除了 ARM 之外,还有不少 开源(open-source)或开放(open ISA) 的芯片架构,近年来尤其是在 RISC-V 兴起之后,这个领域变得非常活跃。下面我为你系统地整理一份列表:
🧠 一、完全开源的架构(ISA 公开、可自由实现)
这些架构的指令集(ISA)完全开放,不需要授权费用,任何人都可以实现或修改。
架构 | 开源程度 | 特点 | 代表实现/芯片 |
---|---|---|---|
RISC-V | ✅ 完全开源 | 当前最主流的开源架构;模块化设计,支持 32/64/128 位;生态活跃 | SiFive Freedom、阿里平头哥玄铁、StarFive JH7110、SpacemiT K1 |
OpenRISC | ✅ 完全开源 | 较早的开源架构(2000 年左右),教学用较多 | OR1200、mor1kx |
OpenPOWER | ✅ 部分开源 | IBM 开放的 POWER ISA,适合高性能服务器 | IBM POWER9 (开源指令集)、Microwatt(开源核心) |
SPARC V8/V9 | ✅ 部分开源 | 早期 Sun 公司架构,LEON 系列是开源实现 | LEON3、GR740 |
MIPS Open | ✅ ISA 开放(2019) | MIPS 曾是商业架构,2019 开放后允许自由实现 | MIPS Open、CHERI-MIPS |
T-Head C-SKY (CK810/CK860) | ✅ ISA 文档开放(但非完全自由) | 阿里早期自研架构,现已并入 RISC-V 路线 | C-SKY 710/860 |
WARP-V | ✅ 开源 RISC-V 可配置核心 | 用于教学与 FPGA 实验 | WARP-V (in TL-Verilog) |
⚙️ 二、半开放/学术性开源架构(开源实现为主)
这些 ISA 本身可能不完全开源,但有开放的硬件实现(Verilog/VHDL)。
架构 | 特点 | 开源实现 |
---|---|---|
LatticeMico32 (LM32) | 免费但非完全自由的 32 位架构,FPGA 上常见 | LatticeMico32 核 |
Nyuzi | 类似 GPU 的开源多核 SIMD 架构 | Nyuzi Processor |
OpenSPARC | Sun 开放的 UltraSPARC T1/T2 源码 | OpenSPARC T1/T2 |
Kite / OpenTitan | Google 与 lowRISC 的安全芯片项目(基于 RISC-V) | OpenTitan SoC |
LEON | 航天级 SPARC 开源实现,ESA 使用 | LEON3/LEON4 |
💡 三、实验性 / 学术研究架构
这些通常用于教学、研究,不一定有商业应用。
架构 | 特点 | 来源 |
---|---|---|
EPIPHANY | 并行计算为主的开源架构 | Adapteva Parallella |
TTA (Transport Triggered Architecture) | 指令触发数据移动,研究型 | Tampere Univ. (芬兰) |
OpenRISC 1000 | 学术与教学用途 | opencores.org |
OpenISA VEGA | 面向嵌入式的开源架构 | NXP 研究团队 |
🔐 四、非开源但"可学习"的架构(ISA 不开源,硬件可编程)
架构 | 开源程度 | 说明 |
---|---|---|
ARM | ❌ 闭源(需授权) | 指令集和实现均闭源,但有模拟器和公开文档 |
x86 / x86_64 | ❌ 闭源 | Intel / AMD 专有架构 |
Apple M 系列 (ARM-based) | ❌ 闭源 | 基于 ARMv8/v9 自研 |
T-Head 玄铁 RISC-V 系列 | ✅ ISA 开放,核心部分闭源 | ISA 是开源的,但具体 SoC 封装未开源 |
🚀 当前最活跃的开源生态
生态方向 | 主导机构/公司 | 状态 |
---|---|---|
RISC-V | RISC-V International, SiFive, 阿里平头哥, StarFive | 🔥 最活跃、生态完善 |
OpenPOWER | IBM, OpenPOWER Foundation | 🧩 服务器/AI 芯片方向 |
OpenTitan | Google + lowRISC | 🔐 安全芯片方向 |
📚 补充推荐资源
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🔗 https://riscv.org -- RISC-V 官方网站
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🔗 https://openpowerfoundation.org -- OpenPOWER 基金会
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🔗 https://opencores.org -- 经典开源处理器集合
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🔗 https://lowrisc.org -- OpenTitan 与 RISC-V 教育资源