RISC-V在低端市場“互卷”的現(xiàn)狀正迎來轉(zhuǎn)機

在PC時代，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Intel、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)勢以及相比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)。

放眼全球市場，當(dāng)前芯片指令集呈現(xiàn)出X86和ARM架構(gòu)的雙寡頭格局，行業(yè)廠商大多只能在這二者之間選擇，但礙于ARM授權(quán)費用昂貴，傳統(tǒng)X86授權(quán)又過于復(fù)雜，業(yè)界一直期待在CPU架構(gòu)領(lǐng)域能有更多選擇。

在這個過程中，也有越來越多的公司意識到，如果他們的未來和命運取決于其他人，那么其商業(yè)模式和戰(zhàn)略模式就會面臨更高的風(fēng)險。

因此，憑借開源帶來的開放生態(tài)、靈活性和高度可定制性，RISC-V正在成為搭建計算生態(tài)的一種新選擇。

去年7月，RISC-V基金會就指出RISC-V架構(gòu)芯片出貨量已突破100億顆，僅用12年就走完了傳統(tǒng)架構(gòu)30年的發(fā)展歷程，預(yù)計2025年RISC-V架構(gòu)芯片更有望突破800億顆。

不過，從RISC-V芯片當(dāng)前應(yīng)用領(lǐng)域來看，更多集中在低算力的MCU市場以及生態(tài)依賴性低的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

原因不難理解，一方面，因為物聯(lián)網(wǎng)的下游應(yīng)用領(lǐng)域極度碎片化，無需大生態(tài)的搭建，生態(tài)豐富的X86和ARM架構(gòu)無明顯優(yōu)勢。同時，物聯(lián)網(wǎng)的嚴重碎片化、差異化導(dǎo)致了極高的成本敏感性，低成本、定制化的RISC-V架構(gòu)優(yōu)勢盡顯。

另一方面，計算“邊緣化”趨勢將更多AI和計算能力賦予邊緣設(shè)備，為SoC設(shè)計公司提出了更高的PPA要求，傳統(tǒng)的通用型MCU/MPU/CPU已經(jīng)難以滿足不同應(yīng)用場景和性能要求。RISC-V掀起了開源硬件和開放芯片設(shè)計的熱潮，現(xiàn)已得到全球很多大中企業(yè)、科研機構(gòu)和初創(chuàng)公司的支持。

但目前，RISC-V在低端市場“互卷”的現(xiàn)狀正迎來轉(zhuǎn)機。

RISC-V正在中國落地生花

目前市場上超過100億個RISC-V核心中，一半來自中國。并且在RISC-V基金會的3180名會員當(dāng)中，中國企業(yè)占比近一半?？梢?，在RISC-V領(lǐng)域，中國是一個非常重要的力量。

近年來，國內(nèi)也涌現(xiàn)出了眾多RISC-V賽道的企業(yè)，平頭哥、芯來科技、芯原股份、兆易創(chuàng)新、賽昉科技、全志科技、晶心科技、先楫半導(dǎo)體、中科藍汛、泰凌微電子、進迭時空、沁恒微電子、啟英泰倫科技、睿思芯科、樂鑫科技、中微半導(dǎo)體、航順芯片、愛普特微電子、凌思微電子、國芯科技、芯昇科技、博流智能、納思達、晶視智能、方寸微電子...等等，包括IP內(nèi)核與芯片設(shè)計等廠商在內(nèi)，據(jù)統(tǒng)計，中國目前擁有上百家公司在關(guān)注RISC-V或以RISC-V指令集進行開發(fā)，積極布局RISC-V賽道。

其中，阿里平頭哥開發(fā)的玄鐵系列在物聯(lián)網(wǎng)芯片市場廣受認可，目前已在人工智能、網(wǎng)絡(luò)通訊、工業(yè)控制等30多個行業(yè)實現(xiàn)了商業(yè)落地，出貨量超過30億顆，是中國RISC-V領(lǐng)域影響力和市占率最大的處理器；中科藍訊藍牙SoC芯片累計出貨量已經(jīng)超過10億顆，以50%以上的份額成為國內(nèi)藍牙市場的翹楚...，國內(nèi)RISC-V產(chǎn)品廣泛涵蓋MCU、語音處理器、視頻處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器等諸多領(lǐng)域。

