鼎立局面。

原文标题 : AI芯天下丨产业丨x86架构、ARM架构、RISC-V三家架构战火纷飞的如何？

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