RISC-V是一種開源指令集架構(gòu)（ISA），由于開放源代碼、簡化指令集、模塊化設(shè)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(gòu)，短短十幾年的發(fā)展，已經(jīng)吸引了大量開發(fā)者和廠商入局，呈現(xiàn)處遍地開花的勢頭。根據(jù)RISC-V基金會的數(shù)據(jù)，2022年采用RISC-V芯片架構(gòu)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(lǐng)域，下一步熱門賽道將步入AI、車載、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。
近日，RISC-V產(chǎn)業(yè)中備受關(guān)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(shè)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(nèi)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(wù)器集群，可以為下一代云計算、人工智能、數(shù)據(jù)分析提供支撐；奕斯偉計算發(fā)布國內(nèi)首顆基于國產(chǎn)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(chǎn)品總監(jiān)陸吉年，平頭哥半導(dǎo)體生態(tài)副總裁楊靜，奕斯偉計算高級副總裁、首席技術(shù)官何寧，沁恒微電子技術(shù)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(shù)應(yīng)用 現(xiàn)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(chǎn)品營銷高級經(jīng)理林宗民（電子技術(shù)應(yīng)用 現(xiàn)場拍攝）
RISC-V在哪些領(lǐng)域的應(yīng)用潛能較大？
RISC-V架構(gòu)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(xué)習(xí)領(lǐng)域具有巨大的潛力。
眾多跡象看到，RISC-V已經(jīng)進入到了高性能發(fā)展階段，平頭哥半導(dǎo)體生態(tài)副總裁楊靜表示，主頻在2GHz以上的很多的應(yīng)用都可以用RISC-V做了。除了性能上的提高，有兩點還值得關(guān)注：一是在高性能之上的軟件配套，從應(yīng)用接到硬件中間有一個漫長的過程，需要產(chǎn)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(yīng)用中去；二是要找準(zhǔn)自己的生長點，找到爆發(fā)應(yīng)用，ARM當(dāng)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(guān)的部署工具都是為此準(zhǔn)備的。如果RISC-V潛能在AI領(lǐng)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(shù)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(wǎng)應(yīng)用為主。除了AI計算，車載芯片以及多媒體計算領(lǐng)域，如TV、機頂盒等多媒體處理相關(guān)的應(yīng)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(shù)的發(fā)展，車規(guī)級芯片的需求持續(xù)增加。RISC-V架構(gòu)應(yīng)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(guān)成本和復(fù)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(gòu)或歐洲一些芯片公司的私有架構(gòu)，RISC-V的開放架構(gòu)為國產(chǎn)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(nèi)部也歸結(jié)于邊緣側(cè)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(dāng)前車載系統(tǒng)在軟件和工具鏈方面仍然碎片化，導(dǎo)致應(yīng)用程序適配問題。若底層指令集能支持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，上層的AUTOSAR和軟件開發(fā)就有可能利用RISC-V的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)簡單、功耗低、芯片兼容性強，在高性能計算領(lǐng)域有很大優(yōu)勢。何寧認為，PC和移動端的應(yīng)用軟件移植工程巨大，相對于PC，數(shù)據(jù)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(yīng)用，對于軟件的所有權(quán)、數(shù)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(chǎn)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(shù)據(jù)中心也是充滿信心。“IoT的豐富發(fā)展是來自于RISC-V在設(shè)計的時指令集是模塊化的，而模塊化應(yīng)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。”陸吉年表示相信數(shù)據(jù)中心，“因為GPU太貴了，經(jīng)過了30年的發(fā)展，很多技術(shù)都在迭代，降低成本、提高性能，但是GPU現(xiàn)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(jié)合的場景？現(xiàn)在看來可能是最大的機會。”
如何進一步推動RISC-V的產(chǎn)業(yè)化落地？
目前RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并已走向高性能領(lǐng)域。何寧認為，推動產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵在于產(chǎn)品，產(chǎn)品落地了， RISC-V的計算架構(gòu)自然也就落地了。何寧分享了三點體會：
一是內(nèi)核能力要強。通過自己建設(shè)內(nèi)核研發(fā)能力，并迅速轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的競爭力，有利于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，加快產(chǎn)品落地，反過來帶動RISC-V的架構(gòu)落地。
二是產(chǎn)品本身要有影響力。每一個立項的產(chǎn)品至少應(yīng)該有潛力能夠成為行業(yè)頭部，這樣的產(chǎn)品具有一定的示范效應(yīng)，能夠帶動RISC-V架構(gòu)落地。
