三大支柱，塑造RISC-V未來(lái)十年

來(lái)源：與非網(wǎng)

CPU處理器格局已固化多年，在個(gè)人電腦和服務(wù)器市場(chǎng)，x86架構(gòu)由Intel和AMD主導(dǎo)；在移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)，Arm架構(gòu)是絕對(duì)的霸主。而隨著技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景的多樣化，行業(yè)需要更多選擇來(lái)滿足不同的需求，特別是在成本、性能、能效和靈活性等方面。

RISC-V的繁榮正是應(yīng)證了這一趨勢(shì)。作為一個(gè)開(kāi)放的指令集架構(gòu)，它不僅提供了新的選擇，帶來(lái)打破壟斷的可能性，更是通過(guò)開(kāi)放性和靈活性，吸引了越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者和企業(yè)投身其中。Imagination是RISC-V社區(qū)和基金會(huì)的積極參與者，自2021年宣布進(jìn)入RISC-V領(lǐng)域以來(lái)，已經(jīng)推出了多款RISC-V CPU產(chǎn)品，并且在推動(dòng)生態(tài)建設(shè)和市場(chǎng)接受度方面也取得了一定進(jìn)展。作為全球半導(dǎo)體和軟件IP供應(yīng)商，Imagination在CPU、GPU以及AI領(lǐng)域擁有全面的IP產(chǎn)品組合。目前，Imagination芯片IP累計(jì)出貨量已經(jīng)超過(guò)130億顆，專(zhuān)利數(shù)量超過(guò)3300項(xiàng)。在汽車(chē)和移動(dòng)GPU領(lǐng)域，Imagination已經(jīng)取得全球領(lǐng)先地位。Imagination計(jì)算部副總裁Shreyas Derashri日前接受<與非網(wǎng)>獨(dú)家訪談，深度分析了RISC-V所面臨的需求和挑戰(zhàn)，以及未來(lái)十年發(fā)展的關(guān)鍵。在他看來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)化路徑、人工智能以及生態(tài)建設(shè)，將是RISC-V持續(xù)繁榮的三大關(guān)鍵支柱。

Imagination計(jì)算部副總裁 Shreyas Derashri

支柱一：走標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展路徑

RISC-V的開(kāi)放性為定制化提供了土壤，使得用戶可以根據(jù)需求定制處理器，不過(guò)，這在特定應(yīng)用領(lǐng)域尤有價(jià)值的同時(shí)也帶來(lái)了碎片化挑戰(zhàn)。

Shreyas Derashri談到，Imagination的產(chǎn)品符合批準(zhǔn)的配置文件和指令，并得到了RISC-V軟件生態(tài)的支持。只有強(qiáng)有力的生態(tài)系統(tǒng)才能讓更多用戶更容易進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并且取得成功，為此，行業(yè)應(yīng)避免過(guò)度定制化擴(kuò)展，而應(yīng)使用 RISC-V International 批準(zhǔn)的配置，以確保生態(tài)系統(tǒng)的廣泛支持。如果確有定制化需求，Imagination會(huì)先進(jìn)行評(píng)估，如果所需的擴(kuò)展或指令尚未獲得批準(zhǔn)，他們將與 RISC-V 社區(qū)和 RISC-V 國(guó)際組織合作，以獲得所需的擴(kuò)展或指令的批準(zhǔn)。并且，定制化在某些情況下并不適用?！爱?dāng)用例依賴于一個(gè)更大的生態(tài)系統(tǒng)，這種情況下就不建議定制化”，Shreyas Derashri解釋說(shuō)，“比如要部署在安卓/Linux系統(tǒng)中，定制化可能就不是一個(gè)非常好的選擇，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致無(wú)法獲得整個(gè)系統(tǒng)提供的支持。”

他強(qiáng)調(diào)：“RISC-V是開(kāi)放的ISA標(biāo)準(zhǔn)，而不是開(kāi)源CPU。開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放源代碼是有區(qū)別的，如果在開(kāi)放環(huán)境中建立了完善的架構(gòu)體系，就能比專(zhuān)有或封閉的架構(gòu)提供更好的解決方案。Imagination致力于推進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的創(chuàng)新，真正賦予產(chǎn)品更多的附加價(jià)值，這對(duì)整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)不僅是非常重要和積極的貢獻(xiàn)，對(duì)于公司自身來(lái)說(shuō)，也是真正體現(xiàn)差異化的關(guān)鍵一步。”

