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RISC-V是中國最受歡迎CPU架構(gòu)

RISC-V,是由David Patterson教授在加州伯克利分校主持開發(fā)的開源精簡指令集架構(gòu)。指令集架構(gòu)是溝通軟件和硬件之間的關(guān)鍵技術(shù),在CPU領(lǐng)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(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu)


在PC時代,英特爾(Intel)憑借x86架構(gòu)稱霸了PC市場數(shù)十年,但x86架構(gòu)不對外授權(quán),全球僅有AMD等少數(shù)幾家公司可以使用這一架構(gòu)研發(fā)芯片。移動互聯(lián)網(wǎng)時代,Arm架構(gòu)憑借低功耗優(yōu)勢以及比x86生態(tài)更開放的授權(quán)模式,構(gòu)建了龐大的軟硬件生態(tài),尤其是在芯片硬件層面,Arm向芯片設(shè)計企業(yè)授權(quán)指令集和處理器核,中國芯片公司借此機會快速發(fā)展,但核心技術(shù)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(lǐng)導研發(fā)了RISC-V指令集,并宣布對外開源,任何企業(yè)、開發(fā)者都可以免費使用它。隨著萬物互聯(lián)的智能時代來臨,開放、簡潔、模塊化的RISC-V架構(gòu)崛起,并從終端走向云端,極有希望發(fā)展成為第三大架構(gòu)生態(tài)。


RISC-V最早應(yīng)用于IoT領(lǐng)域,現(xiàn)正逐步走向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。RISC-V不僅可以在工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等等對算力要求不高的領(lǐng)域得到推廣,現(xiàn)在也正在向?qū)λ懔τ懈咝枨蟮淖烂鎽?yīng)用、邊緣計算等領(lǐng)域發(fā)展;智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域被認為是未來芯片的巨大市場,據(jù)估計,一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車就可能要用上百顆CPU,目前中國該領(lǐng)域主要產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正在積極推進基于RISC-V的解決方案;隨著服務(wù)器和超算、AI訓練和推斷、包括ChatGPT之類應(yīng)用的發(fā)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(yōu)勢,以及不受壟斷制約、供應(yīng)鏈安全容易保障的優(yōu)勢,中國有關(guān)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(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu),中國芯片產(chǎn)業(yè)和整個芯片生態(tài)將會越來越多地聚焦于RISC-V架構(gòu),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(gòu)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(gòu)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(gòu)發(fā)展史上前所未有,也充分印證了RISC-V在技術(shù)創(chuàng)新和市場需求的雙輪驅(qū)動下的強大生命力。據(jù)預(yù)測,2025年RISC-V架構(gòu)芯片更有望突破800億顆。


從單一生態(tài)開放,到多生態(tài)連接


除技術(shù)外,生態(tài)是所有芯片架構(gòu)能否發(fā)展壯大的最關(guān)鍵因素。英特爾X86架構(gòu)以及Arm架構(gòu)的成功,離不開與操作系統(tǒng)、軟硬件生態(tài)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(fā)展極為契合,生態(tài)建設(shè)更成為這一波新浪潮的決定性因素。


“RISC-V的蓬勃發(fā)展,需要全球創(chuàng)新協(xié)同。從芯片生態(tài),到基礎(chǔ)軟件生態(tài),再到應(yīng)用和終端生態(tài),平頭哥正連接各大生態(tài)體系,讓全球的開發(fā)者和合作伙伴都能更好地使用和發(fā)展RISC-V技術(shù)。”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(jīng)非常清晰,未來五年的賽道也已經(jīng)顯現(xiàn)?!泵辖谡f到。據(jù)RISC-V基金會統(tǒng)計,預(yù)計到2025年,RISC-V會占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域28%的市場,其中在最有機會發(fā)力的AI和機器學習領(lǐng)域復(fù)合增長率超過70%,到2027年會有250億臺設(shè)備在RISC-V生態(tài)中。



數(shù)百家公司涌入RISC-V浪潮,建設(shè)生態(tài)


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▲多家公司在通信、車載、高性能計算、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域嘗試采用RISC-V架構(gòu),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(yōu)勢完美解決了AIoT市場的需求。對芯片設(shè)計廠商而言,這種全新模式還大幅降低了芯片設(shè)計的周期、成本。

這樣的天然優(yōu)勢很快便讓RISC-V成為半導體產(chǎn)業(yè)的新寵,據(jù)統(tǒng)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(fā)展前列,在市場需求牽引下,中國RISC-V生態(tài)已初步形成,全球100億采用RISC-V的核中有一半來自中國,數(shù)百家中國公司都在關(guān)注或以RISC-V指令集進行開發(fā),在RISC-V 22個高級會員中,12家為中國企業(yè),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(shù)沉淀和生態(tài)布局,平頭哥領(lǐng)導了數(shù)據(jù)中心、存儲管理、安卓、安全等11個技術(shù)方向,重要性及數(shù)量居世界前列,并拿到了第一張架構(gòu)兼容性測試的證書。這也意味著,以阿里為代表的中國企業(yè)在RISC-V技術(shù)的發(fā)展上有更多的話語權(quán),縱觀從六十多年半導體的發(fā)展歷程,中國企業(yè)從未有過如此全面、深度的參與。

“開源開放是RISC-V生態(tài)建設(shè)的核心,阿里平頭哥也將繼續(xù)連接生態(tài)內(nèi)的開發(fā)者和不同伙伴,推進RISC-V生態(tài)與更廣泛的生態(tài)體系融合,與各界共享普惠算力技術(shù)的紅利,持續(xù)貢獻開放生態(tài)及社區(qū)。”平頭哥副總裁孟建熠說。

對平頭哥而言,現(xiàn)在,玄鐵RISC-V生態(tài)進入與各大生態(tài)體系深度交融的生態(tài)建設(shè)2.0階段,這主要體現(xiàn)在:一方面,RISC-V生態(tài)逐漸往標準化、規(guī)?;姆较虼蟛角斑M;另一方面,處理器生態(tài)與操作系統(tǒng)生態(tài)之間的壁壘打破,合作更為緊密且深入。這些將大大激發(fā)RISC-V大生態(tài)的潛能。

當前,玄鐵RISC-V處理器已在多媒體、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計算、存儲、服務(wù)器等領(lǐng)域陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn),展開大規(guī)模應(yīng)用。2023年,這一過程仍將持續(xù),在推理訓練、工業(yè)控制、5G網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器周邊等場景持續(xù)落地。


寫在最后


就中國目前對整個RISC-V產(chǎn)業(yè)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(yōu)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(chǎn)品;有大量工程師,如果做好高校學生的培養(yǎng),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(yōu)勢。


“從今天開始面向未來,RISC-V要再出發(fā),在AI推理計算、工業(yè)、5G計算、服務(wù)器周邊等更多領(lǐng)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(jīng)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?!?/span>



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