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    • RISC-V為何受全球歡迎?
    • 中國已成推動RISC-V產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量
    • 阿里玄鐵領(lǐng)銜,中國RISC-V生態(tài)加速繁榮
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RISC-V芯片有何魅力,為何值得鼓勵全國范圍內(nèi)使用?

03/05 15:20
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3月4日消息,據(jù)路透社最新報道,中國計劃首次發(fā)布指導(dǎo)意見,鼓勵在全國范圍內(nèi)使用基于開源RISC-V架構(gòu)芯片。

報道援引消息人士稱,促進(jìn)RISC-V芯片使用的政策指南最快將于本月發(fā)布,但最終日期可能會有變化。

該消息人士補(bǔ)充說,該指導(dǎo)意見由八個政府機(jī)構(gòu)聯(lián)合起草,包括中央網(wǎng)信辦、工信部、科技部和國家知識產(chǎn)權(quán)局。

雖然,目前上述消息尚未得的官方確認(rèn),但是國內(nèi)的RISC-V產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)是如火如荼,如果在國內(nèi)終端應(yīng)用側(cè)能夠獲得官方鼓勵采用,勢必將進(jìn)一步加速中國RISC-V產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,助力中國芯片的自主可控。

RISC-V為何受全球歡迎?

眾所周知,在CPU指令集架構(gòu)市場,x86架構(gòu)統(tǒng)治著90%以上的PC及服務(wù)器市場,Arm架構(gòu)則完全壟斷了移動市場。而新興的RISC-V架構(gòu)雖然早在2011年就被美國加州大學(xué)伯克利分校的的EECS部門的計算機(jī)科學(xué)部門的David Patterson教授及其團(tuán)隊成功研發(fā)并開源,但在2015年RISC-V國際基金會成立之后才開始正式推廣。

開源(Open Source)全稱為開放源代碼,任何國家、任何企業(yè)和個人都可以不受限制的免費獲取,而開源的RISC-V指令集,實質(zhì)上也是一種開源代碼。任何的用戶都可以不受限制的獲得開源的RISC-V指令集,并可以在其基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)、修改和擴(kuò)展,并形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的處理器IP或芯片。比如,美國的SiFive、中國的阿里達(dá)摩院等,他們的推出的RISC-V CPU內(nèi)核都是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的,受版權(quán)保護(hù)的。

并且,開源模式,也意味著RISC-V將會接收來自“價值鏈”各個層面的公司、組織開發(fā)者的功能貢獻(xiàn),并不會局限于某個個人、企業(yè)或國家的貢獻(xiàn),這也使得其難以被單方面的勢力所控制。

打個通俗易懂的比方,開源的RISC-V指令集就好比是一本免費對外開放的“詞典”,任何人或企業(yè)都可以查閱和復(fù)制,并利用這本“詞典”當(dāng)中的詞語進(jìn)行造句或?qū)懳恼?,基于“詞典”里的詞語而創(chuàng)造出的文章自然是擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)的,這并不會受到“詞典”本身的限制。即便這本“詞典”最初是某國人或某國機(jī)構(gòu)發(fā)明的,也無法限制其他國家和企業(yè)不能用這個“詞典”,因為他本身就是免費公開的。更何況,隨著這本“詞典”的持續(xù)修訂和增補(bǔ),其中已經(jīng)有了很多來自于包括眾多其他國家和企業(yè)的所貢獻(xiàn)的新的“詞條”(指令集)或“語法”(規(guī)范)。

RISC-V作為開源指令集,通過開源社區(qū)也能夠獲得更多來自學(xué)術(shù)界和業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)和專家的意見,來持續(xù)完善,共同發(fā)展繁榮。

除了開源之外,RISC-V憑借其指令精簡及可模塊化擴(kuò)展的優(yōu)勢,相比其他指令集可以實現(xiàn)更優(yōu)秀的PPA(性能、功耗和面積),以及更簡潔的板級設(shè)計。在保持可擴(kuò)展性的同時,RISC-V保留了標(biāo)準(zhǔn)的軟件堆棧,可變長度的ISA支持壓縮代碼、未來矢量擴(kuò)展和自定義指令添加。同時,作為一個新興的指令集,RISC-V也不存在歷史遺留問題。