在不久前召開的“第六屆數(shù)字中國建設(shè)峰會云生態(tài)大會”期間，北京開源芯片研究院首席科學(xué)家包云崗表示，中美企業(yè)正在研發(fā)高性能RISC-V處理器，總體處于第一梯隊。國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量遠大于美國，產(chǎn)品主要集中在MCU級。

然而，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大受追捧，并不意味著RISC-V無法進入更高性能要求的PC、數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器市場。對于RISC-V來說，高性能領(lǐng)域是一個高價值的市場，有利于RISC-V產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展，躋身高性能領(lǐng)域，是芯片架構(gòu)走向主流的重要標(biāo)志。

在這個過程中，業(yè)內(nèi)正涌現(xiàn)出一批瞄準(zhǔn)高性能RISC-V的廠商，將該架構(gòu)應(yīng)用從低端微處理器逐漸探入高性能計算領(lǐng)域，把RISC-V從嵌入式場景拓展到工業(yè)控制、自動駕駛、人工智能、通信、數(shù)據(jù)中心等場景。

同時，RISC-V國際基金會已成立數(shù)據(jù)中心工作組（Datacenter SIG）和高性能計算特別興趣小組（HPC SIG）。其中，數(shù)據(jù)中心工作組主要由谷歌、Ventana等組成，高性能計算特別興趣小組則由141名成員以及10名活躍的研究、學(xué)術(shù)和來自各種組織的工業(yè)成員組成，專注于促進高性能RISC-V處理器生態(tài)的發(fā)展。

筆者在此前文章《RISC-V沖向Arm新藍?！分性敿毥榻B了RISC-V架構(gòu)應(yīng)用從低端微處理器逐漸探入高性能計算領(lǐng)域，僅以幾家國內(nèi)廠商和機構(gòu)為例：

平頭哥半導(dǎo)體在2019年率先推出最高主頻達2.5GHz的玄鐵C910，突破了業(yè)界對RISC-V的性能想象。截至目前，平頭哥的RISC-V芯片已經(jīng)形成C、E、R三大系列，可應(yīng)用于包括AI、高性能計算，低功耗等應(yīng)用領(lǐng)域。

中科院計算所在2019年就牽頭發(fā)起了“香山”高性能開源RISC-V處理器項目，2020年6月，香山處理器第一版“雁棲湖架構(gòu)”正式發(fā)布；2022年5月26日，在2023年中關(guān)村論壇“RISC-V開源處理器芯片生態(tài)發(fā)展論壇”上，發(fā)布了第二版“南湖架構(gòu)”的“香山”（南湖架構(gòu)）開源高性能RISC-V處理器核，計劃2023年6月流片；目前第三版“昆明湖架構(gòu)”也正在推進中。

此外，已有一批企業(yè)正在基于“香山”開發(fā)高端芯片，如AI芯片、服務(wù)器芯片、GPU等，有望于2025年取得集體突破。中科院計算所副所長包云崗表示，屆時我國企業(yè)有望在全球RISC-V新生態(tài)中取得領(lǐng)先優(yōu)勢，打通芯片領(lǐng)域國內(nèi)國外雙循環(huán)，實現(xiàn)我國高端處理器芯片產(chǎn)業(yè)自立自強。

芯來科技也是國內(nèi)較早參與RISC-V CPU IP核研發(fā)的創(chuàng)業(yè)公司，基于RISC-V架構(gòu)已經(jīng)開發(fā)包括N、NX、UX三個系列的CPU IP產(chǎn)品及相關(guān)軟硬件解決方案，包括32位和64位架構(gòu)，覆蓋從低功耗到高性能的各種應(yīng)用需求。其中，目前性能最出色的UX900多核系列已經(jīng)可以對標(biāo)ARM Cortex A53、A55等內(nèi)核的性能，在AloT邊緣計算、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和基帶通信等領(lǐng)域都有出色的表現(xiàn)。

