RISC-V中国突围 AI时代与x86、ARM三分天下

　　不再仅仅是指令集架构名义上除x86、ARM之外的一个选择，RISC-V（第五代精简指令集）如今已有与前两者“三分天下”的实力。

　　指令集架构（ISA）是处理器提供给软件（操作系统、编译器、应用程序）的抽象接口，RISC-V以开放标准与灵活架构正成为全球芯片创新的重要驱动力。“展望中国未来CPU的发展，能够同时自主、可控、繁荣三大特征的指令集架构，RISC-V几乎成为必选项。”在日前举办的第五届RISC-V中国峰会上，芯原股份（688521.SH）创始人、董事长兼总裁，上海开放处理器产业创新中心理事长戴伟民如是表示。

　　中国是RISC-V大国。据工信部电子信息司副司长史惠康在峰会上介绍，2024年全球基于RISC-V指令集的芯片出货量已有数百亿颗，其中有一半以上来自中国。

　　如今，RISC-V应用在高性能计算、人工智能、服务器、汽车电子等相关领域均取得了突破。“RISC-V生态肉眼可见地日益壮大了，目前高通、英伟达、英飞凌等芯片大厂都明确表态支持RISC-V。整体来看，RISC-V已经进入大爆发的前夜。”电子创新网创始人张国斌告诉《中国经营报》记者。

　　值得注意的是，RISC-V在HPC（高性能计算）这些高端市场的表现也越来越好。RISC-V国际基金会CEO Andrea Gallo表示，RISC-V已从嵌入式计算领域延伸至存储技术和高性能计算领域，充分展现了该架构的强劲势头。

　　累计出货量将突破200亿颗

　　据了解，RISC-V自2010年问世以来，在全球学术界和产业界共同努力推动下，逐步迎来爆发式增长，目前已与x86、ARM成为全球最重要的三种处理器指令集架构。

　　2022年，RISC-V国际基金会宣布，全球搭载RISC-V核心的芯片出货量总计超过100亿颗。达成这个目标，RISC-V用了12年，而ARM用了21年，x86则花了大约30年乃至更久时间。

　　记者注意到，有着“RISC-V之父”称号的RISC-V国际基金会首席架构师Krste Asanovic和知名RISC-V领域创业公司Tenstorrent首席执行官Jim Keller（被外界称为“架构师大神”）以不同形式出现在本届RISC-V中国峰会上，着实不多见。

　　“过去十年，CPU性能提升主要靠制程；未来五年，灵活指令集与开源协作带来的变化将比前十年的总和还多。”Jim Keller表示RISC-V的开放性正催生前所未有的创新速度。此外，Tenstorrent还首次系统披露公司“开放式芯粒架构（OCA）”路线图。

　　Tenstorrent首席架构师练维汉表示，OCA预计可将单颗芯片研发成本从10亿—20亿美元降至数亿美元量级。同时，Tenstorrent公布了CPU产品蓝图：代号Ascalon的RISC-V CPU核心达到了“与最新AMD Zen 4/5差不多的性能”，未来两三年性能还将以每年约10%的速度提升；并计划在2027年推出全世界最快的CPU Callandor。

　　此外，科技圈的明星企业英伟达也罕见阐述了其RISC-V产品策略。英伟达硬件工程副总裁Frans Sijstermans透露，英伟达正积极推进CUDA向RISC-V架构的移植工作，此前CUDA仅部署于x86与ARM架构。

　　Frans Sijstermans还补充说，NVLink Fusion现在也支持客户用自己的RISC-V CPU，不再只是传统的x86/ARM架构CPU，即整合RISC-V CPU、GPU、网络芯片及NVLink互连技术，构建完整的数据中心级架构。

　　相关数据显示，英伟达2024年基于RISC-V的GPU出货已超10亿颗。不过，需要指出的是，英伟达在现有GPU之中用上了定制的RISC-V控制器，主要用于电源、显示与安全等相关的管理工作，很难被视作GPU主体。

　　“在EDA工具领域，新思、华大九天、合见工软等领先厂商也大力支持RISC-V，在产品品类方面，RISC-V已经覆盖了CPU/DSP/MCU、算力处理器、汽车电子等多个领域。”张国斌表示。