支柱二：有望加速釋放的AI潛力

AI刺激了越來(lái)越多設(shè)備對(duì)計(jì)算性能的更高需求，也給多樣化的算力類(lèi)型提供了應(yīng)用空間。那么，與傳統(tǒng)的處理器架構(gòu)相比，RISC-V在AI應(yīng)用方面有哪些優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)？未來(lái)又將如何與AI進(jìn)一步融合發(fā)展？

Shreyas Derashri認(rèn)為，RISC-V主要具備三大優(yōu)勢(shì)，使其在AI領(lǐng)域有潛力成為主流處理器：首先是架構(gòu)設(shè)計(jì)的可擴(kuò)展性，為其適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景提供了基礎(chǔ)；其次是支持矢量擴(kuò)展，為需要并行處理的AI應(yīng)用提供了關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，而這是許多處理器架構(gòu)所不具備的（例如ARM v8）;第三是新指令集的擴(kuò)展，RISC-V正在發(fā)展新的指令集，如矩陣乘法（Matrix Multiply）擴(kuò)展等，都是針對(duì)新興應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)的?！爱?dāng)我們關(guān)注AI相關(guān)業(yè)務(wù)時(shí)，認(rèn)為靈活性、可擴(kuò)展性和可編程性是三個(gè)關(guān)鍵概念。因?yàn)锳I的快速發(fā)展，要求計(jì)算單元能夠適應(yīng)不斷變化的需求，而傳統(tǒng)的固定計(jì)算單元可能無(wú)法滿足這種需求”，他指出，“AI領(lǐng)域不斷出現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)模型和用例，因此AI開(kāi)發(fā)的最佳方式是使用具有靈活性和可編程性的CPU和GPU單元。同時(shí)，可擴(kuò)展性在從IoT設(shè)備到自動(dòng)駕駛汽車(chē)的整個(gè)過(guò)程中都非常關(guān)鍵?！碑?dāng)前，RISC-V在AI領(lǐng)域已取得一定進(jìn)展，例如Semi Dynamics等企業(yè)已展示其CPU在邊緣AI和云端使用RISC-V進(jìn)行操作和系統(tǒng)集成的能力。Shreyas Derashri認(rèn)為，RISC-V在AI領(lǐng)域?qū)?huì)加速發(fā)展，除了傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)，汽車(chē)領(lǐng)域的AI應(yīng)用也日益增多，預(yù)計(jì)會(huì)有更多相關(guān)的AI解決方案推向汽車(chē)市場(chǎng)。

當(dāng)然，在融入AI生態(tài)的過(guò)程中，開(kāi)發(fā)人員的體驗(yàn)至關(guān)重要。他透露，Imagination正在與行業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)合作，推動(dòng)更多開(kāi)發(fā)人員轉(zhuǎn)向其CPU和GPU架構(gòu)。

支柱三：高端應(yīng)用生態(tài)建設(shè)非常關(guān)鍵

作為一個(gè)持續(xù)創(chuàng)新的架構(gòu)，RISC-V已經(jīng)擁有10多年的研發(fā)歷程，當(dāng)前在中低端市場(chǎng)、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域已經(jīng)取得突破。Shreyas Derashri預(yù)計(jì)，未來(lái)十年，RISC-V將逐漸擴(kuò)展到云端和高性能應(yīng)用等高端場(chǎng)景。