賽昉科技自研的高性能RISC-V處理器內(nèi)核——昉·天樞已被諸多芯片客戶使用，被應(yīng)用于HPC、數(shù)據(jù)中心、PC等場景。昉·天樞是當(dāng)前可交付的最高性能的RISC-V處理器內(nèi)核，性能對標(biāo)Arm Cortex A76。在芯片方面，賽昉科技推出了全球首款面向PC應(yīng)用的高性能RISC-V芯片昉·驚鴻8100。

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業(yè)界正在用行動證明，高性能不再是RISC-V的禁忌之地，向高性能發(fā)展是RISC-V發(fā)展的必然趨勢。

從國內(nèi)廠商的投入力度或許也能夠體會到，RISC-V對中國芯片產(chǎn)業(yè)的重要價值。

中國工程院院士倪光南曾多次公開表示，RISC-V免費、開源的特點使得我國有了和全球一起起跑的機遇，有利于我國突破西方限制，實現(xiàn)自主可控。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。

有業(yè)內(nèi)專家表示，中國發(fā)展RISC-V具備很明顯的優(yōu)勢：首先是一個巨量的市場做支撐，有足夠豐富的應(yīng)用場景能夠充分發(fā)揮RISC-V的多樣性；有大規(guī)模的計算機工程師團隊和專業(yè)人才；更加獨特的優(yōu)勢在于，我們沒有國外一些老牌廠商和機構(gòu)的歷史包袱，沒有它們已經(jīng)存在的商業(yè)利益或者技能上的慣性，使我們有機會從一個全新的視角、一個全新的架構(gòu)下面去做一些開創(chuàng)性工作。

不過，優(yōu)勢背后，相應(yīng)的劣勢就是中國在很多技術(shù)領(lǐng)域沒有國外巨頭在歷史上積累的豐富經(jīng)驗。同時，在高端核心人才儲備上也沒有像國外處理器、基礎(chǔ)軟件巨頭那么多?？赡茉趯＠戎R產(chǎn)權(quán)方面也存在一定差距。

但無論怎樣，隨著半導(dǎo)體市場進入一個新的階段，中國半導(dǎo)體行業(yè)需要抓住一切機遇，RISC-V對于中國的半導(dǎo)體企業(yè)來說是一個難得的機會。

RISC-V，持續(xù)向高端市場邁進

與此同時，由于云計算、AI技術(shù)的日漸風(fēng)靡，互聯(lián)網(wǎng)巨頭掌握了數(shù)據(jù)中心的市場話語權(quán)，依靠亞馬遜、微軟等巨頭的鼎力支持，ARM得以在服務(wù)器市場打開局面。然而這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭并不愿意被處理器廠商所牽制，希望能夠做到指令集架構(gòu)中立，X86和ARM都不能完全滿足它們的需求。

因此，RISC-V進入數(shù)據(jù)中心市場似乎將成為必然的結(jié)果。再加上大量初創(chuàng)公司和行業(yè)巨頭在高性能處理器內(nèi)核和制造領(lǐng)域的努力，RISC-V指令集架構(gòu)的開源化與中立化的過程，顯然會比ARM的崛起更快一些。

2010年至今基于RISC-V的行業(yè)創(chuàng)新

（圖源：RISC-V）

除了上述國內(nèi)廠商在向高性能RISC-V應(yīng)用探索之外，國外企業(yè)也正在進行積極的嘗試。例如，SiFive發(fā)布了Performance系列高性能應(yīng)用處理器；Ventana開發(fā)了面向數(shù)據(jù)中心的多核 RISC-V小芯片Veyron V1；以及MIPS公司宣稱放棄自研架構(gòu)而押注RISC-V，目前MIPS正在利用其經(jīng)過硅驗證的CPU技術(shù)來加速RISC-V在數(shù)據(jù)中心等高性能應(yīng)用中的采用；英特爾宣布開放基于7nm的SiFive IP代工業(yè)務(wù)；Imagination推出RISC-V CPU IP——Catapult系列為異構(gòu)計算鋪路；Mobileye推出EyeQ Ultra在芯片中配備12個RISC-V內(nèi)核和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器...

