ARM 和 RISC-V 公然开撕
2018-07-12 17:44:14 
阿炯
2018年初，特斯拉加入 RISC-V 基金会，并考虑在新款芯片中使用免费的 RISC-V 设计。至此，已有 IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为等 100 多家科技公司加入 RISC-V 阵营。出现这种现象的原因一方面是因为 ARM 的授权费用实在太贵了，另一方面也是因为 RISC-V 提供指令集彻底开放，非常有希望成为 CPU 领域的 Linux。正是因为看好 RISC-V 的未来，不少科技巨头在 RISC-V 还是潜力股的时候趁早下注。
RISC-V 的诞生
在 2010 年，加州大学伯克利分校的一个研究团队正在准备启动一个新项目，而要设计 CPU，必然要选择一种指令集，然而，X86 指令集被英特尔控制的死死的，ARM 的指令集授权费又非常贵，MIPS、SPARC、PowerPC 也存在知识产权问题。
在这种情况下，伯克利的研究团队决定从零开始设计一套全新的指令集。且这款新指令集要能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器。正如行业内常说的，设计一套指令集并非黑科技，用这套指令集去实现 CPU 才是真正具有含金量的工作。伯克利的研究团队直用了 3 个月就完成了 RISC-V 的指令集，并公开发布了第一版指令集。
该指令集的第一个版本只包含了不到50条指令，可以用于实现一个具备定点运算和特权模式等基本功能的处理器。如果用户需要的话，也可以根据自己的需求自定义新指令。这样一来，这套指令集兼具精简和灵活两大特点。随后，伯克利的研究团队将这个新指令集命名为 RISC-V，RISC 指的是精简指令集的意思，V 是罗马字母，代表第五代的意思。因为伯克利分校的 David Patterson 教授在此之前已经研制了四代处理器芯片。
更关键的是，伯克利研究团队将 RISC-V 指令集彻底开放，使用 BSD License 开源协议，这就使 RISC-V 不像 ARM、PowerPC 等指令集那样需要付费授权才能使用。而且 BSD 开源协议给予使用者很大自由，允许使用者修改和重新发布开源代码，也允许基于开源代码开发商业软件发布和销售。怎么说呢，像Linux 的 GPL 协议，就限制了商业公司的行为。而 BSD 开源协议则不同，苹果的 iOS 就基于 BSD 内核，但使用开源软件之后，因为 BSD 开源协议给了苹果很大的自由度，苹果依旧可以将 iOS 闭源并在商业市场赚钱。
对于大学和科研院所等学术机构来说，RISC-V 也是非常有价值的。中科院计算所包云岗研究员团队在做一个项目时，最初选择了 SUN 的 Open Sparc T1，然而这款处理器的社区活跃度和软件支持都不行，而且独立性比较差。然后又选择了 Micro Blaze，然而这款处理器却不开源。最后把目光转向了 RISC-V，并完成了科研项目。相关技术成果被华为用在海思的 ARM CPU 上。
正是因为 RISC-V 选择了对商业公司非常友好的 BSD 开源协议，以及 RISC-V 兼具精简和灵活等优点，众多商业公司纷纷关注 RISC-V。
RV12 RISC-V 处理器
RISC-V 有望复制 Linux 的成功
目前，在 CPU 上，X86 和 ARM 是两大霸主。然而这两位霸主都非常霸道，英特尔根本不允许除 AMD和 VIA 之外的任何一家公司使用 X86 指令集，而且一旦 AMD 被收购，X86 指令集授权都要重新谈判。即便是全美达想通过翻译打插边球，结果也被英特尔用专利诉讼拖死了。类似的，ARM 虽然比英特尔好一些，但也仅仅是好一些而已。在指令集授权上也非常吝啬，获得 ARM32 授权的公司一只手都能数的过来，ARM64 授权虽然多一些，但授权费却异常昂贵，法国芯片创业公司Greenwave 表示，他们如果使用 ARM 架构，要花掉 1500 万美元的授权费。而且授权到期后，是否继续授权和授权费用都要重新谈判。
