RISC-V是一種開源指令集架構(ISA),由于開放源代碼、簡化指令集,、模塊化設計、可擴展等特性,,使得RISC-V成為了一個具有潛力的指令集架構,,短短十幾年的發(fā)展,已經吸引了大量開發(fā)者和廠商入局,,呈現處遍地開花的勢頭,。根據RISC-V基金會的數據,2022年采用RISC-V芯片架構的處理器核已出貨100億顆,。隨著RISC-V生態(tài)的加速發(fā)展以及市場需求的進一步增長,,RISC-V也開始逐漸從物聯(lián)市場走向高性能領域,下一步熱門賽道將步入AI,、車載,、數據中心等領域。
近日,,RISC-V產業(yè)中備受關注的2023 RISC-V中國峰會在京舉行,,吸引了眾多業(yè)界企業(yè)和科研院所的參加。會上,,多家芯片設計公司發(fā)布新品,,例如,北京開源芯片研究院則公布第二代“香山”(南湖)開源高性能RISC-V處理器內核等,,性能已超過ARM A76,;阿里平頭哥發(fā)布了首個自研RISC-V AI平臺,支持運行170余個主流AI模型,;算能公布RISC-V CPU SG2042服務器集群,,可以為下一代云計算、人工智能,、數據分析提供支撐,;奕斯偉計算發(fā)布國內首顆基于國產工藝平臺的RISC-V車載微控制單元……11家企業(yè)發(fā)布了12項RISC-V新成果。
左起依次是:算能科技產品總監(jiān)陸吉年,,平頭哥半導體生態(tài)副總裁楊靜,,奕斯偉計算高級副總裁、首席技術官何寧,,沁恒微電子技術總監(jiān),、瑞斯科研究院院長楊勇,芯來科技市場戰(zhàn)略副總裁李玨(電子技術應用 現場拍攝)
左起依次是:Semidynamics 創(chuàng)始人兼CEO Roger Espasa,、Andes晶心科技董事長暨執(zhí)行長林志明,、賽昉科技董事長兼CEO徐滔,、SiFive產品營銷高級經理林宗民(電子技術應用 現場拍攝)
RISC-V在哪些領域的應用潛能較大?
RISC-V架構是完全開源的,,相比X86和ARM等主流指令集,,具有更大的靈活性和可定制性,使得RISC-V在AI和機器學習領域具有巨大的潛力,。
眾多跡象看到,RISC-V已經進入到了高性能發(fā)展階段,,平頭哥半導體生態(tài)副總裁楊靜表示,,主頻在2GHz以上的很多的應用都可以用RISC-V做了。除了性能上的提高,,有兩點還值得關注:一是在高性能之上的軟件配套,,從應用接到硬件中間有一個漫長的過程,需要產業(yè)鏈上下游每一個環(huán)節(jié)的共同參與,,才能更好地讓RISC-V真正落到應用中去,;二是要找準自己的生長點,找到爆發(fā)應用,,ARM當年爆發(fā)在手機市場,,而如今憑借RISC-V本身的靈活和可擴展性,發(fā)展起來的AI市場則有望帶飛RISC-V,,平頭哥的Vector,、 Matrix以及AI相關的部署工具都是為此準備的。如果RISC-V潛能在AI領域的充分釋放,,將在無孔不入的AI時代未來可期,,平頭哥將在提高RISC-V算力和加強AI能力的過程中進行持續(xù)投入。
奕斯偉計算高級副總裁,、首席技術官何寧也表示,,RISC-V在今后兩三年的時間里可以發(fā)力的地方非常多,將不再僅局限于物聯(lián)網應用為主,。除了AI計算,,車載芯片以及多媒體計算領域,如TV,、機頂盒等多媒體處理相關的應用,,未來會是RISC-V非常適合的場景。還有一些對于算力有要求但是又不太涉及生態(tài)軟件的,,如DPU,,也會是很好的落地場景。
隨著自動駕駛和智能交通技術的發(fā)展,,車規(guī)級芯片的需求持續(xù)增加,。RISC-V架構應用到車規(guī)級芯片上無疑為汽車行業(yè)提供了更多的選擇,,并有望降低相關成本和復雜性。
芯來科技市場戰(zhàn)略副總裁李玨表示,,以往車載芯片主要基于ARM架構或歐洲一些芯片公司的私有架構,,RISC-V的開放架構為國產車載芯片的研發(fā)提供了更廣闊的選擇面。汽車電子市場在內部也歸結于邊緣側市場,,需要前端實時性且算力比嵌入式大的場景,,而RISC-V有定制方面的優(yōu)勢。相比ARM,,RISC-V的定制能力較強,,當前車載系統(tǒng)在軟件和工具鏈方面仍然碎片化,導致應用程序適配問題,。若底層指令集能支持統(tǒng)一標準,,上層的AUTOSAR和軟件開發(fā)就有可能利用RISC-V的標準場景做統(tǒng)一。因此,,汽車電子有望成為RISC-V下一個爆發(fā)點,。