目前，Ventana、SiFive等公司專(zhuān)注于提供更高性能的產(chǎn)品，這進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)了RISC-V向高性能的演進(jìn)。此外，谷歌宣布Android將支持RISC-V架構(gòu)，這將給RISC-V帶來(lái)各種使用Android系統(tǒng)的用例，比如移動(dòng)設(shè)備和更多的消費(fèi)產(chǎn)品。Shreyas Derashri指出，過(guò)去30年，Arm和英特爾x86架構(gòu)一直是主流，大多數(shù)應(yīng)用和用例都是圍繞這些架構(gòu)開(kāi)發(fā)的。未來(lái)，行業(yè)需要新選擇，而這個(gè)選擇正是由RISC-V帶來(lái)的。未來(lái)十年，RISC-V將加速發(fā)展和演進(jìn)，并從低端轉(zhuǎn)向高端應(yīng)用。這意味著，高端應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)對(duì)于RISC-V的成功至關(guān)重要，也是它目前面臨的最大挑戰(zhàn)。在生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)方面，Imagination經(jīng)驗(yàn)豐富，尤其是在GPU開(kāi)發(fā)和使用方面。Imagination正在將這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到RISC-V生態(tài)建設(shè)中，以促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展壯大。目前，Imagination在中國(guó)已經(jīng)和多家企業(yè)和組織展開(kāi)合作，如StarFive、達(dá)摩院玄鐵和DC-ROMA等，推動(dòng)RISC-V架構(gòu)更大范圍的采用和發(fā)展。Shreyas Derashri也著重介紹了RISC-V軟件生態(tài)系統(tǒng)（RISE）項(xiàng)目，這是一個(gè)由行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者主導(dǎo)的合作項(xiàng)目，旨在加速用于RISC-V架構(gòu)的開(kāi)源軟件開(kāi)發(fā)。該項(xiàng)目自2023年5月啟動(dòng)以來(lái)，已經(jīng)在Linux、安卓及其他軟件模塊方面取得了顯著進(jìn)展。例如在Linux系統(tǒng)中，超過(guò)12,000個(gè)模塊中，僅有不到200個(gè)尚未移植到RISC-V，這樣的進(jìn)展足以表明RISC-V的生態(tài)系統(tǒng)在加速走向成熟。Shreyas Derashri本人是RISC-V和RISE董事會(huì)成員，他強(qiáng)調(diào)，Imagination在RISC-V生態(tài)系統(tǒng)處于領(lǐng)導(dǎo)地位，致力于通過(guò)RISC-V董事會(huì)、技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)和特別興趣小組 (SIG) 推動(dòng)戰(zhàn)略和創(chuàng)新，推動(dòng)軟件生態(tài)系統(tǒng)的成熟度。

針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)生機(jī)勃勃的大量創(chuàng)新，Shreyas Derashri 認(rèn)為，中國(guó)可能是全球最快采用RISC-V的市場(chǎng)，特別是快速發(fā)展的汽車(chē)、人工智能等領(lǐng)域，都需要RISC-V這樣的平臺(tái)來(lái)提供支持。RISC-V的成功在于提供了一個(gè)開(kāi)放、靈活的平臺(tái)，這種開(kāi)放性有助于RISC-V在中國(guó)乃至全球市場(chǎng)的增長(zhǎng)和應(yīng)用，也能使中國(guó)客戶和開(kāi)發(fā)者能夠在不受?chē)?yán)格許可和商業(yè)協(xié)議限制的情況下進(jìn)行創(chuàng)新。

“競(jìng)爭(zhēng)與合作將確保RISC-V更加強(qiáng)大”

據(jù)SHD Group分析師預(yù)測(cè)，采用RISC-V架構(gòu)的設(shè)備數(shù)量正在激增，預(yù)計(jì)到 2030年將超過(guò)160億。

“新世界是圍繞競(jìng)爭(zhēng)展開(kāi)的，競(jìng)爭(zhēng)與合作將確保RISC-V本身變得更加強(qiáng)大”，Shreyas Derashri表示，“Imagination的RISC-V產(chǎn)品側(cè)重于中、高端市場(chǎng)。我們致力于在ISA架構(gòu)方面提供附加價(jià)值，以塑造我們CPU產(chǎn)品的差異化特性，并且實(shí)現(xiàn)性能與功耗之間的平衡。”今年4月，Imagination推出了Catapult CPU IP系列的APXM-6200產(chǎn)品，該RISC-V應(yīng)用處理器具有高性能密度、無(wú)縫安全性和AI功能，能夠滿足下一代消費(fèi)和工業(yè)設(shè)備對(duì)計(jì)算和智能用戶界面的需求。放眼未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)，Shreyas Derashri表示，“在AI加持的互聯(lián)世界中，安全性對(duì)于消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。伴隨著 RISC-V 的普及，向成熟安全框架無(wú)縫遷移勢(shì)在必行。Imagination致力于領(lǐng)導(dǎo)促進(jìn)變革和創(chuàng)新，推動(dòng)相應(yīng)技術(shù)的商業(yè)化。希望整個(gè)行業(yè)攜手將蛋糕做大，共同享受RISC-V的繁榮成果?！?/p>