　　市场研究机构SHD预测，到2031年RISC-V芯片累计出货量将突破200亿颗，广泛渗透消费电子、汽车、HPC等领域。

　　主流之路仍需努力

　　业界有观点认为，与x86在PC和服务器、ARM在移动手机上建立的生态相比，RISC-V生态最主要的问题是“专用有余、通用不足”。

　　“RISC-V的应用足迹已遍及嵌入式领域的多个关键场景，但整体基础仍不够坚实，发展结构呈现‘专用有余、通用不足’的特征。”芯来科技创始人胡振波坦言。

　　从物联网领域的“轻量级玩家”到高性能计算的“挑战者”，RISC-V亟待一场从专用走向通用的关键蜕变，寻找下一个iPhone时刻。

　　以RISC-V在HPC（高性能计算）领域的发展为例，半导体行业资深产业分析师黄烨锋表示，大部分人几乎都默认RISC-V用于高性能领域不存在任何问题，这已是共识。“今年的RISC-V中国峰会主论坛演讲，已经有过半演讲人都在谈HPC。而且和过去两三年有显著差异的是，这些演讲者几乎都已经不再将重点放在自家RISC-V产品的性能参数上。”他说。

　　RISC-V虽然今非昔比，但未来要走向主流HPC让有工作要做。高通资深副总裁Leendert van Doorn表示，随着RISC-V芯片最终要做规模与算力扩展，那么参与者们势必要拥抱平台与生态思维。

　　他认为开放标准和社区合作，是RISC-V本身已有的优势，尤其指令集的矩阵、AI相关的扩展，以及不同版本的Profile配置（用于区分不同环境或应用场景的个性化设置方案），令该指令集及生态能够以相对一致的步调适配于各类不同应用。

　　“在此基础上，首先要有平台思维。除了CPU之外，还要考虑加速器、IO控制器、总线、固件与软件，各种平台功能标准化，以及充分利用现有生态（如复用已经得到证明的标准）、裁剪后的平台Profile。”Leendert van Doorn还指出，即便ARM在服务器市场做了很长时间，但其生态的成熟性仍远不及x86。

　　针对“生态系统思维”，Leendert van Doorn提到的一个重要建议是尽早去做二进制转译，以及诸如ARM64EC这样的混合解决方案（原生与模拟代码混合运行）。

　　虽然目前RISC-V还存在软件生态不成熟的弊端，但在众多头部厂商的押注和引领之下，进军高性能计算市场，RISC-V的短板正快速补齐。

　　以SiFive、Ventenna、Tenstorrent为代表的国际RISCV厂商，主要在高性能、Chiplet、RISC-V DataFlow方向布局；而国内以开芯院、知合计算、进选时控等为代表国产RISC-V，则主要在产业生态、高性能、IOMMU虚拟化等方向发力。

　　有望三分天下

　　“没有中国的创新与支持，就没有今天的RISC-V。”RISC-V国际基金会首席执行官Andrea Gallo表示。

　　2019年至2020年，RISC-V在物联网智能家居为主的嵌入式市场迎来第一波爆发。国内相继出现了大量本土RISC-V公司，包括做RISC-V IP的芯来科技、赛昉科技，也有京东方创始人王东升创办的RISC-V公司奕斯伟计算。

　　从A股公司来看，兆易创新（603986.SH）、中科蓝讯（688332.SH）、乐鑫科技（688018.SH）等厂商，均在2019年至2020年，初次发布基于RISC-V的芯片产品；芯原股份、北京君正（300223.SZ）、全志科技（300458.SZ）、国芯科技（688262.SH）等公司，目前也均有基于RISC-V指令集的IP或芯片产品量产项目推进。

　　今年，RISC-V概念在IPO方面同样活跃。5月，奕斯伟计算向港交所递交招股书；而沁恒微电子在科创板IPO已经获得受理，值得一提的是，沁恒微电子始终保持盈利。

　　2022年至2024年，沁恒微电子的合计营收为9.43亿元，合计净利润为2.35亿元，净利润占营收的比例为24.92%。

　　SHD研究所的数据显示，到2031年，RISC-V架构处理器的出货将突破200亿颗，市场渗透率将达到25.7%。届时，RISC-V在主要的市场，如消费，计算机、汽车、数据中心，工业、网络等的市占率将分别达到39%、33%、31%、28%、27%、26%。

　　阿里巴巴集团副总裁、达摩院玄铁团队负责人戚肖宁指出，RISC-V“在嵌入式领域，三分天下的局面已经形成，现在我们要往HPC方向上发展”。“我相信基于这样的趋势，RISC-V在各领域都会三分天下，乃至在未来15年内，在高性能、大算力领域成为统治级架构。”戚肖宁表示。

（文章来源：中国经营网）

(原标题：RISC-V中国突围 AI时代与x86、ARM三分天下)

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