近年來，行業(yè)發(fā)生的一系列“事件”似乎都在為RISC-V向高端進階按下加速鍵。

RISC-V正在向更先進的制造工藝、更強勁的性能、更高端的應(yīng)用持續(xù)演進，在高端服務(wù)器領(lǐng)域，RISC-V未來增勢一片大好。被奉為科技投資“圣經(jīng)”的ARK Big Ideas系列年度報告中預(yù)測，ARM+RISC-V的組合所占據(jù)的服務(wù)器市場份額，將從2020年的零，增加到2030年的71%；同時，ARM和RISC-V可能會在“云”業(yè)務(wù)領(lǐng)域取代英特爾X86，預(yù)計到2030年，CPU收入將達到190億美元、服務(wù)器收入達到1000億美元，合計市場規(guī)模年復(fù)合增長率達45%，可見其市場前景廣闊。

圖源：i.ifeng

Meta自研RISC-V AI芯片

近日，Meta打造自主研發(fā)的RISC-V AI推理芯片MTIA v1，再次把RISC-V推向受關(guān)注的焦點。

生成式AI是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的最新進展之一，因此，支持生成式AI或?qū)⒊蔀镽ISC-V芯片發(fā)展的一大里程碑。

在過去十年左右的時間里，Meta花費了數(shù)十億美元來招募頂級數(shù)據(jù)科學(xué)家并構(gòu)建新型人工智能，一直在努力將其許多雄心勃勃的AI研究創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，尤其是在生成式AI方面。

直到2022年，Meta主要使用CPU和專為加速AI算法而設(shè)計的定制芯片的組合來運行其AI工作負載，但CPU在處理這類任務(wù)時的效率往往低于GPU。因此，Meta取消了計劃于2022年大規(guī)模推出定制芯片的計劃，轉(zhuǎn)而訂購了價值數(shù)十億美元的Nvidia GPU，這需要對其多個數(shù)據(jù)中心進行重大重新設(shè)計。

為了扭轉(zhuǎn)局面，Meta計劃開始開發(fā)更具雄心的內(nèi)部芯片，并于近日公布了其AI訓(xùn)練與推理芯片項目。Meta將新芯片稱為Meta Training and Inference Accelerator，簡稱MTIA，并將其描述為加速AI訓(xùn)練和推理工作負載的芯片“家族”的一部分。據(jù)了解，與GPU相比，MTIA在全連接層上的每瓦性能最高可達兩倍，該芯片計劃將于2025年推出。

值得注意的是，Meta在5月初收購了英國AI芯片獨角獸Graphcore的AI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)團隊。Graphcore創(chuàng)始人Nigel Toon曾公開表示，Graphcore不屬于CPU、GPU和ASIC中的任何一類，而是一款全新的專為AI加速而生的處理器，既有極高的運算能力以處理高性能計算業(yè)務(wù)，又和GPU一樣可編程，以滿足不同的場景需求。

如今，像Meta一樣，很多云計算、人工智能公司也逐漸開始基于RISC-V開發(fā)芯片。在云數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，指令集架構(gòu)一般被期待用于解決高性能、高效能問題。

一個典型的例子就是Esperanto公司創(chuàng)造了第一個高性能 RISC-V AI處理器——ET-SoC-1 ML推理芯片，該芯片利用RISC-V創(chuàng)建了一個定制的1000多個核心系統(tǒng)，專門用于數(shù)據(jù)中心推理，加速許多可并行化的工作負載，旨在與AI推薦系統(tǒng)中強大的GPU處理器競爭。

另一家初創(chuàng)公司Ventana Microsystems也開發(fā)了面向數(shù)據(jù)中心的多核RISC-V小芯片——Veyron V1。值得一提的是，Veyron V1采用了類似AMD EPYC處理器那樣的Chiplet設(shè)計。Vnetana表示，Veyron V1支持高性能并行Die to Die互連，擁有低延遲和低功耗，高度可擴展等特性。Ventana表示，其I/O總線延遲可以低至7ns，其緩存一致性架構(gòu)也可提高工作效率，Chiplet設(shè)計也使得其更具可組合性。

