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半导体

RISC-V出货100亿核心,生态完善仍需时日

近期,RISC-V国际基金会的首席执行官卡利斯塔·雷德蒙德表示,估计市场上已经有100亿个RISC-V核心。从2010年诞生至今,RISC-V用12年左右的时间实现100亿核心数的出货量,展现了作为新架构的生命力。但在市场拓展和生态构建上,RISC-V仍需加码,才有机会从“新兴架构”跻身“主流架构”。

从IoT向更多市场扩展

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2025年RISC-V占比最大的三个市场 数据来源:Counterpoint


对于RISC-V 100亿核心的出货量来说,IoT市场功不可没。RISC-V开源、低功耗、模块化的特点,迎合了看重定制化和性价比的IoT市场的需要,IoT也成为RISC-V最主要的应用市场。Counterpoint预测,到2025年,IoT仍将以28%的份额成为RISC-V占比最大的市场。

“100亿核心的出货量对于RISC-V新架构而言是不错的里程碑,但是相比其他主流架构的出货量来说还存在差距,去年ARM单年度的出货量就已接近300亿颗。目前RISC-V芯片主要应用在AIoT,也就是物联网领域,但是也看到在人工智能、数据中心等对算力要求更高的场景中应用了RISC-V,虽然暂时还不是主流。”北京半导体行业协会副秘书长、北京国际工程咨询有限公司高级经济师朱晶向《中国电子报》记者指出。

在很长一段时间里,x86和ARM两大架构各有所专,一个聚焦服务器及PC市场,一个聚焦移动处理器、物联网等嵌入式市场。但是,台积电等独立代工企业的出现拉平了其他芯片开发厂商与x86发明者英特尔的工艺差距,ARM也开始进入PC及服务器市场,苹果M系列处理器、华为鲲鹏、亚马逊Graviton等芯片的问世,让市场注意到ARM进入高性能计算市场的可能。

与ARM一样,RISC-V企业显然不愿意固守IoT等碎片化、定制化市场的“舒适区”。RISC-V基金会也成立了高性能计算特别小组,推动RISC-V在高性能计算、超算、边缘计算以及AI、机器学习、深度学习等领域的应用,目前有141家会员单位从事RISC-V数据库、基准测试和应用的开发。

在数据中心领域,初创公司Esperanto推出了拥有1000个RISC-V内核的加速器,集成在基于台积电7nm工艺构建的SoC上,专为数据中心推理而打造。Si-Five推出了面向数据中心的64位RISC-V核心“U”系列,并推出了高性能计算处理器P650,可为数据中心、移动、车载、边缘计算等领域提供支持。

在超算领域,英特尔和巴塞罗那超算中心于今年6月宣布共同投资4亿欧元(约 4.26 亿美元)建立新实验室,开发基于 RISC-V、可用于构建 zettascale 超级计算机的处理器。

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RISC-V笔记本电脑ROMA(来源:Deep Computing)

今年下半年,RISC-V也初步“试水”PC领域。6月29日,全球首台RISC-V笔记本电脑ROMA开启预订,为开发者提供在原生RISC-V环境下进行软件开发和测试的平台。该产品由RISC-V开发商DeepComputing与静态代码工具开发商鉴释科技(Xcalibyte)共同推出,搭载了四核RISC-V处理器,ARM SC300安全处理单元,用于视频和AI加速的GPU、NPU及其他专用加速器,支持大多数Linux的变体操作系统。DeepComputing官网显示,首批ROMA数量100台,目前已经收到几百个预订,其中17%的预订来自IT行业,16%来自个人用户,9%来自教育行业。

“RISC-V短期会集中在AIoT等对于差异化定制有需求的市场。但是做大核的创业团队现在也有了一定进展,未来会逐步向主流市场渗透并且和ARM、x86等直接竞争。”芯谋研究分析师王立夫向《中国电子报》记者表示。

