基于精简指令集原则的开源指令集架构如何重塑全球芯片格局？

指令集架构（ISA）定义了软件如何控制处理器硬件。它指导芯片处理数据和执行内存操作，芯片设计者可以根据ISA设计自己的芯片。目前，像英伟达（Nvidia）这样的专业人工智能芯片设计公司通常会设计自己的定制ISA，而通用计算芯片（中央处理器，即CPU）则倾向于采用现有的ISA，因为这样做成本更低、软件兼容性更好、可靠性更高。

目前主要有三种半导体ISA：英特尔（Intel）/美国超威半导体公司（AMD）的x86、ARM架构和RISC-V架构。ARM架构和英特尔/AMD的ISA是专有的，其他公司可以通过获得知识产权（IP）许可来使用它们。与此不同，RISC-V是一种开放式标准ISA，允许芯片设计团队在各种情况下实施该标准，而无需支付昂贵的许可费用。

RISC-V最初由加州大学伯克利分校开发，现在由位于瑞士的非营利标准机构RISC-V International管理。RISC-V International吸引了来自70个国家的4000多名成员，包括许多美国公司、大学、社区组织和个人，他们共同制定RISC-V ISA的规则。

值得注意的是，RISC-V标准制定并不要求美国公司与其他公司共享机密信息。公司的敏感IP仅用于RISC-V的实施，而不会通过RISC-V平台本身共享。RISC-V不包含敏感IP，其合作开发也不要求企业泄露此类IP，RISC-V的主要特点是其使用是开放的、免版税的。

作为一种开放标准的ISA，RISC-V可以免费实施，易于访问。RISC-V允许各种规模的公司在ISA的基础上构建自己的实施方案，使他们能够更好地控制自己的技术，并利用整个RISC-V生态系统的软件兼容性。许多目前从英特尔/AMD或ARM架构获得ISA许可证的公司正在帮助开发RISC-V，以便为他们的半导体架构提供另一种选择。可定制、低成本的ISA方案对小公司尤其有吸引力。

一些美国公司已经意识到RISC-V的重要性，并正在迅速投资基于RISC-V的软件实施。事实上，2023年5月，包括谷歌和Nvidia在内的行业领导者启动了RISC-V软件生态系统（RISE）项目，旨在加速RISC-V软件在消费电子、数据中心和汽车产品中的应用。甚至连英特尔公司也对推进RISC-V表现出浓厚兴趣，希望为其未来的芯片设计提供支持。

2022年，美国对特定国家实施了某些芯片和芯片制造设备的出口管制。但这些限制并不包括芯片架构。2023年，一些美国国会议员对特定国家的公司参与开发RISC-V对国家安全的影响表示担忧。一些政策制定者担心，特定国家的公司会利用RISC-V架构绕过美国的出口管制，将来可能会在高性能芯片中使用RISC-V，尽管目前这些芯片并不主要使用RISC-V架构。

目前，美国设计的芯片在性能、能效、复杂性和市场份额方面领先全球市场。RISC-V提供了一个替代平台，允许其他国家、公司和个人设计芯片架构，而不受英特尔/AMD和ARM架构的知识产权和成本限制。

事实上，RISC-V International迁往海外是为了避免可能违反美国对特定国家的公司（即RISC-V成员）的制裁。这意味着美国无法限制RISC-V标准的发布，也无法决定哪些国家参与这一进程。唯一直接但不一定有效的办法就是限制美国公司参与RISC-V标准的制定。

限制美国公司参与RISC-V可能会产生适得其反的效果。在这种情况下，RISC-V International可能会继续发展，而不依赖于美国的参与。美国公司将被迫开发适合不同国际集成电路标准的技术，许可昂贵的专有标准，或采用效率较低的技术。最终，美国公司可能被排除在参与RISC-V标准制定的行列之外，放弃在谈判桌上的席位，失去对其发展轨迹的影响力。

重要而又具有挑战性的是，RISC-V已经融入了整个美国创新生态系统中的公共和私营部门项目，从美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的太空飞行计算到美国国防高级研究计划局（DARPA）的硬件架构安全。这种共享协作“语言”的一大优势是，研究人员可以利用它，大学可以教授它，小型初创企业和大公司也可以采用它，例如，它们可以构建新的芯片来支持下一代人工智能。因此，美国有充分的理由继续密切参与RISC-V标准的制定。

全球标准机构通常会决定技术的开发方式。开放标准为行业参与者提供了合作开发技术解决方案的途径。技术标准就像一种语言，为通信和互操性设定参数。共享和协作标准有助于促进创新和限制滥用。

从历史上看，美国在全球标准制定方面的领导地位促进了技术及其供应链的增长和创新，并为美国公司带来了相应的优势。现在，特定国家也已认识到积极参与标准制定对发展其长期竞争优势的价值。

RISC-V使芯片设计者（无论是盟友还是对手）都能减少对英特尔/AMD和ARM架构的ISA的依赖。这给美国芯片设计生态系统带来了机遇和挑战，给美国经济安全带来了岔路口。

一方面，美国的政策制定者可能限制美国公司参与RISC-V，并通过补贴或税收减免支持国内设计行业。这样做的目的是削弱RISC-V与英特尔等公司相比的整体竞争力。

另一方面，美国政策制定者可能进一步推动美国参与RISC-V，接受国际标准制定过程，并投资于国家的标准教育，以巩固美国在全球芯片设计领域的领导地位和影响力。

目前，全球范围内正在为包括人工智能在内的许多新兴技术制定标准。例如，RISC-V的讨论反映了有关开放源代码基础模式的争论，即在这种模式下是选择通过监管进行控制还是通过竞争进行控制。与RISC-V一样，开源基础模型（open-source foundation models）也将继续激增。美国可能会选择限制它们的发展，也可以选择支持它们。