有行業(yè)專家表示，RISC-V最有機會發(fā)力的領(lǐng)域是AI和機器學(xué)習(xí)，RISC-V架構(gòu)將從AI專用芯片切入，逐步擴展至通用芯片。當(dāng)前，隨著生成式AI領(lǐng)域的發(fā)展，業(yè)界將進一步加速行業(yè)對RISC-V的評估，對RISC-V日益增長的興趣標(biāo)志著半導(dǎo)體行業(yè)的一個重要轉(zhuǎn)折點。

“硅仙人”Jim Keller：RISC-V未來必勝

大約兩年前，隨著Jim Keller的加入，Tenstorrent公司一躍成為人們關(guān)注的焦點。在兩年內(nèi)，該公司招募了一批頂尖工程師，為數(shù)據(jù)中心級AI/ML解決方案和系統(tǒng)開發(fā)高性能RISC-V內(nèi)核。開發(fā)團隊的成就包括全球首個8位RISC-V通用CPU內(nèi)核，以及可用于AI和HPC應(yīng)用的高性能系統(tǒng)硬件架構(gòu)。?

對于為什么選擇開發(fā)RISC-V CPU？Tenstorrent稱，X86和ARM都是由商業(yè)公司控制，這限制了創(chuàng)新的步伐。而RISC-V是一個開源ISA，因此使用它進行創(chuàng)新更容易、更快速，尤其是在涉及新興和快速開發(fā)的AI解決方案時。

Tenstorrent目前有五種不同的RISC-V CPU核心IP——具有2/3/4/6/8位解碼，用于其自己的處理器或許可給感興趣的其他公司。

據(jù)悉，今年晚些時候，Tenstorrent計劃推出其第一個獨立的CPU+ML解決方案，結(jié)合了24個SiFive X280 RISC-V內(nèi)核和多個第三代Tensix內(nèi)核；明年，Tenstorrent將發(fā)布其終極產(chǎn)品——名為Grendel的多小芯片解決方案，該解決方案具有自己的Ascalon通用內(nèi)核，具有自己的RISC-V微架構(gòu)，具有八位解碼器以及用于ML工作負載的基于Tensix的小芯片。??

能看到，Tenstorrent有一個全面的路線圖，包括基于RISC-V的高性能CPU小芯片和先進的AI加速器小芯片，它們有望為機器學(xué)習(xí)提供功能強大的解決方案。AI和HPC是有望實現(xiàn)爆炸式增長的主要大趨勢，提供AI加速器和高性能CPU內(nèi)核似乎是一種非常靈活的商業(yè)模式。?

當(dāng)Jim Keller堅定看好RISC-V，甚至為此而拋棄“硅谷游俠”的身份開始創(chuàng)業(yè)，這使得一些完全不看好RISC-V的公司，也開始重新考慮這個指令集架構(gòu)的未來前景。

在去年的RISC-V峰會上，隨著谷歌宣布Android支持RISC-V指令集，RISC-V應(yīng)用場景正式從低功耗物聯(lián)網(wǎng)向更復(fù)雜的手機、服務(wù)器等應(yīng)用領(lǐng)域拓展。

RISC-V芯片加速上車

除了在AI和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的探索之外，無論是在核心層面還是芯片層面，RISC-V都已經(jīng)有進軍汽車領(lǐng)域的消息?，F(xiàn)階段，部分國內(nèi)外企業(yè)正在瞄準(zhǔn)RISC-V在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，加快推動RISC-V上車。

2022年年初，英特爾在CES 2022上推出了專為自動駕駛打造的Mobileye EyeQ Ultra系統(tǒng)集成芯片。值得一提的是，Mobileye EyeQ Ultra不包含任何X86內(nèi)核，而是擁有12個RISC-V 內(nèi)核、ARM GPU和DSP。

