芯耀
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作者：豐寧
RISC-V作為后起之秀，近年來備受追捧。
前不久國內(nèi)?RISC-V?第一股沖刺?IPO?的消息，更將行業(yè)對其商業(yè)化的關(guān)注度推向新高。
?01RISC-V第一股，沖擊IPO
5月30日，國內(nèi)RISC-V芯片龍頭企業(yè)，北京奕斯偉計算技術(shù)股份有限公司正式向港交所遞交招股書，開啟港股上市征程。
該公司成立于2019年，采用新一代RISC-V計算架構(gòu)，創(chuàng)新領(lǐng)域?qū)Ｓ盟惴ê虸P模塊，構(gòu)建高效開放的軟硬件平臺，為全球客戶提供系統(tǒng)級解決方案。
根據(jù)弗若斯特沙利文的資料，奕斯偉計算是2024年為止中國RISC-V主控量產(chǎn)解決方案數(shù)量最多的提供商；按2024年相關(guān)收入計算，奕斯偉計算是中國最大的RISC-V全定制解決方案提供商。
由于X86和ARM架構(gòu)的長期壟斷，RISC-V架構(gòu)成為了很多芯片廠商未來的發(fā)展方向。中國工程院院士倪光南就曾指出，目前CPU市場主要被x86和Arm架構(gòu)所壟斷，而中國想要打破這個局面，實現(xiàn)自主可控，開源的RISC-V架構(gòu)將是一大機遇和發(fā)展方向。
在今年2月底的2025中國RISC-V生態(tài)大會上，奕斯偉集團董事長王東升帶來重磅RISC-V高性能創(chuàng)新成果，奕斯偉計算64位RISC-V雙Die AI SoC芯片——EIC7702X，引發(fā)廣泛關(guān)注。該芯片集成8核64位RISC-V亂序執(zhí)行CPU、自研NPU以及雙GPU多計算單元，算力可達40 TOPS（INT8）；在圖像/語音識別、文本生成等場景展現(xiàn)超低延遲優(yōu)勢。
在業(yè)內(nèi)對RISC-V的多次討論中，應(yīng)用已成為另一個關(guān)注焦點。
?02國產(chǎn)RISC-V MCU，十分能打
在?RISC-V?的應(yīng)用場景中，MCU?是重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
在MCU市場，Arm內(nèi)核目前占比最大，其生態(tài)比較健全，架構(gòu)也已經(jīng)完善成熟了，因此應(yīng)用十分廣泛。但Arm內(nèi)核局限于封閉的指令集架構(gòu)、授權(quán)及專利費用，不方便細分定制。此外，不同Arm內(nèi)核的性能差異較大，而隨著Arm內(nèi)核工作頻率的提升，MCU芯片的能耗增加很快。因此，采用高主頻Arm內(nèi)核的MCU芯片如何降低能耗，這對MCU廠商來說是個不小的挑戰(zhàn)。
在處理器內(nèi)核的選擇上，除Arm外，RISC-V架構(gòu)正在嶄露頭角。RISC-V?是完全開源的指令集架構(gòu)，無需支付授權(quán)費用，這對成本敏感的?MCU?市場至關(guān)重要。此外，RISC-V?的模塊化設(shè)計允許廠商根據(jù)具體需求靈活裁剪指令集。基礎(chǔ)指令集（如?RV32I）僅?40?余條，而擴展指令集（如?M、F、D、C?等）可按需添加，形成定制化架構(gòu)。RISC-V?的精簡架構(gòu)天然適合低功耗設(shè)計。
RISC-V MCU，有幾款熱門產(chǎn)品。分別為沁恒微的CH32V307；樂鑫科技的ESP32系列、先楫的HPM6750系列、兆易創(chuàng)新的GD32VF103等。
沁恒微CH32V307
CH32V305/7系列是基于32位RISC-V設(shè)計的互聯(lián)型微控制器，配備了硬件堆棧區(qū)、快速中斷入口，在標(biāo)準(zhǔn)RISC-V基礎(chǔ)上大大提高了中斷響應(yīng)速度。加入單精度浮點指令集，擴充堆棧區(qū)，具有更高的運算性能。擴展串口UART數(shù)量到8組，電機定時器到4組。提供USB2.0高速接口（480Mbps）并內(nèi)置了PHY收發(fā)器，以太網(wǎng)MAC升級到千兆并集成了10M-PHY模塊。
