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RISC-V是中國(guó)最受歡迎CPU架構(gòu)

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RISC-V,是由David Patterson教授在加州伯克利分校主持開(kāi)發(fā)的開(kāi)源精簡(jiǎn)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(lái)將形成英特爾(x86)、Arm、RISC-V三分天下的格局。



RISC-V是中國(guó)CPU領(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu)


在PC時(shí)代,英特爾(Intel)憑借x86架構(gòu)稱霸了PC市場(chǎng)數(shù)十年,但x86架構(gòu)不對(duì)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,Arm架構(gòu)憑借低功耗優(yōu)勢(shì)以及比x86生態(tài)更開(kāi)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(jì)企業(yè)授權(quán)指令集和處理器核,中國(guó)芯片公司借此機(jī)會(huì)快速發(fā)展,但核心技術(shù)依舊受制于人的事實(shí)并未改變。


2010年,加州大學(xué)伯克利分校的David Patterson教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)了RISC-V指令集,并宣布對(duì)外開(kāi)源,任何企業(yè)、開(kāi)發(fā)者都可以免費(fèi)使用它。隨著萬(wàn)物互聯(lián)的智能時(shí)代來(lái)臨,開(kāi)放、簡(jiǎn)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(duì)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(jì)算等領(lǐng)域發(fā)展;智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域被認(rèn)為是未來(lái)芯片的巨大市場(chǎng),據(jù)估計(jì),一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車就可能要用上百顆CPU,目前中國(guó)該領(lǐng)域主要產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正在積極推進(jìn)基于RISC-V的解決方案;隨著服務(wù)器和超算、AI訓(xùn)練和推斷、包括ChatGPT之類應(yīng)用的發(fā)展,對(duì)強(qiáng)大算力的需求越來(lái)越迫切,鑒于RISC-V具有模塊化、可擴(kuò)展、易定制的優(yōu)勢(shì),以及不受壟斷制約、供應(yīng)鏈安全容易保障的優(yōu)勢(shì),中國(guó)有關(guān)廠商正在全力推進(jìn)提供強(qiáng)大算力的RISC-V方案。


“可以毫不夸張地說(shuō),今天RISC-V是中國(guó)CPU領(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu),中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)和整個(gè)芯片生態(tài)將會(huì)越來(lái)越多地聚焦于RISC-V架構(gòu),中國(guó)的巨大市場(chǎng)將成為支撐RISC-V的重要基地?!敝袊?guó)工程院院士倪光南說(shuō)。


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目前,RISC-V架構(gòu)芯片的出貨量已達(dá)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(shí)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(chǎng)需求的雙輪驅(qū)動(dòng)下的強(qiáng)大生命力。據(jù)預(yù)測(cè),2025年RISC-V架構(gòu)芯片更有望突破800億顆。


從單一生態(tài)開(kāi)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(kāi)與操作系統(tǒng)、軟硬件生態(tài)的深度融合,也因此推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入PC時(shí)代和移動(dòng)時(shí)代。如今,RISC-V的橫空出世與AIoT時(shí)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(kāi)發(fā)者和合作伙伴都能更好地使用和發(fā)展RISC-V技術(shù)?!逼筋^哥副總裁孟建熠在大會(huì)上表示。

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▲平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠


“如今RISC-V的勢(shì)頭已經(jīng)非常清晰,未來(lái)五年的賽道也已經(jīng)顯現(xiàn)?!泵辖谡f(shuō)到。據(jù)RISC-V基金會(huì)統(tǒng)計(jì),預(yù)計(jì)到2025年,RISC-V會(huì)占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域28%的市場(chǎng),其中在最有機(jī)會(huì)發(fā)力的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)70%,到2027年會(huì)有250億臺(tái)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(jì)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(kāi)放推向極致,其開(kāi)放、靈活、精簡(jiǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)完美解決了AIoT市場(chǎng)的需求。對(duì)芯片設(shè)計(jì)廠商而言,這種全新模式還大幅降低了芯片設(shè)計(jì)的周期、成本。

這樣的天然優(yōu)勢(shì)很快便讓RISC-V成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新寵,據(jù)統(tǒng)計(jì),RISC-V基金會(huì)員已有高通、NVIDIA和Google等超過(guò)3000名成員,第三波芯片浪潮的序幕由此拉開(kāi)。

在這個(gè)浪潮中,中國(guó)市場(chǎng)已走在AIoT時(shí)代發(fā)展前列,在市場(chǎng)需求牽引下,中國(guó)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(lái)自中國(guó),數(shù)百家中國(guó)公司都在關(guān)注或以RISC-V指令集進(jìn)行開(kāi)發(fā),在RISC-V 22個(gè)高級(jí)會(huì)員中,12家為中國(guó)企業(yè),包括阿里巴巴、華為、騰訊、中興等。

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在標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)了數(shù)據(jù)中心、存儲(chǔ)管理、安卓、安全等11個(gè)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(cè)試的證書(shū)。這也意味著,以阿里為代表的中國(guó)企業(yè)在RISC-V技術(shù)的發(fā)展上有更多的話語(yǔ)權(quán),縱觀從六十多年半導(dǎo)體的發(fā)展歷程,中國(guó)企業(yè)從未有過(guò)如此全面、深度的參與。

“開(kāi)源開(kāi)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(kāi)發(fā)者和不同伙伴,推進(jìn)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(xiàn)開(kāi)放生態(tài)及社區(qū)?!逼筋^哥副總裁孟建熠說(shuō)。

對(duì)平頭哥而言,現(xiàn)在,玄鐵RISC-V生態(tài)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;姆较虼蟛角斑M(jìn);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(dāng)前,玄鐵RISC-V處理器已在多媒體、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)、服務(wù)器等領(lǐng)域陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),展開(kāi)大規(guī)模應(yīng)用。2023年,這一過(guò)程仍將持續(xù),在推理訓(xùn)練、工業(yè)控制、5G網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器周邊等場(chǎng)景持續(xù)落地。


寫在最后


就中國(guó)目前對(duì)整個(gè)RISC-V產(chǎn)業(yè)的投入來(lái)說(shuō),仍不及美國(guó),這主要是因?yàn)槿狈τ⑻貭枴⒏咄ㄟ@樣的芯片巨頭參與。但中國(guó)也有自身的優(yōu)勢(shì),例如有最大的終端市場(chǎng),可以用RISC-V做出更有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品;有大量工程師,如果做好高校學(xué)生的培養(yǎng),讓他們剛開(kāi)始學(xué)習(xí)就接觸RISC-V,那么將來(lái)在人才儲(chǔ)備上將極具優(yōu)勢(shì)。


“從今天開(kāi)始面向未來(lái),RISC-V要再出發(fā),在AI推理計(jì)算、工業(yè)、5G計(jì)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(shuō)到,“RISC-V就像初升的太陽(yáng),盡管還溫潤(rùn)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(yáng)似火的那天?!?/span>



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