三是要實現(xiàn)生態(tài)的規(guī)模化推廣，其應(yīng)用的產(chǎn)品數(shù)量一定要多。奕斯偉計算的原則是：凡是能采用RISC-V架構(gòu)的都采用。這樣每年就會有很多顆產(chǎn)品同時產(chǎn)業(yè)化落地，采用RISC-V架構(gòu)的比例就會越來越高，規(guī)模化效應(yīng)很強。
何寧表示，奕斯偉前幾年一直潛心于建立自己內(nèi)核和產(chǎn)品的能力，不斷完善產(chǎn)品線，最終積累了數(shù)十款RISC-V架構(gòu)產(chǎn)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(nèi)首批基于自研RISC-V內(nèi)核構(gòu)建芯片、共建生態(tài)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，也是RISC-V全球生態(tài)建設(shè)的積極參與者。峰會期間,沁恒帶來自研并批量應(yīng)用的青稞RISC-V系列芯片及應(yīng)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(wǎng)，讓應(yīng)用更省、讓連接更便捷，助力RISC-V更快落地。
沁恒微電子技術(shù)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(shè)上的體會，沁恒在RISC-V和ARM芯片上一直是并行出貨的，現(xiàn)在需求逐漸轉(zhuǎn)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(chǎn)品，一手做芯片，一手做開發(fā)相關(guān)的周邊，自研USB、藍牙、以太網(wǎng)等主要接口技術(shù)，產(chǎn)品和開發(fā)生態(tài)建設(shè)雙輪齊驅(qū)。
多家芯片巨頭齊入局RISC-V
8月初，全球五大半導(dǎo)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(yīng)用。新公司位于德國，重點關(guān)注汽車芯片應(yīng)用，并將擴展到移動通信和物聯(lián)網(wǎng)。此舉進一步表明汽車芯片市場開始全面擁抱RISC-V。
SiFive產(chǎn)品營銷高級經(jīng)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(xiàn)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(diào)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(lǐng)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(guān)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(lǐng)域有不同的技術(shù)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(xiàn)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(shù)的認可和投資，于整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)而言，將會對進一步推動RISC-V的普及，并為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新帶來更多機會。
變化與未來
回顧RISC-V產(chǎn)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(dāng)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(jīng)不錯了，現(xiàn)在A7系列，超過10的核已經(jīng)很多。很多公司都已經(jīng)發(fā)布基于RISC-V的高性能芯片，包括在數(shù)據(jù)中心和AI領(lǐng)域，Vantana、Texrant、Rivos等美國的初創(chuàng)企業(yè)也都是聚焦于數(shù)據(jù)中心的高性能計算。國內(nèi)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(jīng)非常明顯。
林志明則是對當(dāng)前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀表達了一些擔(dān)憂，認為疫情之后眼前是有一點迷霧，這個迷霧來自于經(jīng)濟下滑和半導(dǎo)體行業(yè)周期波動，他表示：“北美經(jīng)濟去年下半年以后轉(zhuǎn)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(chǎn)生了困難；另外，出乎大家的意料，2021年半導(dǎo)體的需求突然高漲，到2022突然轉(zhuǎn)為下滑，現(xiàn)在大家都在調(diào)整庫存。何時全面復(fù)蘇，還有待時間考驗，但是前程是看好的，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)庫存調(diào)整會有終結(jié)的一天，經(jīng)濟下行久了就會反轉(zhuǎn)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(dǎo)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(chǔ)軟件及應(yīng)用，推動 RISC-V 架構(gòu)在不同操作系統(tǒng)上實現(xiàn)快速移植，縮短處理器從硬件研發(fā)到應(yīng)用落地的時間，進而為 RISC-V 應(yīng)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(gòu)，這也意味著RISC-V跨入主流應(yīng)用最重要的部分。
Roger Espasa提到了ChatGPT， ChatGPT的爆發(fā)式出現(xiàn)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(xué)習(xí)產(chǎn)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(jīng)到了中高端，包括服務(wù)器，當(dāng)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。”Roger Espasa對RISC-V的未來表現(xiàn)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(nèi)來看，RISC-V一直被認為是本土芯片實現(xiàn)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(shù)的不斷進步和市場需求的增加，RISC-V有望在未來成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的重要力量。