10年發(fā)展趕上傳統(tǒng)架構(gòu)30年歷程，RISC-V看漲至800億顆空間

6月28日，2023 SiFive RISC-V中國技術(shù)論壇在北京舉行。RISC–V主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovi?表示：“RISC-V的發(fā)展勢不可擋，預計到2025年，RISC-V內(nèi)核數(shù)將增至800億顆。RISC-V架構(gòu)將擁有更好的處理器和生態(tài)系統(tǒng)，未來兩到三年有望超越傳統(tǒng)架構(gòu)。”


10年走完傳統(tǒng)架構(gòu)30年的發(fā)展歷程 有望取代英特爾X86

放眼全球市場，當前芯片指令集呈現(xiàn)出X86和ARM架構(gòu)的雙寡頭格局。憑借開源、精簡、模塊化的優(yōu)勢，一個名為RISC-V的“開放式”指令集備受企業(yè)追捧。這種指令集可以讓小公司和初創(chuàng)企業(yè)更容易獲得芯片設(shè)計，把它們從昂貴的授權(quán)費中解放出來。

去年7月，RISC-V基金會就指出RISC-V架構(gòu)芯片出貨量已突破100億顆，僅用12年就走完了傳統(tǒng)架構(gòu)30年的發(fā)展歷程，預計2025年RISC-V架構(gòu)芯片更有望突破800億顆。ARK Big Ideas報告中預測，ARM+RISC-V的組合所占據(jù)的服務(wù)器市場份額，將從2020年的零，增加到2030年的71%；同時，ARM和RISC-V可能會在“云”業(yè)務(wù)領(lǐng)域取代英特爾X86。

曾在蘋果、特斯拉、Intel、AMD等多家公司擔任高管的芯片大神Jim Keller在2022年的一次演講中，宣稱處理器的未來是屬于RISC-V的。他認為，RISC-V未來將會超越現(xiàn)在的市場霸主x86與ARM。

多家海外大廠紛紛入局也為RISC-V向高端進階按下加速鍵。基于RISC-V指令集的高性能、高能效人工智能解決方案的領(lǐng)先開發(fā)商Esperanto Technologies4月末宣布，它已經(jīng)移植并正在運行一系列生成式AI在其低功耗RISC-V硬件上建模。

Meta公司在5月初收購了英國AI芯片獨角獸Graphcore的AI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)團隊，并于近日打造自主研發(fā)的RISC-V AI推理芯片MTIA v1，與GPU相比，MTIA在全連接層上的每瓦性能最高可達兩倍，該芯片計劃將于2025年推出。

在新發(fā)布的Alveo MA35D上，AMD正在將其基于4nm工藝打造的ASIC VPU中的管理處理器從Arm轉(zhuǎn)移到RISC-V。在上一代的U30上，這個處理器是使用四核 Cortex-A53內(nèi)核，但到了MA35D的VPU，則使用一對四核RISC-V內(nèi)核。


汽車芯片和AI芯片都與RISC-V適配

SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅向《中國電子報》記者表示，SiFive的產(chǎn)品全部使用RISC-V架構(gòu)，這使得SiFive的設(shè)計周期得以縮減，風險和成本也隨之降低。相較于ARM，RISC-V的電源效率要高出30%~40%。目前全球排名前十的半導體廠商，有八家大廠采用SiFive的RISC-V內(nèi)核。

在RISC-V應(yīng)用領(lǐng)域的方面，剛至堅表示，首先是當下火熱的車用電子，汽車的“新四化”正在顛覆汽車行業(yè)，這個全新的市場非常適合RISC-V。無論是高端還是中低端的應(yīng)用，RISC-V的產(chǎn)品都可以勝任，各大廠商應(yīng)該抓住機會，擴大市場。SiFive目前已經(jīng)打造了具有多元產(chǎn)品、符合不同層級的ASIL安全標準的車用產(chǎn)品線——SiFive Automotive系列。