去年3月，RISC-V芯片設(shè)計廠商SiFive宣布推出三款車規(guī)級內(nèi)核，以滿足信息娛樂、駕駛艙、互聯(lián)性、ADAS和電氣化等當(dāng)前和未來應(yīng)用的關(guān)鍵需求。

提供領(lǐng)先的RISC-V處理器IP和高級處理器設(shè)計工具的Codasip也將汽車領(lǐng)域作為重要方向，正在投入大量精力和資金，以確保開發(fā)人員對RISC-V處理器IP的質(zhì)量充滿信心。

近幾年，國內(nèi)助推RISC-V架構(gòu)上車的廠商也如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，為車用芯片市場帶來新的選擇。芯來科技的CPU IP產(chǎn)品在ASIL-B和ASIL-D車規(guī)功能安全上做了一些安全機制的實現(xiàn)，與產(chǎn)業(yè)鏈廠商一起打造車規(guī)級產(chǎn)品；國內(nèi)MCU廠商愛普特也與阿里平頭哥進一步達成深度合作，計劃推出RISC-V芯片系列產(chǎn)品，主要面向的領(lǐng)域也包括車載領(lǐng)域；凌思微電子基于RISC-V架構(gòu)和BLE5.0/1規(guī)范的車規(guī)級無線MCU系列產(chǎn)品，主要應(yīng)用于車身控制、即時通信、車載娛樂等方面。

芯來科技有限公司CEO彭劍英曾在接受采訪時表示，RISC-V架構(gòu)是智能汽車“大腦”的最優(yōu)解之一。當(dāng)前，國內(nèi)外企業(yè)在推動RISC-V上車方面基本上處在同一起跑線。基于RISC-V架構(gòu)的開放性能夠大大增強各汽車芯片廠商的專有特性實現(xiàn)，豐富各種產(chǎn)品形態(tài)。

但RISC-V上車還面臨軟件生態(tài)的門檻，如果沒有完善的工具鏈，健全軟件生態(tài)，基于RISC-V實現(xiàn)的芯片很難在具體應(yīng)用場景中發(fā)揮作用。目前各家RISC-V CPU IP廠商以及軟生態(tài)廠商都在積極投入車規(guī)級產(chǎn)品的軟硬一體化布局。盡管RISC-V架構(gòu)上車的周期可能會比較長，也面臨著一些不容忽視的挑戰(zhàn)，但RISC-V上車仍然擁有光明的市場前景。

德勤預(yù)測，預(yù)計到2025年，基于RISC-V技術(shù)的芯片銷量在汽車領(lǐng)域的可服務(wù)市場有望達到29億個。

倪光南院士此前就明確表示，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車時代，無數(shù)種場景的應(yīng)用紛紛涌現(xiàn)，人們將迎來“需求定義軟件、軟件定義硬件”的時代。而RISC-V能很好地滿足“需求定義軟件、軟件定義硬件”的時代需求，是智能網(wǎng)聯(lián)車芯片的理想選擇。

RISC-V架構(gòu)的Chiplet，迎來機遇

千篇一律的處理器架構(gòu)時代已經(jīng)一去不復(fù)返了，因為摩爾定律的放緩迫使工程師們針對特定領(lǐng)域的工作負載優(yōu)化他們的設(shè)計。

基于小芯片（Chiplet）的設(shè)計有望降低開發(fā)成本并加快上市時間，但Chiplet一直是大型芯片供應(yīng)商的專屬。例如AMD在其臺式機PC和服務(wù)器處理器中都采用了小芯片；英特爾和Marvell也發(fā)布了基于Chiplet的產(chǎn)品。然而，幾乎所有此類設(shè)計都使用內(nèi)部專門設(shè)計的小芯片，這種情況將Chiplet的采用限制在擁有設(shè)計完整處理器資源的公司。

如今行業(yè)正在構(gòu)建一個生態(tài)系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)結(jié)合采用不同工藝節(jié)點的第三方小芯片的設(shè)計。與此同時，RISC-V正在通過其開源模型實現(xiàn)更大的CPU創(chuàng)新。這一趨勢為RISC-V 小芯片供應(yīng)商創(chuàng)造了機會。