CH32V307具有高性能、低功耗、豐富的外圍接口和高度可擴展性等優(yōu)點。其具有可靠的產(chǎn)品和技術(shù)支持，使得CH32V307芯片在工業(yè)控制、汽車電子、消費電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
樂鑫科技ESP32系列
樂鑫科技深耕物聯(lián)網(wǎng)無線通信SoC芯片領(lǐng)域，是全球Wi-Fi MCU細分領(lǐng)域龍頭供應(yīng)商，為AIoT終端廠商提供一站式解決方案。
2021年4月，樂鑫科技宣布推出首款集成Wi-Fi 6+Bluetooth 5(LE)的32位RISC-V SoC，標(biāo)志著公司在產(chǎn)品硬件設(shè)計階段不再依賴授權(quán)MCU IP?；陂_源架構(gòu)自研內(nèi)核在未來降低IP授權(quán)成本的同時，增加了設(shè)計者擴展芯片架構(gòu)的靈活性，將促進形成更加完整的IP、工具鏈和軟件生態(tài)系統(tǒng)。目前樂鑫科技已經(jīng)在?AI?硬件加速、AI?壓縮算法等方面擁有了豐富的技術(shù)積累，已發(fā)布的?EPS32-C、H、P?系列全線產(chǎn)品均使用基于?RISC-V?的自研指令集。
樂鑫科技的ESP32-C6?于?2025?年?2?月?20?日獲得?PSA Certified Level 2?認證。這一重要突破使?ESP32-C6?成為全球首款基于?RISC-V?架構(gòu)獲此認證的芯片。
ESP32-C6?是樂鑫首款支持?Wi-Fi 6?的?SoC，集成?2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5 (LE)?和?802.15.4?協(xié)議，能夠為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品提供行業(yè)領(lǐng)先的射頻性能、完善的安全機制和豐富的內(nèi)存資源。它搭載一個時鐘頻率最高?160 MHz?的高性能?RISC-V 32?位處理器，和一個時鐘頻率最高?20 MHz?的低功耗?RISC-V 32?位處理器，內(nèi)置?512 KB SRAM，320 KB ROM，并支持外接?flash。ESP32-C6?擁有?30?個?(QFN40)?或?22?個?(QFN32)?可編程?GPIO?管腳，支持?SPI、UART、I2C、I2S、RMT、TWAI、PWM、電機控制?PWM?和?SDIO。它還集成了一個?12?位?ADC?和一個溫度傳感器。
低功耗芯片?ESP32-C6?系列專為物聯(lián)網(wǎng) （物聯(lián)網(wǎng)） 設(shè)備而設(shè)計，應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居、工業(yè)自動化、醫(yī)療保健、消費電子產(chǎn)品等。
先楫HPM6750系列
先楫的HPM6750系列，采用雙RISC-V內(nèi)核，主頻高達800MHz?,憑借先楫半導(dǎo)體的創(chuàng)新總線架構(gòu)、高效的L1緩存和本地存儲器，?HPM6750在發(fā)布之際創(chuàng)下了MCU高于9000 CoreMark和4500以上的DMIPS性能新記錄，為邊緣計算的應(yīng)用提供了極大的算力。
外設(shè)豐富，是先楫HPM6750的優(yōu)點之一。
HPM6000全系列產(chǎn)品支持雙精度浮點運算及強大的DSP擴展，內(nèi)置2MB SRAM，并提供了豐富的多媒體功能，馬達控制模塊和通訊接口。HPM6000系列的多媒體模塊包括硬件圖形加速，雙攝像頭，可支持高達1366X768, 60FPS的LCD顯示,?以及多路語音和數(shù)字麥克風(fēng)接口。馬達控制模塊包括多個高速和高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），多組納秒級高分辨率PWM及模擬比較器等；通訊接口包括了兩個千兆實時以太網(wǎng)，支持IEEE1588，兩個內(nèi)置PHY的高速USB，四路CAN-FD及豐富的UART，SPI，I2C。
