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        工業和信息化部主管 中國電子報社主辦
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        半導體

        RISC-V是否有機會登陸數據中心與PC市場?

        由于具有指令非常精簡、模塊化、可擴展、開源、免費等優點,近幾年RISC-V架構在物聯網等對生態依賴較小、低功耗場景中的應用快速興起。據統計,市場上RISC-V內核的數量已達100億顆。而在初步證明商用能力之后,RISC-V也在向高性能領域擴展。然而,RISC-V要想成功登陸數據中心服務器、個人電腦等高性能市場,必將面臨諸多新的挑戰。

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        規?;逃脮r機已經到來
        RISC-V作為一種新興的精簡指令集架構,相較于X86和ARM,最大的特點是完全開源沒有授權限制,再加上自身架構精簡、模塊化、可擴展等優勢,誕生以來便迅速生根發芽。在近日召開的“2022 RISC-V中國峰會”上,本屆峰會主席、平頭哥半導體副總裁孟建熠便指出,過去的一年,在全球RISC-V生態伙伴的共同努力下,RISC-V生態有了很大進展。RISC-V國際基金會已經布局70多個技術小組開展技術標準制定,會員超過3100家,比2021年增加130%。更加可喜的是,不同RISC-V公司推出了超過160個面向各領域的處理器內核,在各個行業的滲透率越來越深。
        而根據RISC-V國際基金會首席執行官卡利斯塔?雷德蒙德此前發布的數據,目前市場上已經有100億顆RISC-V內核。從2010年誕生至今,RISC-V只用12年左右的時間即實現了100億顆內核的出貨量,展現了作為新架構的生命力。ARM架構花了17年時間才在2008年達到這一數字。Semico Research則預計,到2025年全球將有624億顆RISC-V架構的處理器內核。

        中國科學院軟件研究所總工程師武延軍指出,雖然目前RISC-V還局限在一些對算力和軟件生態豐富程度要求不那么高的領域,但是它的商用時機已經到了,以此為起點今后它的加速度是驚人,特別是硬件性能在不斷提升、軟件生態不斷繁榮的情況下。從這些角度看,RISC-V規?;逃玫臅r機實際上已經到來。
        如果以生態繁榮程度進行對比,武延軍認為,目前的RISC-V大概處于ARM架構2000年-2005年的發展階段。當時那個時期,ARM架構在嵌入式領域已經跟X86、MIPS展開競爭,同時市場上對ARM開發者的人才需求也是突然增長,有關ARM的各種培訓資料、書籍、培訓班大量出現。
        “我覺得現在RISC-V也差不多到了這個階段,且正在以一個更快的加速度增長?,F在到了整個生態上下游都可以去開始發力的階段。如果說有企業之前還在觀望,從這個階段開始已經可以不用觀望,可以放心地投入RISC-V領域了?!蔽溲榆姳硎?。
        朝向高性能產品領域拓展
        RISC-V架構近年來的快速發展很大程度上得益于在物聯網領域的發展。得益于精簡指令集的天然優勢,RISC-V針對物聯網市場開發出大量低功耗、高能效、低成本的處理器產品。更為關鍵的是,在物聯網市場,x86或ARM都沒有形成絕對的生態優勢,這使RISC-V得以快速興起。芯來科技CEO彭劍英就指出,AIoT等應用市場的爆發將給芯片產業帶來新機遇。預計2025年中國AIoT行業中傳感器/芯片市場規模達1800億元。RISC-V生態處在快速發展期,AIoT等領域符合新CPU架構發展路徑。
        隨著RISC-V在物聯網市場站穩腳跟,向著高性能產品領域進行拓展成為下一步的重點?!袄^續向高主頻、高性能演進;隨著穩定硬件出現,軟硬件全棧成為必然;走向更廣的生態合作,在商業合作上涌現更多新模式、軟件持續豐富、應用不斷多樣化,是未來RISC-V發展的三大趨勢?!泵辖谥赋?。
        本屆峰會也可以看出這一動向。平頭哥便在本屆峰會上發布了高性能RISC-V芯片平臺“無劍600”。新平臺支持4核高性能RISC-V處理器,最高主頻可達2.5GHz,實現了CPU+XPU異構架構的全面優化?;跓o劍600平臺,平頭哥還發布了一款SoC原型“曳影1520”,性能足以覆蓋邊緣計算、人工智能、圖像識別、多媒體等多種場景,目前已在阿里的平臺上展開應用。
        賽昉科技也于峰會前一天在線發布了一款面向PC市場的,可量產的高性能RISC-V多媒體處理器昉?驚鴻7110(JH7110)。產品采用臺積電28nm工藝,搭載64位四核RISC-V CPU,穩定工作頻率達到1.5GHz?;隗@鴻7110,賽昉科技還發布了集成3DGPU的量產RISC-V單板計算機——昉?星光2。
        國際市場上,這樣的趨勢也十分明顯。Si-Five公司日前推出面向數據中心的64位RISC-V核心“U”系列,并推出了高性能計算處理器P650,可為數據中心、移動、車載、邊緣計算等領域提供支持。Clockwork公司則發布首臺基于RISC-V的便攜式計算機。
        不可否認,這些產品在整體性能及應用程度上與x86或ARM架構的處理器還有一定的差距,但或許10年后再看,今天的一小步可能是RISC-V架構的一大步。
        重視處理器的穩定性非常重要
        需要注意的是,與物聯網市場不同,RISC-V在登陸數據中心服務器及個人電腦等高性能市場勢將面臨更多的挑戰。孟建熠指出,RISC-V如果要往更高性能發展,處理器本身首先要在性能上有所突破,只有把性能提上去了,處理器才能適配到各種軟件。而性能突破就需要投入大量的研發精力,持續的研發投入是非常重要的一點。
        其次,處理器的穩定性也非常重要。因為上層軟件棧越厚,應用方就會愈加看不清底層硬件的情況,穩定性就顯得更加重要,所有復雜應用場景和軟件都要以此為基礎,因此在提升處理器性能的同時,也要重視處理器的穩定性。
        此外,外界也在擔心,當RISC-V處理器不斷向高性能方向發展,并加入各種復雜功能的同時,是否會使得內核變得越來越臃腫,功耗也會大幅增加?那將使RISC-V的指令集精簡、低功耗、低成本等優勢不再明顯。孟建熠認為不會出現這樣的情況,因為與ARM或x86架構相比較,是在同一層次的高性能產品中進行的。在功耗等方面,RISC-V的優勢是非常明顯的。
        近年來,中國RISC-V產業的發展也很快。按照統計,當前100億顆RISC-V內核的出貨量,有50%來自中國市場。武延軍指出,中國發展RISC-V來說,很明顯的一個優勢是擁有巨量的市場做支撐,有大規模的計算機工程師團隊和專業人才基礎,同時有足夠豐富的應用場景能夠充分發揮RISC-V的多樣性。更加獨特的優勢在于,沒有一些國外老牌芯片廠商的歷史包袱,沒有那么多技能上的慣性,這使我們有機會從一個全新的視角、一個全新的架構下去做一些開創性工作。
        中國工程院院士倪光南也指出,RISC-V的出現為推動中國芯片產業發展提供了新的機遇。生態發展是決定RISC-V從物聯網邁向高性能應用領域的關鍵,需要社會各界的共同努力。


        責任編輯:陳炳欣


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