其次在近期爆火的生成式AI方面，RISC-V的開源屬性所帶來的高自由度，使得設(shè)計人員可以根據(jù)自己的特定需求調(diào)整架構(gòu)。同時其還具有低功耗和低延遲的特點，十分契合生成式AI的發(fā)展環(huán)境。如今，SiFive Intelligence系列正在發(fā)揮RISC-V的矢量運算優(yōu)勢，以應(yīng)對市場對于AI/ML及更高效能應(yīng)用的運算需求。

另外，由于RISC-V的可靠性、開放性和耐用性都很突出，在十分注重安全性的航空航天和工業(yè)領(lǐng)域都有著巨大商機。例如，SiFive此前就被NASA選中，為NASA的下一代高性能航天計算(HPSC)處理器提供CPU核心。HPSC將用到8個SiFive Intelligence X280 RISC-V矢量核，以及四個額外的SiFive RISC-V內(nèi)核。據(jù)了解，該配置下的HPSC將提供超過當前太空電腦近100倍的計算能力。

國產(chǎn)芯片占據(jù)半壁江山

在中國市場，目前像中科院、阿里、華為、中興等廠商，更是在RISC-V領(lǐng)域有了諸多成果，特別是阿里，在RISC-V領(lǐng)域表現(xiàn)非常突出。

目前阿里的RISC-V芯片，已經(jīng)覆蓋到高性能計算，低功耗的lot場景領(lǐng)域了，還推出了首款采用RISC-V芯片的電腦ROMA，且讓自己的RISC-V芯片支持了安卓系統(tǒng)，支持了龍晰電腦操作系統(tǒng)……

數(shù)據(jù)來看，2022年全球RISC-V芯片出貨量超過100億顆，一半來自于中國，也就是說中國市場就出貨了50億顆，且都是國產(chǎn)芯片。而2028年可能會達到800億顆，如果其中一半都是中國廠商提供的，那么一年就是400億顆。

中國在RISC-V領(lǐng)域的發(fā)展早在幾年前就已經(jīng)開始。2015年，中國計算機學會成立RISC-V工作組，并開發(fā)出了自主的RISC-V處理器IP。此后，眾多科技企業(yè)如中科曙光、寒武紀、紫光展銳等相繼推出了基于RISC-V指令集的芯片產(chǎn)品。

隨著中國在RISC-V領(lǐng)域的持續(xù)投入和推廣，RISC-V已經(jīng)成為國內(nèi)嶄新的芯片架構(gòu)選擇之一。各種選擇使用RISC-V開發(fā)芯片的研究項目、創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍般涌現(xiàn)，也促進了其生態(tài)系統(tǒng)的不斷完善。

同時，在政策支持下，許多國內(nèi)知名高校、研究機構(gòu)也參與到開發(fā)RISC-V芯片的行列中。例如，中國科技大學、上海交通大學等高校已成立了RISC-V實驗室，致力于推動該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

總的來說，中國在RISC-V領(lǐng)域的快速發(fā)展不僅體現(xiàn)出了國內(nèi)科技行業(yè)的創(chuàng)新能力和實力，同樣也對全球芯片市場的格局產(chǎn)生了重要影響。除了龐大的消費市場需求之外，中國政府還通過出臺一系列政策扶持和引導，鼓勵實體經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)鏈的升級和轉(zhuǎn)型，為RISC-V芯片更深入地走向產(chǎn)業(yè)化提供了有力的保障。

值得一提的是，在國際舞臺上，RISC-V已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注，其作為一種開源的芯片架構(gòu)，以其靈活的可定制性、較低的成本以及較小的編譯代碼管理 size 等優(yōu)點而備受好評。當前，RISC-V正在逐漸成為各國芯片產(chǎn)業(yè)中備受追捧的“黑馬”，并正在挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)芯片廠商的統(tǒng)治地位。

總之，隨著中國在RISC-V領(lǐng)域的投入不斷加大，相信這種開源指令集架構(gòu)將會如愿成為中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一股強勁推動力，同時也將為全球芯片市場帶來更多新的可能性。