上面提到的Veyron V1就采用了類似AMD EPYC處理器那樣的Chiplet設(shè)計，允許客戶從Vnetana購買CPU、IO模塊，然后跟自己的加速器IP進行集成，最后成為一個完整的芯片，降低工程成本并縮短上市時間。與之相比，Ventana選擇了開放且可擴展的RISC-V指令集，消除了許可障礙并促進了開放式創(chuàng)新。

然而，基于Chiplet的設(shè)計民主化需要標(biāo)準(zhǔn)化裸片到裸片 (D2D) 互連，以便多個客戶可以集成第三方小芯片。否則，每個小芯片仍然是特定于客戶的，從而降低了分解設(shè)計的經(jīng)濟優(yōu)勢。

對于Die to Die互連，Ventana計劃同時支持Intel、AMD、NVIDIA、Arm等支持的BoW和UCIe標(biāo)準(zhǔn)。此外，Ventana還從十幾個IP/chiplet 合作伙伴那里獲得了支持，為基于小芯片的解決方案提供交鑰匙解決方案，以及強大的SDK，包括固件、BIOS、操作系統(tǒng)、存儲和網(wǎng)絡(luò)參考應(yīng)用程序以及BMC。

因此，Vnetana允許客戶從他那里購買其CPU、I/O模塊，可以跟客戶自己的加速器IP整合形成自己的芯片。Vnetana表示，客戶選擇Ventana的CPU、I/O模塊來設(shè)計自己的SoC可以縮短兩年的開發(fā)時間，并節(jié)省大量的研發(fā)費用。

Ventana RISC-V 處理器框圖

一旦Ventana證明了其計算小芯片可以提供已知良好的裸片，客戶只需購買或開發(fā)I/O集線器小芯片即可完成處理器設(shè)計。Chiplet方法降低了客戶的流片成本，減少了非經(jīng)常性開支和驗證工作。許多I/O集線器功能都可以作為現(xiàn)成的IP使用，從而縮短了設(shè)計時間。

綜合來看，無論是X86還是ARM架構(gòu)，都是在新興市場和新興應(yīng)用中成長起來的。RISC-V也要找到突破口，形成規(guī)?；瘧?yīng)用的示范效應(yīng)，再逐漸向更多的領(lǐng)域擴展，然后形成一個“滾雪球”似的生態(tài)循環(huán)。

回溯發(fā)展歷程，RISC-V在初步證明其商業(yè)化可用的路上發(fā)展速度非?？?。在IoT市場站穩(wěn)腳跟后，正在往更高性能、更加縱深的方向去發(fā)展。

不難理解，一個新架構(gòu)要深入到原有市場，往往都是遵循“從低到高”滲透，比如IoT-智能機-PC-服務(wù)器這種路線。

只不過RISC-V可能會略有區(qū)別。有專家表示，由于C端用戶數(shù)量龐大，對于軟件完備度要求很高，因此需要體驗足夠好才能實現(xiàn)。但服務(wù)器市場則由于應(yīng)用相對少，相對會比C端更具進入機會價值，也更具可替代性。

其次，由于服務(wù)器的相對軟件棧寬度要略窄一些，解決幾個軟件問題就可以突破市場。因此， RISC-V可能會更先滲透到服務(wù)器領(lǐng)域，但能走多遠很大程度上取決于生態(tài)里合作伙伴的能力和努力。

針對具體應(yīng)用領(lǐng)域采用RISC-V的時間點，平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠認為，整體趨勢是從簡單到復(fù)雜逐步鋪開，規(guī)模（中低端）和標(biāo)桿（高端）應(yīng)用對于RISC-V都很重要。往上走是要證明RISC-V的能力，往下走是為了迅速讓RISC-V真正用起來。“預(yù)計五年左右，基本在各個領(lǐng)域都能看到RISC-V的落地。車規(guī)應(yīng)用在一到兩年的時間就會落地，在數(shù)據(jù)中心上應(yīng)用的時間會稍微晚一點?！?/p>

RISC-V仍需直面挑戰(zhàn)