需大企业牵头生态

虽然RISC-V正在向更多元的市场渗透,且硬件性能持续提升,但RISC-V在标准规范、工具链、软件生态方面仍与主流架构存在差距,继而限制了使用x86、ARM等架构开发产品的厂商向RISC-V迁移的意愿。同时,RISC-V的开源特性是一把双刃剑,一方面让RISC-V的开发更加定制化、部署更加灵活,另一方面也导致了RISC-V标准难以统一的问题。

德勤 RISC-V 666.jpg

在这种趋势下,对生态支持的需求,逐渐成为RISC-V机构和厂商的布局重点。

标准规范方面,RISC-V国际基金会在2021年批准了16个规范,今年6月又公布了4项新的规范批准,分别从加速嵌入式和大型系统的设计、提升开发者软件的移植和部署效率、引入最新可扩展固件接口、降低运算实现成本等方面提升RISC-V的开发体验。

产业链条方面,RISC-V的生态培育正在提速。王立夫向记者介绍,目前RISC-V IP环节有包括平头哥、芯来、赛昉及睿思芯科等在内的企业提供IP、编译器、工具链等产品。设计环节包括海思、瑞芯微、兆易创新等众多企业,应用涵盖MCU、边缘计算芯片等领域,中国RISC-V产业联盟目前也有了超过120家联盟会员。

“RISC-V企业最近几年很注重生态的培育,整个产业链参与者也逐渐多元化。总的来说,国内RISC-V生态培育已经初见成效,产业各环节也在努力促进贯穿IP核、芯片、软件、系统、应用等环节的生态链。”王立夫说。

基础软件和工具链条的重要性,尤其引起了从业者的重视。

“行业和投资圈都高度关注RISC-V芯片的进展,这是好事。但忽略了RISC-V基础软件的重要性,尤其是计算软件栈部分。我们已经在着手为RISC-V指令集构建统一的计算库、异构计算框架和科学计算平台,为RISC-V指令集进入服务器和高性能计算领域准备好软件基座。比如英特尔有MKL库(数学核心库),我们面向RISC-V推出了RVCL(RISC-V Computing Library)库;英特尔有oneAPI,我们面向RISC-V推出了PerfXAPI异构计算统一编程框架。我们非常期待和RISC-V同仁在高性能处理器市场共同取得成功,也相信这一天迟早会到来。”澎峰科技COO王军辉向《中国电子报》记者指出。

除了基于各自的产业链位置推进生态搭建,RISC-V还需要更多大企业牵头,形成影响力和合力,推动RISC-V的产业化、标准化发展。

“RISC-V阵营还需要更多积极牵头的大企业,这也是开源的问题所在,大企业做RISC-V的很多,但是基本上都是把RISC-V当做备选,小企业搭便车的更多,而全力押注做RISC-V的小企业又很难产生影响力,开源的结果就是过度的分散,这其实在一定程度上拖慢了RISC-V生态的完善,导致在软件、工具链、人才和知识产权上还与主流架构存在差距。”朱晶表示。

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好在RISC-V的潜力和发展需求,已经引起了头部企业的注意。如英特尔已经利用IDM优势,在RISC-V领域全面开启布局,并于今年2月加入了RISC-V国际基金会。英特尔计划为合作伙伴提供一系列经过验证的RISC-V内核、面向RISC-V进行架构优化的晶圆代工服务,以及采用英特尔先进封装技术和接口的 RISC-V小芯片模块构建,这意味着英特尔将从设计、制造到封装全方位拥抱RISC-V。在国内,阿里巴巴自旗下芯片企业平头哥推出了自研RISC-V处理器“玄铁”系列,并开源了四款玄铁系列处理器及基础软件以来,实现了硬件、系列工具、设计平台、软件的全栈开源。


“在性能爬升方面,RISC-V领域的芯片企业还是不够有想象力。在服务器和高性能计算领域,软件生态的差距可能会更小。从华为推出ARM架构服务器处理器鲲鹏,到今天飞腾、AWS、Ampere computing、富岳、Apple M1(等ARM架构处理器的出现)才多少年呢?RISC-V只有拥有在桌面电脑、服务器市场和x86、ARM一争高下的优秀企业,才有可能实现三大指令集并驾齐驱的局面。”王军辉说。


责任编辑:张心怡


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