得益于其開源、開放、簡潔、靈活、可擴(kuò)展等特性,經(jīng)過近十年的發(fā)展,RISC-V正加速從嵌入式系統(tǒng)向高性能復(fù)雜應(yīng)用領(lǐng)域突破,進(jìn)入PC、服務(wù)器、汽車、AI等更多新興場景,其變革性的創(chuàng)新潛力與這些行業(yè)相得益彰。RISC-V已成為x86架構(gòu)和Arm架構(gòu)的強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)者,并有望形成了三足鼎立之勢。

資料顯示,RISC-V從成功研發(fā)到累計出貨100億顆芯片,用了約10年時間,就走完了傳統(tǒng)架構(gòu)30年的發(fā)展歷程,這在芯片架構(gòu)發(fā)展史上前所未有。作為致力于在全球范圍內(nèi)推廣RISC-V的非營利組織,RISC-V國際基金會(RISC-V International)目前已有阿里巴巴、高通、英偉達(dá)NVIDIA)、谷歌等來自52個國家的4000多名成員。

早在2018年,阿里巴巴達(dá)摩院旗下玄鐵團(tuán)隊就開始研發(fā)RISC-V。2019年7月,玄鐵發(fā)布業(yè)界最高性能RISC-V處理器C910發(fā)布,為全球首個運行頻率超過2GHz、SPECINT2K6達(dá)到7分/GHz的RISC-V處理器。隨后,玄鐵RISC-V處理器持續(xù)發(fā)展,陸續(xù)推出4個系列的16款RISC-V處理器,覆蓋高性能、高能效、低功耗等場景,持續(xù)完善針對量大面廣主流市場的產(chǎn)品線,并在高性能 RISC-V 架構(gòu)、AI加速、安全車規(guī)等方面做出特色 。

高通公司產(chǎn)品管理總監(jiān) Manju Varma 在2022年的RISC-V 峰會上曾透露,高通從 2019 年的驍龍865處理器開始,就把RISC-V根植到SoC作為底層微控制器,原因是滿足獨特要求、可定制、面積很小。截止2022年底,高通已經(jīng)出貨了超過 6.5 億個RISC-V 內(nèi)核,高通已成為“RISC-V 實施的領(lǐng)導(dǎo)者之一”。2024年11月,高通首次推出基于 RISC-V 架構(gòu)的面向智能家居、智能家電等 IoT 應(yīng)用的連接模組QCC74xM,預(yù)計2025 年上半年上市。

2023年12月,汽車MCU大廠英飛凌也攜手高通、博世、英飛凌、恩智浦、北歐半導(dǎo)體Nordic)共同投資組建了RISC-V初創(chuàng)企業(yè)Quintauris,更在隨后的RISC-V歐洲峰會上透露,即將推出首款基于RISC-V架構(gòu)的下一代MCU虛擬原型。

2024年10月,英偉達(dá)在RISC-V北美峰會上透露,其早在2015年就選定將RISC-V選定為其專有Falcon微控制器(MCU)的繼任架構(gòu)。英偉達(dá)預(yù)計,2024年一年內(nèi)將交付10億個內(nèi)置于其 GPU、CPU、SoC 和其他產(chǎn)品中的 RISC-V 處理器。

除了上述企業(yè)之外,英特爾、三星、瑞薩眾多等國際知名企業(yè)也都有布局或已推出RISC-V架構(gòu)芯片。RISC-V初創(chuàng)公司更是數(shù)不勝數(shù),比如知名的RISC-V AI芯片廠商Tenstorrent、RISC-V服務(wù)器芯片廠商Ventana等。

而在政府層面,印度政府在2022年就公布了“數(shù)字印度RISC-V處理器”(DIR-V)發(fā)展規(guī)劃;巴西科技創(chuàng)新部也宣布成為了RISC-V國際基金會高級會員;歐洲也持續(xù)加大對RISC-V的投入,歐洲航天局(ESA)就與瑞典芯片廠商Frontgrade Gaisler宣布合作開發(fā)基于RISC-V處理器的7nm抗輻射太空級芯片。

據(jù)RISC-V國際基金會( RISC-V International)預(yù)測,搭載RISC-V處理器的系統(tǒng)級芯片(SoC)數(shù)量在2024年約為20億,到2031年有望突破200億,年復(fù)合增長率超過40%。

中國已成推動RISC-V產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量

正如前面所指出的,RISC-V作為開源架構(gòu),其不會受到歐美等國的限制,并且中國可以基于開源的RISC-V架構(gòu)開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RISC-V?IP或芯片,這在中美貿(mào)易戰(zhàn)、科技戰(zhàn)的大背景之下,有助于中國發(fā)展自主可控的處理器芯片。

