人工智能將加速RISC-V的采用：全球占比將達(dá)25%

來源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自semiconductor-digest

根據(jù) Omdia 的最新研究，到 2030 年，RISC-V 處理器將占據(jù)全球市場的近四分之一 。盡管工業(yè)領(lǐng)域仍將是該技術(shù)最大的應(yīng)用領(lǐng)域，但預(yù)計開放標(biāo)準(zhǔn)指令集架構(gòu) (ISA) 將在汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最強(qiáng)勁的增長。此外，人工智能 (AI) 的興起也有助于 RISC-V 的持續(xù)崛起。

RISC-V 值得注意的是，它是免許可的，允許任何人使用該架構(gòu)開發(fā)硬件，甚至可以根據(jù)設(shè)計的需要定制指令集。由于最早的 RISC-V 處理器往往是簡單的微控制器，因此該架構(gòu)長期以來一直與深度嵌入式技術(shù)相關(guān)，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，并且在預(yù)測期內(nèi)直至 2030 年，RISC-V 將繼續(xù)在該領(lǐng)域占據(jù)重要地位。然而，近年來最重要的發(fā)展是該技術(shù)擴(kuò)展到其他應(yīng)用程序，包括那些需要高級計算和智能的應(yīng)用程序。

“RISC-V 在新穎的應(yīng)用中最有意義，因?yàn)殚_發(fā)人員尚未擁有現(xiàn)有的 Arm 產(chǎn)品。人工智能的興起、用例和功能的增加意味著許多新領(lǐng)域正在被揭示，而所有這些領(lǐng)域都具有 RISC-V 的潛力。”O(jiān)mdia 物聯(lián)網(wǎng)高級首席分析師 Edward Wilford 表示。“RISC-V 的發(fā)展與人工智能（尤其是邊緣人工智能）的興起同時進(jìn)行，這將為 ISA 提供巨大的機(jī)會。”O(jiān)mdia 預(yù)測，2024 年至 2030 年間，基于 RISC-V 的處理器出貨量每年將增長近 50%，到 2030 年處理器出貨量將達(dá)到 170 億顆。其中 46% 預(yù)計將用于工業(yè)應(yīng)用，盡管增幅最大預(yù)測期內(nèi)將出現(xiàn)在汽車領(lǐng)域。Omdia 預(yù)測汽車應(yīng)用中的 RISC-V 處理器數(shù)量每年將增長 66%。Wilford說：“汽車行業(yè)正在經(jīng)歷快速轉(zhuǎn)型，而半導(dǎo)體對于這一轉(zhuǎn)型的每個要素都至關(guān)重要?！?“RISC-V 對于汽車行業(yè)來說具有獨(dú)特且理想的方面，您可以在 RISC-V 中擁有您的設(shè)計，而這是獲得許可的 ISA 所無法做到的，并且在行業(yè)對話中，這確實(shí)被強(qiáng)調(diào)為一個重要的因素。”

與此同時，Omdia 還預(yù)測人工智能在汽車應(yīng)用中的使用將大幅增加，自動駕駛、高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和車載信息娛樂系統(tǒng) (IVI) 都將利用人工智能來增強(qiáng)每個系統(tǒng)的功能。“毫無疑問，人工智能將成為許多領(lǐng)域采用 RISC-V 的最大推動力之一；Wilford 表示：“RISC-V 的效率和可擴(kuò)展性非常適合開發(fā)執(zhí)行人工智能操作的處理器?！?/p>