隨著云計算和大數據的快速發(fā)展,對高性能處理器的需求將不斷增加,,RISC-V處理器核的優(yōu)勢在于體系結構簡單,、功耗低、芯片兼容性強,,在高性能計算領域有很大優(yōu)勢,。何寧認為,PC和移動端的應用軟件移植工程巨大,,相對于PC,,數據中心落地的速度會更快。因為私有云在中國越來越普遍的情況下,,面向某個行業(yè)的應用,,對于軟件的所有權、數量等方面可控度比開放軟件強很多,。這種情況下進行軟件的移植和適配,,加上開源社區(qū)的貢獻,反而可能更容易比PC,、移動端更快落地,。
算能科技產品總監(jiān)陸吉年在分析了RISC-V在IoT受歡迎的原因之后,對數據中心也是充滿信心,?!癐oT的豐富發(fā)展是來自于RISC-V在設計的時指令集是模塊化的,而模塊化應對碎片化的市場,,可以通過1+1,、1+2,、1+3來解決問題,這是一個最優(yōu)解,。做MCU,、CPU需要各種各樣的工具鏈,維護各種各樣的操作系統(tǒng),。RISC-V提供了一個統(tǒng)一的環(huán)境,,幫助解決這些問題?!标懠瓯硎?strong>相信數據中心,,“因為GPU太貴了,經過了30年的發(fā)展,,很多技術都在迭代,降低成本,、提高性能,,但是GPU現在還是很貴。那么這個方向是對的嗎,?是不是有一些Vector與TPU結合的場景,?現在看來可能是最大的機會?!?/p>
如何進一步推動RISC-V的產業(yè)化落地,?
目前RISC-V在物聯(lián)網、智能穿戴等領域得到了廣泛應用,,并已走向高性能領域,。何寧認為,推動產業(yè)化落地的關鍵在于產品,,產品落地了,, RISC-V的計算架構自然也就落地了。何寧分享了三點體會:
一是內核能力要強,。通過自己建設內核研發(fā)能力,,并迅速轉化成產品的競爭力,有利于縮短產品研發(fā)周期,,加快產品落地,,反過來帶動RISC-V的架構落地。
二是產品本身要有影響力,。每一個立項的產品至少應該有潛力能夠成為行業(yè)頭部,,這樣的產品具有一定的示范效應,能夠帶動RISC-V架構落地,。
三是要實現生態(tài)的規(guī)?;茝V,,其應用的產品數量一定要多。奕斯偉計算的原則是:凡是能采用RISC-V架構的都采用,。這樣每年就會有很多顆產品同時產業(yè)化落地,,采用RISC-V架構的比例就會越來越高,規(guī)?;軓?。
何寧表示,奕斯偉前幾年一直潛心于建立自己內核和產品的能力,,不斷完善產品線,,最終積累了數十款RISC-V架構產品,在推動RISC-V生態(tài)落地上發(fā)揮自己的力量,。
沁恒微電子是國內首批基于自研RISC-V內核構建芯片,、共建生態(tài)并實現產業(yè)化的企業(yè),也是RISC-V全球生態(tài)建設的積極參與者,。峰會期間,沁恒帶來自研并批量應用的青稞RISC-V系列芯片及應用方案,,具備“3省3集”特色,即省電,、省腳,、省錢,集成 USB,、集成藍牙,、集成以太網,讓應用更省,、讓連接更便捷,,助力RISC-V更快落地。
沁恒微電子技術總監(jiān),、瑞斯科研究院院長楊勇也分享了公司在自己的小生態(tài)建設上的體會,,沁恒在RISC-V和ARM芯片上一直是并行出貨的,現在需求逐漸轉向RISC-V,。并且還提供了一個免費的集成開發(fā)環(huán)境MRS(MounRiver Studio) IDE,,全系列RISC-V、Arm芯片產品,,一手做芯片,,一手做開發(fā)相關的周邊,自研USB,、藍牙,、以太網等主要接口技術,產品和開發(fā)生態(tài)建設雙輪齊驅。
多家芯片巨頭齊入局RISC-V
8月初,,全球五大半導體大廠高通,、恩智浦、博世,、英飛凌和Nordic聯(lián)合成立了一家公司,,旨在通過支持下一代硬件開發(fā)來推動RISC-V在全球的應用。新公司位于德國,,重點關注汽車芯片應用,,并將擴展到移動通信和物聯(lián)網。此舉進一步表明汽車芯片市場開始全面擁抱RISC-V,。
SiFive產品營銷高級經理林宗民表示,,這五家公司在表達一個態(tài)度,告訴大家RISC-V的這件事情是更可行的,,而且更有選擇性,。