中國工程院院士倪光南就曾表示:“開源模式已從軟件領(lǐng)域走向硬件領(lǐng)域。RISC-V降低了進(jìn)入芯片行業(yè)的門檻,也符合未來萬物智能時代的技術(shù)發(fā)展趨勢,中國要爭取在萬物互聯(lián)的新時代,使得RISC-V發(fā)展成為世界主流CPU架構(gòu),形成x86、Arm和RISC-V三分天下的格局?!?/p>

中國科學(xué)院院士褚君浩也曾表示:“當(dāng)前開源開放已經(jīng)成為信息技術(shù)系統(tǒng)的一大趨勢,成為全球協(xié)同創(chuàng)新的新模式,持續(xù)推動信息技術(shù)的快速發(fā)展。芯片的基礎(chǔ)是指令集,開源、精簡的RISC-V指令架構(gòu),為我們國家掌握芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主動權(quán)也提供了機(jī)遇?!?/p>

正因為如此,雖然中國的RISC-V產(chǎn)業(yè)起步相比國外更晚,但是近年來卻發(fā)展神速,并且繁榮度已經(jīng)超越了海外。目前,中國已經(jīng)是全球RISC-V產(chǎn)業(yè)最繁榮的區(qū)域以及最大市場。數(shù)據(jù)顯示,在截至2022年底,RISC-V架構(gòu)的處理器的100億顆的累計出貨量當(dāng)中,有一半是來自中國市場。

目前在中國,已有數(shù)百家公司在關(guān)注或以RISC-V指令集進(jìn)行開發(fā),在RISC-V國際基金會的23個高級會員中,中國企業(yè)就占據(jù)了半壁江山,其中就包括阿里云、晶心科技(Andes,中國臺灣)、北京開源芯片研究院、成為資本、華為、ISCAS(中國科學(xué)院軟件研究所)、奕斯偉、中興、飛騰、希姆計算、騰訊等11家中國企業(yè)/機(jī)構(gòu)。需要指出的是,作為Premier Members會員,是可以有董事會席位及技術(shù)委員會席位的,可直接影響RISC-V標(biāo)準(zhǔn)的制定和技術(shù)發(fā)展方向。

RISC-V技術(shù)發(fā)明者之一、SiFive聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovi?此前就曾表示:“RISC-V將擁有最好的處理器,擁有最好的生態(tài)系統(tǒng),這已經(jīng)是一種趨勢。而這一趨勢在中國市場表現(xiàn)尤為明顯?!?/p>

阿里玄鐵領(lǐng)銜,中國RISC-V生態(tài)加速繁榮

需要指出的是,目前阿里巴巴達(dá)摩院旗下的玄鐵RISC-V CPU已經(jīng)成為了國內(nèi)出貨量最大、影響力最大的RISC-V IP供應(yīng)商。

根據(jù)阿里達(dá)摩院院長張建鋒公布的數(shù)據(jù)顯示,截至2024年初,玄鐵3個系列9款產(chǎn)品累計授權(quán)客戶已經(jīng)超過300家,授權(quán)個數(shù)超過800個,累計量產(chǎn)顆數(shù)突破40億顆。

在RISC-V國際基金會中,阿里玄鐵技術(shù)專家團(tuán)隊在2個技術(shù)委員會及10+技術(shù)小組擔(dān)任主席或副主席職位,主導(dǎo)了Android,Server SoC TG,Memory Tagging TG,Scalar Efficiency等技術(shù)小組,是全球投入技術(shù)力量最大的團(tuán)隊之一,還在推動面向AI的Matrix技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

目前RISC-V已經(jīng)在嵌入式/IoT市場站穩(wěn)腳跟,眾多的中國芯片廠商已經(jīng)參與其中,并積極向移動端、PC及服務(wù)器等高性能應(yīng)用市場拓展。但是在PC及服務(wù)器端,x86架構(gòu)占據(jù)著近90%的市場份額,而移動端則幾乎完全由Arm架構(gòu)統(tǒng)治,而且這些市場也主要由國外芯片廠商所占據(jù)。

在達(dá)摩院首席科學(xué)家、知合計算CEO孟建熠看來,中國芯片產(chǎn)業(yè)想要在這些高性能市場獲得突破,打破國外芯片廠商對于X86和Arm的壟斷,就需要借助開源的RISC-V,在打造自有知識產(chǎn)權(quán)的高性能RISC-V IP的同時,還需要借助RISC-V與AI的天然契合性來進(jìn)行推動。

