RISC-V與Arm同樣是嵌入式設備的主要處理器內核，并且RISC-V芯片的出貨量在增加，RISC-V陣營新品頻出，有后來者居上的勢頭。

例如，11月21日，平頭哥推出3款玄鐵RISC-V處理器：首次實現AI矩陣擴展的C907、滿足Vector1.0標準的C920，以及實時處理器R910，推動RISC-V在自動駕駛、人工智能、企業級SSD、網絡通信等領域的應用。

11月30日，瑞薩電子成功設計、測試并推出基于開放標準RISC-V指令集架構（ISA）的32位CPU內核，瑞薩是業內首個為32位通用RISC-V市場獨立研發CPU內核的廠商，其RISC-V CPU的CoreMark/MHz性能達到3.27，超過業內同類架構，包含可提高性能的擴展，同時減少代碼量。

圖源：瑞薩電子在應用端，目前RISC-V和Arm都在向服務器和AI應用等高性能計算領域滲透，兩者未來發展態勢如何？下面從性價比角度對比這2種處理器架構。

授權和商業模式決定成本
Arm尋求收購失敗之后，已經成功IPO上市，盡管如此，市場和競爭環境都在發生改變，Arm仍試圖擴大收入。此前有消息指出，Arm計劃改變專利費的收取模式、并調整相關費用。

Arm提出的新授權模式將不再根據芯片的價值向芯片制造商收取專利費，而是根據移動設備的平均售價(ASP)來設定費用。收取授權費的對象也改變，Arm或不再向高通、聯發科、三星等芯片制造商收取每顆芯片2%的專利費，轉而向最終搭載這些芯片的設備制造商（例如智能手機廠商）終端產品，收取售價1-2%的授權費。根據機構的數據，將智能手機出貨量分為高端、中端和低端，不包括蘋果。假設每個類型的每部手機的特許權使用費分別為12美元、6美元和3美元，增量收入和利潤將為Arm帶來額外的54億美元的營業利潤，這幾乎是Arm營業收入的10倍。

圖注：Arm曾提出新授權模式，圖例為非蘋果手機產生的授權費將顯著提升Arm收入（圖源：semianalysis）

要看到的是，Arm在移動設備、嵌入式設備領域具有比較大的市場份額，資料顯示，有超過95%的智能手機正在直接或間接使用Arm授權的指令集。Arm新的授權模式一旦實施，影響是巨大的。手機領域最明顯的影響是下游OEM除了要向高通支付授權費外，還需向Arm支付芯片費用，直接造成成本大幅增加。

綜合來看，RISC-V在授權方式、處理器設計、成本、產業鏈關系等方面來看，兩種都具有獨特優勢，企業在為其項目選擇架構時應考慮這些優勢。

圖注：RISC-V和Arm的授權和商業模式對比（芯查查制表）

性能對比：Arm有生態加持，RISC-V的模塊定制有前景
下面先以Cortex-A76與P670為例，對比RISC-V和Arm架構性能。Arm的Cortex-A78在峰值單線程性能方面略高于SiFive的P670（使用RISC-V）。盡管Cortex-A78在原始性能方面占據主導地位，但P670的計算密度是它的兩倍。因此，考慮到SiFive的P670處理器的物理尺寸是其競爭對手的一半，其峰值單線程性能可與Cortex-A78相媲美。

圖注：Arm的Cortex-A76與SiFive的P670性能（圖源：makeuseof）

Cortex-A78于2020年12月推出，P670于2022年11月1日亮相，兩者有近兩年的研發差距。Arm的最新處理器在Armv9 ISA上運行，比Cortex-A78的Armv8有了實質改進，Armv9處理器的性能提高了約30%，能效提高了50%。在純性能方面，Arm處理器保持領先地位，然而SiFive的P670的計算密度是Cortex-A78的兩倍，使RISC-V處理器在緊湊型處理器上，特別是可穿戴設備中處于有利地位。能效比是性能對比的另一個方面，RISC-V和Arm都采用精簡指令集計算（RISC）理念，因此在技術選型的時候，有必要研究區分能效性能的衡量。Arm對能效的關注，結合其廣泛的生態系統和處理器系列，使各種行業和應用的節能設備得以開發。而RISC-V因其定制潛力而具有廣闊前景，但其開放性需要更時間和資源投入，以充分利用其節能功能。

圖注：供應商和工具都比較豐富，RISC-V生態逐漸強大（圖源：芯查查SaaS）
兩者同樣能夠駕馭AI與汽車應用RISC-V和Arm在嵌入式系統和物聯網的應用不用贅述，但是在高性能計算和汽車領域，兩者有各自優勢。

定制化仍然是RISC-V在高性能計算領域的法寶，RISC-V ISA的模塊化允許開發具有自定義擴展和硬件加速器的高性能處理器，從而能夠高效處理復雜的工作負載，例如AI、機器學習和大數據分析。基于RISC-V的HPC處理器示例包括SiFive U74和RISC-V BOOM無序超標量處理器。

此外，RISC-V正在探索用于安全關鍵型和實時系統，如汽車、航空航天和工業控制應用。RISC-V的開源特性使處理器設計能夠透明、徹底地驗證，對于確保關鍵系統的安全性和可靠性至關重要。

Arm處理器也越來越多地被數據中心和高性能計算（HPC）市場采用。Arm Neoverse平臺包括Neoverse N1和E1處理器，面向云基礎設施和邊緣計算應用，為數據中心工作負載提供高性能和高能效，該產品已經實現商業化，例如NVIDIA GH200 Grace Hopper超級芯片采用了72顆Arm Neoverse核心，加上來自NVIDIA的GPU組合，其AI性能較基于x86架構的系統可提升10倍。

圖注：NVIDIA GH200 Grace Hopper超級芯片采用Arm Neoverse搭配NVIDIA GPU，滿足AI性能的需求（圖源：Arm）
此外，Arm處理器也被用于安全關鍵型和實時系統，例如汽車、航空航天和工業控制應用。Cortex-R系列針對實時系統進行了優化，提供快速的中斷響應時間和確定性行為，使其適用于這些要求苛刻的應用。

小 結
RISC-V仍然有需要補強的地方，比如生態碎片化、缺少標準化帶來的產品和軟件兼容問題。但是RISC-V對于我國有著非常大的意義，正如倪光南院士在近期的行業活動中提到，RISC-V發布到現在十多年的時間，走過了過去其他芯片可能需要幾十年的時間取得的成就，RISC-V的累計出貨量中50%來自于中國。當前，我國正在大力發展汽車電子和AI應用，RISC-V可以抓住這些機遇加速發展，本文通過對比表明RISC-V是比較現實的技術選擇之一。

審核編輯 黃宇