如果說穩(wěn)定性是RISC-V的安身之本，開放性是RISC-V的生命力，那么，向高性能領(lǐng)域邁進就是RISC-V的競爭力所在。

在高性能計算領(lǐng)域，RISC-V具備兩大優(yōu)勢：首先，RISC-V設(shè)計了多種用于任務(wù)加速的指令集擴展，可以實現(xiàn)向量計算、加解密等任務(wù)的加速，有較高的計算性能；其次，RISC-V簡潔的特性，可以降低芯片的功耗，提升效能。

但我們也必須承認，X86、ARM架構(gòu)在數(shù)十年的積淀之后，在各自優(yōu)勢領(lǐng)域的布局已相當(dāng)成熟，且難度大、門檻高，RISC-V要在移動CPU和高性能CPU市場和ARM、X86競爭，無異于“虎口奪食”，還有很長的路要走。這是RISC-V作為后來者避無可避的現(xiàn)狀。

在RISC-V拓展高性能市場的過程中，平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠此前在接受筆者采訪時表示：“數(shù)據(jù)中心肯定是RISC-V接下來非常重要的一個方向，RISC-V基金會目前也正在把數(shù)據(jù)中心作為一個很重要的方向在推進。但要往高性能發(fā)展，處理器首先本身要在性能上有突破，需要投入大量的研發(fā)精力和資金投入；其次，往高性能走，處理器的穩(wěn)定性也非常重要。上層軟件棧越厚，軟件與硬件的協(xié)同優(yōu)化就越困難，必須要求足夠的硬件穩(wěn)定性來適配更復(fù)雜的應(yīng)用場景?！?/p>

而對于RISC-V向高性能領(lǐng)域發(fā)展在軟件上的挑戰(zhàn)，中國科學(xué)院軟件研究所總工程師武延軍指出，目前有很多核心的基礎(chǔ)軟件還沒有很好的跑在RISC-V平臺上。這里可能會有指令集規(guī)范還不成熟的問題，但更多的是這些基礎(chǔ)軟件包之前都是在X86和ARM上面去跑，從維護者、社區(qū)的角度，還沒有把RISC-V當(dāng)成Tier-1或者First-Class-Citizen度去對待。這里面有理念問題，有投入問題，也有商業(yè)利益回報問題。

雖然芯片和應(yīng)用層面已經(jīng)在逐步推進，但真正要向“高地”發(fā)起沖鋒，RISC-V在工具鏈、生態(tài)層面要做的功課遠超ARM。

基礎(chǔ)軟件的意義是避免生態(tài)碎片化，避免大家在同樣的指令集架構(gòu)下還去重復(fù)“造輪子”。因此在一些基礎(chǔ)的編譯工具鏈、操作系統(tǒng)，比如GCC/LLVM，Linux等，希望整個行業(yè)能夠合力去共同打造，而不是說每個RISC-V處理器廠家都要自己做一套，這其實是一個很大的浪費。

另外，無論是X86、ARM，還是早期市場上的MIPS、PowerPC等芯片架構(gòu)，決定競爭成敗的都不僅是產(chǎn)品性能本身，還包括是否具有豐富的上層應(yīng)用，以及高效的軟硬協(xié)同。

生態(tài)，依舊是RISC-V未來發(fā)展過程中繞不開的重要挑戰(zhàn)。

對于RISC-V未來的生態(tài)發(fā)展趨勢，無論是IoT市場的規(guī)模化應(yīng)用，還是高性能領(lǐng)域的未來潛力，RISC-V這個新興架構(gòu)吸引著全球眾多參與者積極投入。國內(nèi)外各大科技公司正大力布局RISC-V架構(gòu)，通過這款開源、精簡的架構(gòu)平臺，設(shè)計出所需的芯片產(chǎn)品，或者通過RISC-V延伸出其它的生態(tài)系統(tǒng)。不管是軟件還是硬件，RISC-V的適配能力正逐步擴大。

展望未來，RISC-V與ARM和X86將會在競爭過程中逐漸找到適合自己的定位，不斷融合、互相借鑒、長期共存，形成“三分天下”的局面，在各自擅長的領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢。

編輯：黃飛

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