孟建熠強(qiáng)調(diào),RISC-V是為AI計算引擎而生,在指令集架構(gòu)層面,可以利用RISC-V指令集架構(gòu)優(yōu)異的開放性和靈活性,針對AI模型定制化指令集擴(kuò)展。RISC-V標(biāo)量、矢量、Matrix也可以支撐不同場景AI算力?!癛ISC-V在AI領(lǐng)域,具備很高的包容性,可以支持做CPU/DSA,也支持做GPU、多核產(chǎn)品或者近內(nèi)存計算。隨著開源RISG-V架構(gòu)的快速發(fā)展,重新自研架構(gòu)已意義不大,以RISC-V為基礎(chǔ)構(gòu)建處理芯片將是未來的主流?!?/p>

在近日2025玄鐵RISC-V生態(tài)大會上,達(dá)摩院宣布玄鐵最高性能RISC-V處理器C930即將在3月開啟交付。C930通用算力性能達(dá)到SPECint2006基準(zhǔn)測試15/GHz,面向服務(wù)器級高性能應(yīng)用場景。此外,C930搭載512 bits RVV1.0和 8 TOPS Matrix雙引擎,將通用高性能算力與AI算力原生結(jié)合,并開放DSA擴(kuò)展接口以支持更多特性要求。

同時,達(dá)摩院披露了C908X、R908A、XL200等玄鐵處理器家族新成員的研發(fā)計劃,向AI加速、車載、高速互聯(lián)等方向持續(xù)演進(jìn)。

達(dá)摩院還大力推動玄鐵RISC-V軟件生態(tài)的發(fā)展,已基本完成國際及國內(nèi)主流操作系統(tǒng)與RISC-V的全適配,包括Android、Debian、Fedora、openKylin、openEuler、OpenAnolis等操作系統(tǒng),并在百余款量產(chǎn)芯片中得到了應(yīng)用。在操作系統(tǒng)適配的基礎(chǔ)上,玄鐵RISC-V已跑通釘釘、福昕PDF、搜狗輸入法等上層商業(yè)應(yīng)用,持續(xù)擴(kuò)大RISC-V的軟件生態(tài)。

基于三套主流操作系統(tǒng)(Linux、Android、RTOS),達(dá)摩院還推出了三套玄鐵SDK,將多年來積淀的玄鐵軟件能力全面整合,以更完整、便捷、穩(wěn)定的方式向行業(yè)輸出。其中,玄鐵Linux SDK提供包括Hypervisor虛擬化、CoVE安全框架、玄鐵AI框架、高性能算子庫在內(nèi)的豐富子系統(tǒng),助力RISC-V在高性能和AI場景的開發(fā)。

除了阿里達(dá)摩院之外,晶心科技、芯來也是中國知名的RISC-V IP提供商。相比之下,下游的中國RISC-V芯片廠商就更多了,比如兆易創(chuàng)新、奕斯偉、中科藍(lán)訊、賽昉、算能、瑞芯微、全志、芯科集成、華米、北京君正、云途半導(dǎo)體、芯科集成、武漢二進(jìn)制半導(dǎo)體、中科昊芯、創(chuàng)芯慧聯(lián)等,覆蓋了嵌入式、通信、汽車、筆記本電腦、服務(wù)器等眾多應(yīng)用市場。

其中,國產(chǎn)RISC-V服務(wù)器廠商算能科技在2023年初就正式發(fā)布了首款基于RISC-V架構(gòu)的服務(wù)器芯片,同年9月還完成了全球首例RISC-V商用服務(wù)器案例;云途半導(dǎo)體、芯科集成、武漢二進(jìn)制半導(dǎo)體等都有推出基于RISC-V架構(gòu)的車規(guī)級MCU,并獲得客戶采用;國產(chǎn)通信芯片廠商南京創(chuàng)芯慧聯(lián)2023年也推出了全球首個基于RISC-V架構(gòu)的Cat.1芯片“螢火LM600”;2024年的玄鐵生態(tài)大會上,中國科學(xué)院軟件研究所推出了基于玄鐵C910打造的業(yè)界首款開源RISC-V筆記本“如意BOOK甲辰本”,首次打通了從底層芯片到操作系統(tǒng),再到商用軟件的RISC-V全鏈路。目前如意BOOK甲辰本”已成功實現(xiàn)量產(chǎn)落地,今年還將推出內(nèi)置64核玄鐵C920處理器的RISC-V PC“如意BOOK乙巳本”。

