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RISC-V:从重点突破走向多点繁荣

集微网报道 (文/陈炳欣)从物联市场走向高性能领域是RISC-V近年来的发展主线。这一进程从近日召开的2023RISC-V中国峰会上可以看出,正在取得显著成果。RISC-V不仅成功推出PC、数据中心等高性能产品,且已瞄准AI、车规、高端服务器、多媒体、无线连接、车载通信等更多新的空间,并在部分领域站稳脚跟。未来随着软件生态等短板逐渐补齐,RISC-V将真正成为x86、ARM之后处理器架构的第三极。

未受半导体下行周期影响

2023 年是RISC-V充满市场动力的一年。去年底,RISC-V国际基金会披露市场上量产的RISC-V处理器已达100亿颗。而在近日召开的2023RISC-V中国峰会上,RISC-V国际基金会首席执行官Calista Redmond表示,到2027年RISC-V将占整个IP市场的16%。Semico Research更是预测,到2024年将有624亿颗RISC-V芯片出货。

目前的全球半导体市场正处于下行周期,需求不振困扰着大多数半导体公司,但是RISC-V的市场依然被看好。在接受媒体采访中,Semidynamics CEO兼创始人Roger Espasa表示,全球半导体市场的确有所下滑,但对RISC-V的影响并不大。这一方面是因为,采用RISC-V指令集架构的公司大都在做一些IP类的项目,IP类项目耗时较长,今年做的事情多是在为明后年做准备,在考量未来用户会使用什么,研发周期多达2-3年。更重要的是,人们采用RISC-V架构的目标是取代ARM,或者x86,即使眼下有一些不景气,但是大家都在寻求未来能够提升自己计算能力的方法,短期的不景气并不会对长期目标造成影响。

就市场情况来看,RISC-V也确实没有显示出下滑颓势,且还在不断向更多更高性能的市场拓展。赛昉科技董事长兼CEO徐滔表示,两三年前我们已经在谈论“三足鼎立”这个词。但当时是怎么样个鼎法呢?ARM占据移动终端,X86在服务器与桌面PC,RISC-V主要集中于物联网与部分消费电子设备市场。事实却不该如此。因为RISC-V的诞生是为了全方位的计算平台。经过这几年的发展,RISC-V目前走向高端的趋势已经非常明显了。

本届峰会现场,奕斯伟计算展出RISC-V架构芯片和解决方案的研发创新、规模化应用与生态推广等成果,产品涉及多媒体、无线连接、边缘计算、车用微控制器、车载通信等场景。平头哥在峰会期间发布首个面向多媒体AI增强场景的自研RISC-V AI平台,通过软硬件深度协同,较经典方案提升超8成性能,支持运行170余个主流AI模型。芯来科技发布获得ISO 26262最高汽车功能安全等级ASIL D认证的NA系列CPU IP。赛昉科技发布具备RISC-V大小核处理器子系统解决方案,Dubhe-90性能比肩ARM Cortex-A76,Dubhe-80面向高能效场景,能效比提升50%。

可以说,目前市场上的主流应用正被RISC-V产品所覆盖。对此,奕斯伟计算高级副总裁、首席技术官何宁指出:“这两年我们感受非常明显,在一些中强生态场景,如AI计算、车载、多媒体处理、DPU等,RISC-V的应用已经开始兴起。RISC-V可以发力的地方非常多。”

高性能场景应用趋势渐显

ChatGPT无疑是今年以来的最大热点,同时也带火了人工智能及相关加速芯片。Semidynamics Roger Espasa表示:“ChatGPT带来了计算能力方面的极大需求,大家都开始考虑如何利用ChatGPT解决自己的问题。在这方面RISC-V有着极大的扩展空间,利用RISC-V增加扩展性,可以更好地利用ChatGPT给人们带来的各种功能。”根据RISC-V国际基金会的数据,到2027年基于RISC-V架构的SoC复合增长率将达到73.6%。