正是因为 X86 和 ARM 在授权上异常苛刻，很多大公司都对英特尔和 ARM 非常不满，而这恰恰给了 RISC-V 这样的后起之秀机会。包括谷歌、华为、IBM、镁光、英伟达、高通、三星、西部数据等商业公司，以及加州大学伯克利分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、ETH Zurich、印度理工学院、洛伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学以及中科院计算所等学术机构纷纷加盟 RISC-V。在 2017 年 11 月召开的第 7 届 RISC-V Workshop 上，全球共有 138 个公司、35 所大学与研究机构参会。
除了商业公司和学术机构之外，印度政府更是对 RISC-V 情有独钟。在 2011 年，印度开始实施处理器战略计划，在全国范围资助 2-3 个研制处理器的项目。印度理工学院马德拉斯分校的 G. S. Madhusudan 与 V. Kamakoti 教授在该计划支持下启动了 SHAKTI 处理器项目。SHAKTI 项目就选择了 RISC-V，并获得印度政府超过 9000 万美元的经费支持。
在 2016 年，印度先进计算发展中心获得印度电子信息技术部 4500 万美元的资助，目标研制一款基于 RISC-V 指令集的 2GHz 四核处理器。在过去数年中，印度政府资助的处理器相关项目都开始向 RISC-V 靠拢，RISC-V 成为了印度的事实国家指令集。目前，伯克利研究团队已经完成了基于 RISC-V 指令集的顺序执行的 64 位处理器核心（代号为 Rocket），并前后基于 45nm 与 28nm 工艺进行了 12 次流片。Rocket 芯片主频大于 1GHz，与 ARM Cortex-A5 相比，实测性能较之高 10%，面积效率高 49%，单位频率动态功耗仅为 Cortex-A5 的 43%。在嵌入式领域，Rocket 已经可以和 ARM 争市场了。
正是因此，西部数据声明，每年将使用 10 亿个 RISC-V 核；英伟达也宣布，将把 RISC-V 用于 GPU 内部的控制器。美国 DARPA 也资助一些公司基于 RISC-V 设计航天器的宇航芯片；还有众多商业公司计划基于 RISC-V 开发面向 IoT 的智能芯片，面向安全的芯片，以及服务器上的主板管理控制器等。在软件生态方面，也逐步在完善，比如调试工具链、中断控制器、JVM、LLVM、Python 等开发者常用的软件工具都在完善之中。
正是依靠开源和免费，全世界的商业公司、学术机构都可以开发兼容 RISC-V 指令集的处理器，而且不需要支付一分钱的费用。这使 RISC-V 有望被全球的开发者广泛应用，并复制 Linux 的奇迹。何况 RISC-V 的 BSD 开源协议，比 GPL 协议对商业公司更加友好，使商业公司有很强的动力去推动这件事。
诚然依靠开源和免费，RISC-V 非常受大学和科研院所青睐，并有望在教学领域大展拳脚，而这又会给 RISC-V 培养源源不断的后备军。对于商业公司来说，由于 ARM 的授权费实在是太贵了，也有较强的动力去做 RISC-V，给自己留一个备份，避免被绑死在 ARM 上。不过RISC-V 也存在一个隐忧，那就是缺乏强有力的主导者，进而导致破碎化的问题。当年的MIPS其实也非常学院派，MIPS 阵营的商业公司可以自由添加指令，比如龙芯就以 MIPS 为基础添加了 1000 多条新指令，进而形成了自己的指令集 LoongISA。这又使开发软件的时候，即便同样属于 MIPS，也必须分为龙芯版和 MIPS 版……
由于 RISC-V 也允许用户自己加新指令，这就有可能使 RISC-V 破碎化，也许未来华为、高通、谷歌开发出的 RISC-V 处理器虽然都属于 RISC-V，但却不能跑同样一套软件。毕竟完全开放与有力的领导是一对矛盾，如果无法解决这个问题，恐怕 RISC-V 很难成长到能与 X86 和ARM 争雄的水平。