賽昉科技董事長兼CEO徐滔認為,這五家公司成立一個RISC-V合資企業(yè)做汽車電子芯片,,是一個里程碑式的事件,。因為一個生態(tài)的形成一定要大公司推動,RISC-V從2015年發(fā)展到現在,,熱情主要在創(chuàng)業(yè)公司,大企業(yè)推動卻甚少,。此次五家大公司聯(lián)合做RISC-V汽車芯片是非常高調的一次,,對整個RISC-V生態(tài)系統(tǒng)是一個有力的推動,能夠帶動RISC-V在其他領域快速發(fā)展,。今后,,其他大企業(yè)入局RISC-V也不無可能。
Andes晶心科技董事長暨執(zhí)行長林志明提到,,這個RISC-V合資企業(yè)相關新聞稿里沒有提到是否會采用其他公司的IP,,這個公司未來是做芯片還是做IP還不得而知。
Semidynamics 創(chuàng)始人兼CEO Roger Espasa認為,,五大企業(yè)聯(lián)合成立RISC-V公司是一個好消息,。五大企業(yè)自身在不同的領域有不同的技術專長,有的是在功能安全性方面,,有的是在其他方面,。在之后的研發(fā)過程中肯定需要更多的IP,而有些IP買現成的會更加便利,,希望他們未來繼續(xù)從在場的這些公司購買IP,。
多家芯片大廠的加入反映出對RISC-V開源技術的認可和投資,于整個產業(yè)生態(tài)而言,將會對進一步推動RISC-V的普及,,并為半導體產業(yè)的創(chuàng)新帶來更多機會,。
變化與未來
回顧RISC-V產業(yè)近年來的發(fā)展與變化,徐滔認為最明顯的一點是RISC-V走向高端了,。對于兩三年前就在談的“三足鼎立”一詞,,他當時并不認同,因為RISC-V的誕生就是為了全方位的計算平臺,。而如今RISC-V原來A5系列的核已經不錯了,,現在A7系列,超過10的核已經很多,。很多公司都已經發(fā)布基于RISC-V的高性能芯片,,包括在數據中心和AI領域,Vantana,、Texrant,、Rivos等美國的初創(chuàng)企業(yè)也都是聚焦于數據中心的高性能計算。國內大量新的初創(chuàng)公司也獲得了資金支持,,專注于高性能計算,。種種跡象表明,RISC-V走向高端的趨勢已經非常明顯,。
林志明則是對當前半導體產業(yè)的現狀表達了一些擔憂,,認為疫情之后眼前是有一點迷霧,這個迷霧來自于經濟下滑和半導體行業(yè)周期波動,,他表示:“北美經濟去年下半年以后轉差,,全球知名大公司紛紛裁員,很多創(chuàng)業(yè)公司在融資方面產生了困難,;另外,,出乎大家的意料,2021年半導體的需求突然高漲,,到2022突然轉為下滑,,現在大家都在調整庫存。何時全面復蘇,,還有待時間考驗,,但是前程是看好的,半導體產業(yè)庫存調整會有終結的一天,,經濟下行久了就會反轉回來,。因此,需要更多的投入把眼前的事情做好,。"
林宗民回顧了今年5月底啟動的全球 RISC-V 軟件生態(tài)計劃 “RISE”,,這是一個整個半導體業(yè)者參與的計劃組織。RISE成員將緊密協(xié)同合作,優(yōu)化和拓展 RISC-V 基礎軟件及應用,,推動 RISC-V 架構在不同操作系統(tǒng)上實現快速移植,,縮短處理器從硬件研發(fā)到應用落地的時間,進而為 RISC-V 應用商業(yè)化提速,。RISE發(fā)起者之一的谷歌已正式官宣,,2024年Android的新版本將支持RISC-V架構,這也意味著RISC-V跨入主流應用最重要的部分,。
Roger Espasa提到了ChatGPT,, ChatGPT的爆發(fā)式出現引發(fā)人們對于計算能力的需求大大增加。在2016年-2017年,,機器學習產生了一個大的爆發(fā),,如今ChatGPT又帶來了計算需求方面大的爆發(fā)。大家都開始考慮如何利用ChatGPT解決自己的問題,,通過利用RISC-V增加擴展,,更好地利用ChatGPT帶來的各種功能。
“RISC-V是從底部開始做起的,,如今已經到了中高端,,包括服務器,當然需要一定時間發(fā)展壯大,。最終會進入到HPC,、GPU,以至于全覆蓋,?!盧oger Espasa對RISC-V的未來表現出了十足的信心。
從全球視野來看,,國際大廠紛紛加入到RISC-V的隊伍中,讓“后來者”吃下“定心丸”,;從國內來看,,RISC-V一直被認為是本土芯片實現趕超的機遇,中國各界一直積極支持,,促進RISC-V持續(xù)蓬勃發(fā)展,。隨著技術的不斷進步和市場需求的增加,RISC-V有望在未來成為半導體領域的重要力量,。