也正有越来越多投资进入RISC-V车规芯片领域。“我们内部往往把汽车电子归结于边缘侧市场,该场景需要前端实时性,算力需求又比嵌入式更高。在这方面,RISC-V有很多定制化的优势。因为车用市场还没有一个统一的操作系统,它更倾向于物联网领域,它的软件和工具链还相对碎片化。与ARM先有通用内核再做芯片与系统不同,RISC-V在这里有着更大的发挥空间。我们认为汽车将是RISC-V的一个新的爆发点。”芯来科技市场战略副总裁李珏表示。

RISC-V甚至在最具挑战性的PC市场,也在不断推进。峰会期间,赛昉科技发布RISC-V大小核处理器子系统解决方案,主打高性能的Dubhe-90就主要面向PC、高性能网络通讯、机器学习、数据中心等高端应用领域。“大小核设计是ARM常用的模式,甚至区分超大核、大核和小核。RISC-V如果在客户端上与ARM竞争,一定或多或少会涉及大小核设计的理念和方式。现在已经有公司推出采用RISC-V的ROMA笔记本电脑。ROMA本身虽然还不是大小核设计,但是下一代很可能会在高性能和低功耗中间寻找平衡点,产品需要持续发展,不断进行技术上的更新迭代。”徐滔指出。

产业生态将成未来发展重点

对半导体产业而言,芯片设计生产出来,仍只是长征路上的第一步。如何更好地发挥产业生态的重要作用,是能否真正取得突破性进展的关键。本次峰会主席、中国科学院软件研究所副所长武延军指出:“在早期我们并没有太多去谈生态。因为早期的RISC-V处理器,主要集中在微控制器这样弱生态的产业当中。但是随着处理能力的不断升级,现在的RISC-V已开始面向AI、服务器,以及PC、笔记本等中强生态领域,更多强调生态建设就显得非常必要了。”平头哥半导体生态副总裁杨静也指出,从应用接到硬件之间是有一个非常漫长的过程的。如果能够把软件能力补齐,对于RISC-V真正落地将具有极大帮助。

那么如何才能更好地打造产业生态呢?杨静认为可以将RISC-V的生态构建分为两个层次:一是将RISC-V技术链条上从事芯片、工具、基础软件、应用等各个环节的从业者连接起来,构建开放的生态,从而实现高效的技术迭代;二是将RISC-V与已经存在的生态连接在一起,包括安卓、Linux等开源生态,以及企业主导的生态等。

目前,在MCU领域RISC-V对ARM替代已经没有问题,正在逐渐地往新的市场延伸,现在已经有了RISC-V笔记本电脑、RISC-V服务器、RISC-V万兆交换机等。虽然这些领域的RISC-V生态有待逐渐完善,但它肯定会越来越往高端发展,尤其当处理器能力越来越强,软件生态越来越丰富以后,向新的更高性能领域拓展的趋势将会更加势不可挡。

目前阶段RISC-V和X86、ARM在生态上相比还有一些劣势,无论从软件规模上,还是性能优化程度上,都还没有达到最佳的状态。但这也是接下来几年里RISC-V从业者需要努力工作的方向。

中国市场先行一步

过去几年,中国RISC-V企业已越来越多地参与到RISC-V国际基金会当中,显示出越来越多中国RISC-V企业对于参与生态建设的重要性有了更高认识。无论是产品研发过程,还是企业运营过程,参与到生态社区建设之中都有着重要意义。

随着中国企业对生态重视增加,RISC-V在中国也快速落地开花。对此,杨静指出,任何一个新的架构发展都要找准自己的生长点,找到一个应用跟它一块发展壮大。ARM当年发展就得益于手机市场的爆发。当前的AI市场也有望把RISC-V带动起来。而RISC-V自身的灵活与可扩展性也十分适合对加速计算的整合,配合Vector、 Matrix以及其他AI相关的部署工具,能够把这些能力充分应用在AI领域。在创新应用层面,中国市场更给人一种遍地开花的感觉,每个领域几乎都有很多新的尝试。中国RISC-V在经历了从0到1之后,正在进入从1到N的阶段。

何宁也指出,目前RISC-V在各领域的发展,最大的障碍还是生态。生态细分下来又有很多种不同的行业、不同的方向、不同的场景。中国市场强就强在遍地开花,大家都在思考、推进不同场景下的可能性,这使RISC-V能够快速落地。相信整个RISC-V的不同场景、不同生态,未来终将突破限制发展起来。

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