在安全方面，HPM6000?系列微控制器提供安全啟動保證了啟動代碼不可篡改，防止軟件惡意代碼克隆及非法代碼執(zhí)行；集成?AES-128/256、SHA-1/256?加速引擎，支持密鑰管理和保護；ROM?集成?Flash loader，支持代碼加密燒寫和升級。HPM6000產(chǎn)品系列范圍寬廣，包括多核HPM6750及單核HPM6450選項，及入門級的HPM6120版本。
兆易創(chuàng)新GD32VF103
GD32VF103系列是全球首個基于RISC-V內(nèi)核的32位通用MCU產(chǎn)品，其處理器內(nèi)核擁有先進的微架構(gòu)設(shè)計以權(quán)衡性能和面積的要求，特別適合物聯(lián)網(wǎng)以及其他超低功耗場景應(yīng)用。
GD32VF103系列采用了全新的基于開源指令集架構(gòu)RISC-V的Bumblebee處理器內(nèi)核，是兆易創(chuàng)新攜手RISC-V處理器內(nèi)核IP和解決方案廠商芯來科技面向物聯(lián)網(wǎng)及其它超低功耗場景應(yīng)用自主聯(lián)合開發(fā)的一款商用RISC-V處理器內(nèi)核——Bumblebee。該內(nèi)核設(shè)計了二級變長流水線微架構(gòu)，配備精簡的指令預(yù)取單元和動態(tài)分支預(yù)測器，并融入多種低功耗設(shè)計方法。能夠以二級流水線的代價，達到傳統(tǒng)架構(gòu)三級流水線的性能和頻率，實現(xiàn)了業(yè)界一流的能效比與成本優(yōu)勢。
GD32VF103在最高主頻下的工作性能可達153 DMIPS，CoreMark測試也取得了360分的優(yōu)異表現(xiàn)，相比GD32 Cortex-M3內(nèi)核產(chǎn)品性能提升15%的同時，動態(tài)功耗還降低了50%，待機功耗更是降低了25%。
因此，GD32VF103系列能夠滿足主流型開發(fā)需求，以均衡的處理效能和系統(tǒng)資源為RISC-V進入市場主流應(yīng)用提供了高性價比的創(chuàng)新之選。
?03RISC-V CPU芯片
得益于RISC-V簡化的架構(gòu)，與傳統(tǒng)CPU架構(gòu)相比，它具有更高的性能和更低的功耗，這是支持AI革命的一個良好起點。
而最近，隨著一系列熱點事件的發(fā)布，基于?RISC-V?架構(gòu)的服務(wù)器?CPU?迅速?“破圈”，闖入大眾視野。
阿里巴巴達摩院旗下品牌玄鐵，一直是RISC-V市場打頭陣的種子選手。
回顧玄鐵RISC-V CPU IP的發(fā)展歷程：2018年，玄鐵首款RISC-V架構(gòu)處理器IP?玄鐵E902發(fā)布；2019年，發(fā)布了主頻可高達2.5GHz的玄鐵C910處理器，刷新了當(dāng)時RISC-V處理器的性能紀(jì)錄；2023年11月，玄鐵推出高性能RISC-V處理器C910的迭代產(chǎn)品C920，主頻提升到3GHz。
AI PC是玄鐵處理器的主要應(yīng)用場景之一。據(jù)悉，基于玄鐵C920處理器的AI PC概念機已經(jīng)跑通Llama、Qwen、DeepSeek等開源模型，打通從開源硬件架構(gòu)到開源操作系統(tǒng)、再到開源AI模型的開源AI全鏈路。
玄鐵C920采用12級多發(fā)亂序流水線，典型工作頻率＞2.5GHz，標(biāo)配單精度浮點單元，并可進一步選配高性能亂序矢量運算單元。同時具備出色的訪存能力，支持高性能數(shù)據(jù)預(yù)取技術(shù)?？梢詰?yīng)用在有高并發(fā)算力要求的人工智能、自動駕駛等場景。
C920核內(nèi)子系統(tǒng)主要包含：指令提取單元（IFU）、指令譯碼單元（IDU）、整型執(zhí)行單元（IU）、浮點單元（FPU）、矢量執(zhí)行單元（VU）、存儲載入單元（LSU）、指令退休單元（RTU）、虛擬內(nèi)存管理單元（MMU）和物理內(nèi)存保護單元（PMP）。