GNOME 之父指责 ARM 攻击开源
因 ARM 授权费用太贵，科技巨头欲转向开源架构 RISC-V，与 ARM 相比，开源的 RISC-V 指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售 RISC-V 芯片和软件，也因此 RISC-V 在嵌入式平台正引起越来越多公司的关注，包括 Google、特斯拉、三星、高通等科技公司已加入 RISC-V 阵营。或许是因为这种趋势让 ARM 感受到了压力，ARM 在2018年6月底建立一个域名为 riscv-basics.com 的网站，里面的内容主题为“设计系统芯片之前需要考虑的五件事”，从成本、生态系统、碎片化风险、安全性和设计保证上对 RISC-V 进行攻击。
此举自然引起了 RISC-V 的强烈不满，同年7月9日 RISC-V 也建立一个域名为 arm-basics.com 的网站，并用“设计系统芯片之前需要考虑的六件事”为题（在 ARM 列出的五项上新增了社区支持），对 ARM 进行反击，并呼吁厂商采用真正自由的架构 RISC-V。对于此事，GNOME 之父 Miguel de Icaza 在推特上表示，“ARM 对 RISC-V 的这种负面宣传只会适得其反，而且他们提出的观点有点弱”。
7月10日，ARM 的 riscv-basics.com 网站下线。Arm 发言人在接受外媒采访时表示，他们最初的目的是打算创建一个网页以列出围绕 RISC-V 的商业化产品需要考虑的关键因素，旨在为激烈的行业辩论提供信息。遗憾的是，结果有些出乎意料，该页面也不符合 Arm 的合作文化，所以下线了。该发言人还强调：“我们绝对不希望给大家一种攻击开源的印象，因为我们本身就是许多不同领域的开源社区的高度支持者。我们的目的是想做一些健康的行业讨论，因为这对这个行业的未来至关重要。”
打破x86、ARM垄断 CPU技术大牛Jim Keller放言：RISC-V必胜
在全球市场上，x86架构在高性能CPU市场掌握绝对份额，ARM架构在低功耗市场无人能敌，这两家垄断了大部分CPU市场，未来能三分天下的可能就是RISC-V了，此前在AMD及Intel都工作多年的大牛Jim Keller也RISC-V必胜。
Jim Keller是何许人也？很多人听过他，也有很多人不知道，他在半导体行业有20多年经验，1998年之前在DEC参与了Alpha处理器研发，1998年后进入AMD公司，参与了K7、J8架构CPU研发，离职后又参与了博通、PA Semi及苹果的CPU研发，2012年重回AMD公司，参与了Zen处理器研发。2016年在Zen处理器上市前半年离开AMD，去了特斯拉开发自动驾驶芯片，2018年去了Intel公司，不过2020年离职了，现在在一家名为Tenstorrent的初创公司担任高管，主要设计RISC-V架构的AI芯片，号称要超越AMD/NVIDIA。
他在芯片行业先后参与了Alpha、x86、ARM等架构开发，现在主要是RISC-V架构了，了解这些背景之后才可以理解他对RISC-V的表态，他认为RISC-V未来必胜。原因也很简单，RISC-V芯片现在已经可行了，而且是开放标准的，这个领域的创新正在发生，相比其他架构崛起得更快。
即便考虑到他自己正在从事RSIC-V研发的问题，Jim Keller对RISC-V的四大优势总结的也是很客观的，这也是当前的现实，相比x86及ARM架构，RISC-V在性能、生态等问题上显然有不足，但它的开放及发展速度也是远超其他两种架构的。
2022年7月份，RISC-V国际基金会CEOCalista Redmond表示，开放标准是关键。他说:“Linux在软件领域做到了这一点，我们正在硬件领域做到这一点，估计市场上已经有100亿个核。”
这是什么概念？哪怕是ARM架构做到100亿核心出货也用了17年时间，直到2008年才实现。他认为RISC-V可以在未来五年内达到ARM 20年的成就。
