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RISC-V是中國最受歡迎CPU架構

2023-03-10 來源: 作者:深圳市中電網絡技術有限公司
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RISC-V,是由David Patterson教授在加州伯克利分校主持開發的開源精簡指令集架構。指令集架構是溝通軟件和硬件之間的關鍵技術,在CPU領域,未來將形成英特爾(x86)、Arm、RISC-V三分天下的格局。



RISC-V是中國CPU領域最受歡迎的架構


在PC時代,英特爾(Intel)憑借x86架構稱霸了PC市場數十年,但x86架構不對外授權,全球僅有AMD等少數幾家公司可以使用這一架構研發芯片。移動互聯網時代,Arm架構憑借低功耗優勢以及比x86生態更開放的授權模式,構建了龐大的軟硬件生態,尤其是在芯片硬件層面,Arm向芯片設計企業授權指令集和處理器核,中國芯片公司借此機會快速發展,但核心技術依舊受制于人的事實并未改變。


2010年,加州大學伯克利分校的David Patterson教授團隊領導研發了RISC-V指令集,并宣布對外開源,任何企業、開發者都可以免費使用它。隨著萬物互聯的智能時代來臨,開放、簡潔、模塊化的RISC-V架構崛起,并從終端走向云端,極有希望發展成為第三大架構生態。


RISC-V最早應用于IoT領域,現正逐步走向更廣闊的應用領域。RISC-V不僅可以在工業控制、物聯網、智能家居等等對算力要求不高的領域得到推廣,現在也正在向對算力有更高需求的桌面應用、邊緣計算等領域發展;智能網聯汽車領域被認為是未來芯片的巨大市場,據估計,一輛智能網聯汽車就可能要用上百顆CPU,目前中國該領域主要產業聯盟正在積極推進基于RISC-V的解決方案;隨著服務器和超算、AI訓練和推斷、包括ChatGPT之類應用的發展,對強大算力的需求越來越迫切,鑒于RISC-V具有模塊化、可擴展、易定制的優勢,以及不受壟斷制約、供應鏈安全容易保障的優勢,中國有關廠商正在全力推進提供強大算力的RISC-V方案。


“可以毫不夸張地說,今天RISC-V是中國CPU領域最受歡迎的架構,中國芯片產業和整個芯片生態將會越來越多地聚焦于RISC-V架構,中國的巨大市場將成為支撐RISC-V的重要基地。”中國工程院院士倪光南說。


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目前,RISC-V架構芯片的出貨量已達成100億顆里程碑,從提出到100億顆處理器,英特爾x86架構花了幾十年,ARM花了17年,而RISC-V只用了約10年的時間,這在芯片架構發展史上前所未有,也充分印證了RISC-V在技術創新和市場需求的雙輪驅動下的強大生命力。據預測,2025年RISC-V架構芯片更有望突破800億顆。


從單一生態開放,到多生態連接


除技術外,生態是所有芯片架構能否發展壯大的最關鍵因素。英特爾X86架構以及Arm架構的成功,離不開與操作系統、軟硬件生態的深度融合,也因此推動人類社會進入PC時代和移動時代。如今,RISC-V的橫空出世與AIoT時代的迅猛發展極為契合,生態建設更成為這一波新浪潮的決定性因素。


“RISC-V的蓬勃發展,需要全球創新協同。從芯片生態,到基礎軟件生態,再到應用和終端生態,平頭哥正連接各大生態體系,讓全球的開發者和合作伙伴都能更好地使用和發展RISC-V技術。”平頭哥副總裁孟建熠在大會上表示。

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▲平頭哥半導體有限公司副總裁孟建熠


“如今RISC-V的勢頭已經非常清晰,未來五年的賽道也已經顯現。”孟建熠說到。據RISC-V基金會統計,預計到2025年,RISC-V會占據物聯網領域28%的市場,其中在最有機會發力的AI和機器學習領域復合增長率超過70%,到2027年會有250億臺設備在RISC-V生態中。



數百家公司涌入RISC-V浪潮,建設生態


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▲多家公司在通信、車載、高性能計算、數據中心領域嘗試采用RISC-V架構,并逐步完善


RISC-V將開放推向極致,其開放、靈活、精簡的獨特優勢完美解決了AIoT市場的需求。對芯片設計廠商而言,這種全新模式還大幅降低了芯片設計的周期、成本。

這樣的天然優勢很快便讓RISC-V成為半導體產業的新寵,據統計,RISC-V基金會員已有高通、NVIDIA和Google等超過3000名成員,第三波芯片浪潮的序幕由此拉開。

在這個浪潮中,中國市場已走在AIoT時代發展前列,在市場需求牽引下,中國RISC-V生態已初步形成,全球100億采用RISC-V的核中有一半來自中國,數百家中國公司都在關注或以RISC-V指令集進行開發,在RISC-V 22個高級會員中,12家為中國企業,包括阿里巴巴、華為、騰訊、中興等。

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在標準制定方面,憑借深厚的技術沉淀和生態布局,平頭哥領導了數據中心、存儲管理、安卓、安全等11個技術方向,重要性及數量居世界前列,并拿到了第一張架構兼容性測試的證書。這也意味著,以阿里為代表的中國企業在RISC-V技術的發展上有更多的話語權,縱觀從六十多年半導體的發展歷程,中國企業從未有過如此全面、深度的參與。

“開源開放是RISC-V生態建設的核心,阿里平頭哥也將繼續連接生態內的開發者和不同伙伴,推進RISC-V生態與更廣泛的生態體系融合,與各界共享普惠算力技術的紅利,持續貢獻開放生態及社區。”平頭哥副總裁孟建熠說。

對平頭哥而言,現在,玄鐵RISC-V生態進入與各大生態體系深度交融的生態建設2.0階段,這主要體現在:一方面,RISC-V生態逐漸往標準化、規模化的方向大步前進;另一方面,處理器生態與操作系統生態之間的壁壘打破,合作更為緊密且深入。這些將大大激發RISC-V大生態的潛能。

當前,玄鐵RISC-V處理器已在多媒體、網絡、邊緣計算、存儲、服務器等領域陸續實現量產,展開大規模應用。2023年,這一過程仍將持續,在推理訓練、工業控制、5G網絡、服務器周邊等場景持續落地。


寫在最后


就中國目前對整個RISC-V產業的投入來說,仍不及美國,這主要是因為缺乏英特爾、高通這樣的芯片巨頭參與。但中國也有自身的優勢,例如有最大的終端市場,可以用RISC-V做出更有競爭力的產品;有大量工程師,如果做好高校學生的培養,讓他們剛開始學習就接觸RISC-V,那么將來在人才儲備上將極具優勢。


“從今天開始面向未來,RISC-V要再出發,在AI推理計算、工業、5G計算、服務器周邊等更多領域布局,并在最近逐步推出。” 孟建熠說到,“RISC-V就像初升的太陽,盡管還溫潤如玉,但已經初步照亮了東方,一些賽道已初步明確,我們期待它驕陽似火的那天。”



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