C920多核子系統(tǒng)包含：數(shù)據(jù)一致性接口單元（CIU）、二級高速緩存、主設(shè)備接口單元、可配置的AXI4.0設(shè)備一致性接口（DCP，Device Coherence Port）、平臺級中斷控制器（PLIC）、計時器和自定義多核單端口調(diào)試框架。
今年2月，玄鐵宣布其基于開源RISC-V架構(gòu)首款服務(wù)器級中央處理器（CPU）IP核——玄鐵C930，于今年3月開始交付。
香山“昆明湖”
中國科學(xué)院計算技術(shù)研究院、北京開源芯片研究院、中國科學(xué)院大學(xué)聯(lián)合推出了“香山”開源高性能RISC-V處理器項目，主要面向的就是高性能應(yīng)用。
2021年，“香山”系列第一代開源高性能RISC-V處理器核“雁棲湖”正式發(fā)布，是同期全球性能最高的開源處理器核。2023年5月，第二代“香山”系列開源高性能RISC-V處理器核“南湖”正式發(fā)布，當(dāng)時也成為了國內(nèi)首款對標(biāo)Arm Cortex-A76的高性能開源RISC-V處理器核；此次推出的第三代“香山”系列開源高性能RISC-V處理器核則是“昆明湖”，對標(biāo)Arm Neoverse N2內(nèi)核。
據(jù)介紹，第三代“香山”開源高性能RISC-V處理器核，設(shè)計工藝為7nm，主頻達到3GHz，SPECINT2006評分為15分/GHz，性能對標(biāo)Arm Neoverse N2內(nèi)核，可廣泛應(yīng)用于服務(wù)器芯片、AI芯片、GPU、DPU等高端芯片領(lǐng)域，可以作為先進計算產(chǎn)業(yè)提供開源共享的共性底座技術(shù)。
中科院大學(xué)教授、中科院計算所研究員包云崗表示，目前CPU領(lǐng)域還沒有一個像Linux那樣的開源主線，因此業(yè)界需要一個開源的高性能RISC-V核，既能被工業(yè)界廣泛應(yīng)用，又能支持學(xué)術(shù)界試驗的創(chuàng)新想法。
?04RISC-V DSP
DSP是一類嵌入式通用可編程微處理器，最大的優(yōu)勢是能夠?qū)崟r高速處理數(shù)字信號，且比CPU、GPU、FPGA功耗更低，廣泛應(yīng)用于通信、計算、消費電子和自動控制等領(lǐng)域。
目前DSP市場由美國TI、ADI等企業(yè)主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)占有率較低，尚處于起步階段。
中科昊芯從DSP的內(nèi)核到算法均為自主研發(fā)，全球首款基于RISC-V指令集的DSP——Haawking-HX2000系列，專為工業(yè)自動化、光伏儲能及數(shù)字電源等高實時性場景設(shè)計，覆蓋車規(guī)級DSP、高性能DSP、主流DSP和高性價比DSP，可應(yīng)用于工業(yè)控制及電機驅(qū)動、數(shù)字電源、光伏、儲能、新能源汽車、消費電子、白色家電等領(lǐng)域。
目前Haawking-HX2000系列的十多款芯片已流片，多款型號量產(chǎn)供貨，年均供貨量近千萬片。中科昊芯還推出了Haawking IDE、Haawking-Downloader編程工具及HXLink系列仿真器等，優(yōu)化集成開發(fā)環(huán)境，均已大規(guī)模商用。
從成功研發(fā)到出貨100億顆芯片，RISC-V用了約10年時間，走完了傳統(tǒng)架構(gòu)30年的發(fā)展歷程。2023年，RISC-V International首席執(zhí)行官Calista Redmond在RISC-V峰會中表示，未來幾年RISC-V采用率將以40%年復(fù)合增長率增長，2030年RISC-V架構(gòu)芯片更有望突破160億顆。據(jù)統(tǒng)計，RISC-V基金已有高通、NVIDIA和Google等超過4000名成員。