2022年11月上旬消息，对于智能手机来说，芯片的重要性不言而喻。苹果 CPU、GPU性能强，游戏体验出色；高通影像好；谷歌 AI性能优秀.....这些对手机体验的积极评价，大多归功于手机里的那颗 SoC。而各家 SoC的成功，都离不开它们背后的 Arm公司。然而，手握处理器大权的 Arm，最近做出了一个惊人的举动。据 Semi Analysis的报道，早先被 Arm起诉的高通，最近在反诉 Arm的文件中曝光了 Arm的两大“霸王条款”。
一是自2024年之后，Arm将不再根据技术许可协议(TLA)将向芯片厂商授权 CPU设计，而是授予广大设备厂商；
二是 Arm将禁止 Arm架构 SoC中使用外部 GPU、NPU、ISP，像是高通的 Adreno GPU，三星与 AMD联合打造的 Xclipse GPU等，一律要改为 Arm的公版 Mali GPU。
只有三家芯片大厂能够获得例外，其一是参与创办 Arm的苹果，二是签下20年授权长约的英伟达，还有一家是主攻通讯芯片的博通。
咋一看，Arm的条款之下，遭殃的只是芯片厂商。手机厂商直接从Arm获取授权，少了“中间商”赚差价，岂不是更好？但实际上，新协议在削弱手机芯片差异的同时，实际上是削弱了手机市场的多样性。就好比去组装电脑时，市场上都不卖 DIY组件，只卖组装好的一整套机器，爱要不要。此举也会削弱一些手机的招牌特性。比如说，高通芯片使用的是自家的 Adreno GPU，性能比 Arm公版的 Mali GPU更强，换成公版核心，性能反而会倒退。再比如谷歌自研的 Tensor芯片，虽然 CPU、GPU都是基于公版设计，但集成了自研的 ISP和 NPU（谷歌称为 TPU），以提供独家的相机和 AI功能。按照新协议不用自家的 ISP和 NPU，谷歌 Pixel手机的卖点，可就被大大削弱了。
为什么 Arm要这么狠心呢？这就涉及到高通早先被 Arm起诉的原因了。
2021年高通花14亿美元购买了芯片公司 Nuvia，这家公司来头不小，创办人是几位前苹果芯片设计师，公司也手握 Arm的 ALA架构授权，可以对 Arm的核心进行高度自主的魔改。高通钻了 Arm许可的漏洞，想要通过收购 Nuvia，继承 Nuvia的授权。Nuvia的芯片有多厉害？据 Nuvia在2020年公布的 PPT，其自研的 Phoenix CPU核心，号称功耗仅有 AMD Zen2 CPU的1/3，单核性能超出40%-50%。要是高通能将 Nuvia的技术用到自家产品上，那岂不是要上天？
Arm对高通的移花接木大为恼火，认为 Nuvia持有的授权只能自己用而不能转让，甚至在 Nuvia被收购时要求其销毁部分设计。另外一个原因是，Arm除了 CPU之外，其他的公版设计不算特别突出。如前面所说，高通、三星用自家的 GPU，精于 AI的谷歌用自家的 ISP和 NPU，比 Arm的公版设计更强。这么一来，Arm的这部分设计就遭到冷落，创收能力受限。更深挖一点，Arm和母公司软银可能也是急于赚钱。靠 Arm芯片做大的高通一个季度营收就有百亿美元，联发科也有数十亿美元，而掌握核心授权的 Arm，一年下来不过27亿美元（2021财年），差了个零头。
加上委身英伟达失败、IPO计划一再拖延，软银没法靠 Arm赚大钱，自然是十分着急。当然，高通对 Arm的指责只是一面之辞，毕竟两家还在打官司，谁更有理还没个定论。Fierce Electronics跟进报道，Arm就此事回应称，高通的说法“充斥着谬误”（riddled with inaccuracies）。两个巨头互怼，谁更有理，还得看官司的最终结果。另一方面，如今智能手机、物联网设备已经高度依赖 Arm芯片，Arm若是强推霸王条款，也会给 x86、RISC-V发展机遇。尤其是开源的 RISC-V，可以规避诸多风险，让芯片厂商掌握更多的自主权。
在芯片架构讨论中，RISC-V 和 ARM 的对比，已经从“技术选型”升级为“路线之争”。
本节引用自钡铼技术，发表于2025年12月中旬。
一边是 RISC-V：开源、免授权、可定制、不受单一厂商控制；