在RISC-V行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)建設(shè)方面,中國國內(nèi)也建立了多個獨立于RISC-V國際基金會之外的RISC-V行業(yè)組織或研究機(jī)構(gòu),以便更好的推動中國本土RISC-V產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2018年9月,中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CRVIC)成立,聚焦于RISC-V產(chǎn)業(yè)落地,芯原股份董事長戴偉民任聯(lián)盟第一任理事長(芯原主要提供配套的IP)。同年11月,中國開放指令生態(tài)(RISC-V)聯(lián)盟在世界互聯(lián)網(wǎng)大會上成立,匯聚了中科院計算所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、阿里、百度、中芯國際等近20家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè),中科院計算所倪光南院士任理事長。此外,還有中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會RISC-V工作委員會、北京開源芯片研究院等。這些中國本土RISC-V行業(yè)組織或機(jī)構(gòu)成立的初衷,都是為了推動中國本土RISC-V生態(tài)的完善。必要的時候,國內(nèi)甚至可以獨立發(fā)展另一套RISC-V分支。

不過,摩院首席科學(xué)家、知合計算CEO孟建熠也指出,“目前國內(nèi)雖然已經(jīng)建立多個組織,都在進(jìn)行相關(guān)的指令集的制定工作,但國際上在RISC-V指令集架構(gòu)上的貢獻(xiàn)明顯高于國內(nèi),國內(nèi)力量的參與度不夠。所以,國內(nèi)的組織需要聯(lián)合起來,統(tǒng)一到一個平臺工作。從技術(shù)路線上要考慮相對集中,可以以AI為目標(biāo)先做一套國內(nèi)制定標(biāo)準(zhǔn)的嘗試?!?/p>

另外,為了解決RISC-V專利問題,2023年8月,中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還邀請了芯原股份、芯來、平頭哥、賽昉科技、時擎智能、上海思爾芯、鉅泉光電、上海恒銳知識產(chǎn)權(quán)等企業(yè)共同組建了“RISC-V專利聯(lián)盟”,計劃打造RISC-V專利互不訴訟的生態(tài)系統(tǒng),共同推動RISC-V技術(shù)的不斷創(chuàng)新和快速發(fā)展。

可以說,目前中國的RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)已經(jīng)初具規(guī)模,特別是在技術(shù)創(chuàng)新和芯片研發(fā)方面,但是在應(yīng)用端仍然存在著較大弱勢,畢竟X86、Arm芯片在眾多市場都擁有者極高的市場份額和完善的生態(tài)系統(tǒng),RISC-V想要與之競爭并不容易。對此,孟建熠認(rèn)為,這需要我們?nèi)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%BA%A7%E4%B8%9A%E9%93%BE/">產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作,聚焦標(biāo)桿產(chǎn)品的研發(fā),形成“技術(shù)創(chuàng)新-產(chǎn)品研發(fā)”與“產(chǎn)品研發(fā)-生態(tài)建設(shè)”的正面雙循環(huán)。

顯然,在標(biāo)桿性RISC-V產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用推廣過程中,如果能夠有相關(guān)的政策加持,無疑將會助力國產(chǎn)RISC-V芯片在各類應(yīng)用端的加速落地,并形成對于閉源的X86、Arm架構(gòu)芯片的替代。

在2025玄鐵RISC-V生態(tài)大會上,中國工程院院士倪光南指出,在國家的政策指引與支持下,中國開源生態(tài)蓬勃發(fā)展,成為技術(shù)創(chuàng)新的重要驅(qū)動力。歐拉社區(qū)的國際化、開源鴻蒙的成長,以及以DeepSeek為代表的開源大模型對全球AI產(chǎn)業(yè)格局的重塑,都體現(xiàn)了中國開源力量的崛起。同樣,“開源RISC-V不僅是一項技術(shù)創(chuàng)新,更是一場影響未來計算架構(gòu)的全球化變革。業(yè)界應(yīng)該加強(qiáng)合作,廣泛吸納全球優(yōu)秀的技術(shù)人才和資源,共同推動RISC-V產(chǎn)業(yè)和生態(tài)的繁榮發(fā)展?!?/p>

編輯:芯智訊-浪客劍

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