RISC-V，為何如此重要？

RISC-V在過去幾年中一直是行業(yè)流行語，來自各種制造商的一系列古怪設(shè)備和芯片引起了轟動。這種經(jīng)常被炒作的技術(shù)有時很難達(dá)到預(yù)期，但它正在慢慢地看起來更有可能徹底改變半導(dǎo)體市場。但是什么讓 RISC-V 如此令人興奮，為什么從 NVIDIA 到微軟的每個人似乎都在投資它？RISC-V 是一種指令集架構(gòu) (ISA)。ISA 是 CPU 必須能夠解釋和處理的指令集的模板，以及它們?nèi)绾芜\(yùn)行的規(guī)范。您可以將其視為 CPU 的編程語言。ISA 很重要，因?yàn)?ISA 使軟件可以從一個 CPU 移植到另一個 CPU - 它保證軟件的所有單獨(dú)指令都在 CPU 上受支持和可用，并且它們以特定方式運(yùn)行。RISC-V（發(fā)音為Risk- Five）由伯克利并行計算實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者于 2010 年開發(fā)，現(xiàn)在由 RISC-V International 管理。第一批 RISC 芯片于 2011 年投入生產(chǎn)，從那時起，它們就獲得了從微軟到民族國家的各方資助。RISC-V 本質(zhì)上并不比 Arm 或英特爾的產(chǎn)品更快甚至更好，但正如我們將看到的，這可能并不重要。RISC-V 與其他常見 ISA 之間的一個關(guān)鍵商業(yè)區(qū)別是 RISC-V 是一種開源許可證。這意味著公司可以自由使用它并從中獲利，而無需向許可證所有者支付許可費(fèi)。這些類型的費(fèi)用通?？赡芎芨撸⑶易鳛橹圃飚a(chǎn)品成本的一部分間接轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者和企業(yè)。Arm 和 Intel 還收取修改 ISA 的費(fèi)用，這使得重大分歧變得更加昂貴。RISC-V 正在幫助硬件公司解決一個巨大的障礙，因?yàn)樵S多公司可能希望開發(fā)自己的 ISA 以節(jié)省許可費(fèi)用，但只有少數(shù)公司能夠達(dá)到甚至有機(jī)會盈利所需的規(guī)模（如果他們甚至可以成功地匹配標(biāo)準(zhǔn)性能和功能）。這就是為什么許多大公司，包括谷歌、英偉達(dá)、紅帽、三星，甚至英偉達(dá)，都在為 RISC-V 的開發(fā)和成熟貢獻(xiàn)大量的工程資源。當(dāng)現(xiàn)成的選項不適合時，RISC-V 為企業(yè)和學(xué)術(shù)界提供了一種簡單（或至少更容易）的途徑來構(gòu)建自己的硬件版本，從而悄然實(shí)現(xiàn)了特定領(lǐng)域應(yīng)用程序的定制硬件的分歧。這與市場上廣泛的完全開源 RISC-V 實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。企業(yè)也許能夠采用現(xiàn)有的 RISC-V 開源實(shí)現(xiàn)（實(shí)際上是完整處理器核心的設(shè)計，通常用 Verilog/SystemVerilog 等專用語言編寫）并進(jìn)行修改以適應(yīng)其特定用例。這可能涉及刪除不需要的方面，以及向核心添加預(yù)捆綁的支持元素，這些元素甚至可能是現(xiàn)成的元素。這意味著，以前為某項功能構(gòu)建特定硬件是不切實(shí)際或負(fù)擔(dān)不起的，但現(xiàn)在已經(jīng)更廣泛地成為可能。大大小小的公司已經(jīng)在使用這項技術(shù)。很難理解公司是從頭開始設(shè)計內(nèi)核還是使用預(yù)構(gòu)建的設(shè)計，但定制 RISC-V 芯片已經(jīng)進(jìn)入市場。例如，谷歌在 Pixel 6 上推出了 Titan M2 安全模塊，最近我們看到了結(jié)合了 GPU 和 CPU 的突破性 RISC-V SOC。鑒于 RISC-V 的許可，沒有什么可以阻止公司采用現(xiàn)有的開源 RISC-V 設(shè)計，對其進(jìn)行迭代和改進(jìn)，然后將其賣回市場（通常采用與 Arm 類似的許可模式）。溢價......這已經(jīng)發(fā)生了。RISC-V 的可訪問性使這些公司能夠以較低的單位成本（無需支付 Arm 或 Intel 的許可費(fèi)用）專注于改進(jìn)這些開源設(shè)計，以針對其特定用例進(jìn)行優(yōu)化。這正在構(gòu)建一個由各公司相互競爭的完整生態(tài)系統(tǒng)，以開發(fā)基于高效 RISC-V 的芯片。Arm/ x86確實(shí)存在這樣的市場，但由于修改費(fèi)和許可費(fèi)帶來的高進(jìn)入壁壘而受到削弱，這限制了它與主流廠商（即高通）的接觸。同樣，隨著更多的硬件可用（專業(yè)的和通用的），更多的開發(fā)人員支持就會增加，從而增加更多的軟件可用性、支持和知識。這就是所謂的良性循環(huán)，興趣、創(chuàng)新和投資不斷放大，形成積極的反饋循環(huán)。這是通過降低市場準(zhǔn)入門檻、降低新產(chǎn)品開發(fā)成本并最終帶來更廣泛的創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)的。如果這種情況繼續(xù)下去，我們很快就會看到競爭日益激烈的 RISC-V 芯片的步伐加快。盡管誕生才十幾年，RISC-V 已被證明能夠成功挑戰(zhàn)芯片制造領(lǐng)域的壟斷。CPU 生產(chǎn)是一個復(fù)雜的市場，進(jìn)入門檻極高，因?yàn)樵谖覀冮_始談?wù)撔阅軆?yōu)化之前需要進(jìn)行大量的設(shè)計、驗(yàn)證和驗(yàn)證。工程人才價格昂貴且難以找到，因此許多公司已經(jīng)完全跳過定制硬件，以加快上市速度并降低前期成本。從根本上來說，正是這種經(jīng)濟(jì)考量推動了 x86 和 ARM 的長期壟斷；但 RISC-V 正在改變這一現(xiàn)狀。通過提供更便宜的選擇，將按原樣出售的定制芯片或包含定制芯片的產(chǎn)品推向市場，公司更有可能通過較低的前期成本更快地看到經(jīng)濟(jì)效益。隨著越來越多的公司抓住這個機(jī)會，它變得越來越有吸引力。這就是RISC-V正在緩慢而悄然地改變CPU市場的方式；不是通過本質(zhì)上成為比 ARM 和英特爾提供的更快或更高效的標(biāo)準(zhǔn)，而是通過推動創(chuàng)新以使其具有競爭力。這就是 RISC-V 真正令人興奮的地方。隨著 RISC-V 行業(yè)開始達(dá)到臨界規(guī)模，研究、投資和創(chuàng)新不斷推動其向前發(fā)展，致力于開發(fā)更快、更高效的 RISC-V 芯片的綜合資源將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他主要芯片CPU空間中的玩家。這可能最終導(dǎo)致 RISC-V 成為一種更優(yōu)越、甚至更便宜的產(chǎn)品，因?yàn)楣静粫约和瓿伤泄ぷ?。您可能會設(shè)想這樣一個世界：公司能夠采用超高效的開源設(shè)計，進(jìn)行小型優(yōu)化，然后以比私營公司完全閉源所能實(shí)現(xiàn)的成本低得多的成本將其賣回市場。專有設(shè)計。這就是 RISC-V 對于行業(yè)和我們的未來來說既重要又令人興奮的部分原因。