另一边是 ARM：成熟、稳定、生态完整，占据工业与边缘计算主流。
既然 RISC-V 看起来更“先进”，为什么工业界和工程项目依然大量选择 ARM？
这里将从工程实现、软件生态和项目风险三个技术视角，拆解这个问题。
一、先明确事实：RISC-V 不由任何公司控制
RISC-V 并不是某家企业的私有技术，而是：
一个开源指令集架构（ISA）
由 RISC-V International（非营利组织） 维护
指令集规范对所有厂商开放
这意味着：
没有架构授权费
没有单一厂商锁定
架构层面可长期自主演进
从技术路线的“所有权”角度看，RISC-V 的确优于 ARM。
二、从架构本身看：RISC-V 与 ARM 的本质差异
ARM
架构由 ARM 公司主导
指令集和 ABI 长期稳定
架构演进节奏统一
RISC-V
指令集模块化（Base + Extension）
鼓励厂商自定义扩展
同一 ISA 下实现差异巨大
技术结果是：
ARM 强一致性，利于通用软件生态
RISC-V 强灵活性，利于定制化 SoC
三、真正拉开差距的，是软件生态而不是 CPU 性能
在工业和边缘计算领域，CPU 性能往往不是瓶颈，软件才是。
ARM 的现状
Linux / Ubuntu / Yocto / RTOS 极度成熟
BSP、驱动、工具链高度标准化
Docker、Node-RED、工业协议栈长期验证
ABI 稳定，应用可跨代运行
RISC-V 的现状
Linux 主线已支持，但落地依赖芯片厂 BSP
驱动质量与完整性差异大
不同厂商 SoC 之间可移植性弱
在工程上，这直接决定了：项目的不确定性和调试成本。
四、工程视角下的“成本”对比
技术选型中，经常被放大的一个点是：
“ARM 要授权费，RISC-V 免费。”但从工程角度，真正的成本结构是：
ARM：
架构授权费（一次性）
成熟 BSP 和软件栈
RISC-V：
架构零授权
更高的软件适配、人力与时间成本
在工业项目中：延期和不确定性，远比授权费昂贵。
五、为什么 ARM 更容易支撑工业级长期交付？
ARM 的优势，并不只在技术指标，而在系统层能力：
稳定 ABI，保障十年以上软件连续性
成熟供应链，降低停产与替代风险
行业默认标准，降低客户决策成本
这也是为什么在：
工业网关
边缘计算控制器
机器人主控
ARM 仍然是事实上的“默认选项”。
六、RISC-V 现在真正适合的技术位置
从大量实际工程经验来看，RISC-V 更适合：
MCU 与控制类核心
协议处理器 / 安全核 / AI 加速核
高度定制 SoC
对自主可控有刚性要求的系统
而不太适合：
通用 Linux 边缘计算主控
多协议并发的工业网关
快速量产的标准化设备
七、回到工业网关 / 边缘计算的现实选择
如果你的系统需要：
Linux 长期维护
Docker / Node-RED 等复杂运行时
多工业协议并发运行
稳定量产与长期供货
现阶段 ARM 仍然是工程风险最低的方案。而 RISC-V 更合理的位置是：
控制面或协处理单元
定制功能模块
下一代平台的技术储备
八、为什么钡铼技术ARMxy选择 ARM作为核心架构
在工业网关、边缘计算控制器这类产品上，我们最终面对的不是“架构理想”，而是长期交付与现场稳定性。
ARMxy 系列选择 ARM 架构，核心原因并不复杂：
基于成熟 ARM SoC，Linux 生态完整，主线内核、驱动和工具链长期可维护
能稳定运行Docker、Node-RED、工业协议栈等复杂运行时环境
ABI 和软件栈连续性好，适合5–10 年生命周期的工业产品
供应链成熟，替代与扩展路径清晰，降低项目风险
在此基础上，ARMxy 并不是“简单使用 ARM 芯片”，而是：
结合工业现场需求，对 BSP、驱动和系统进行工程化打磨
将开源软件真正做成能长期跑在现场的产品级系统
同时也会持续关注 RISC-V 的发展，将其作为：
控制面或协处理器的可选技术、定制功能模块的技术储备
用 ARM 解决当下交付，用 RISC-V 布局未来演进，这正是 ARMxy 系列在架构选择上的现实逻辑。