上海这场会,透露出RISC-V三大变化
开源开放,共鉴未来。
2025中国RISC-V峰会,在上海举行。
上海是国内集成电路产业集聚度最高、技术能级最强、产业链最完备的区域之一。2024年上海集成电路产业规模首次突破3900亿元、占全国25%,也是当之无愧的全国第一。
作为中国最早支持推动RISC-V的地区之一,早在2018年上海就成立了中国RISC-V产业联盟。2024年又成立了上海开放处理器产业创新中心,持续推动RISC-V的发展。
在一年一度的中国RISC-V峰会上,一系列新动态、新进展的发布,正悄然勾勒出 RISC-V 发展的新轮廓,和这场峰会所透露出的三大变化。
01
RISC-V的三大变化
先谈一下RISC-V共识的部分:发展速度很快。这个速度快,我们从数据上来看:2030年,预计RISC-V SoC出货量将达到1618.1亿颗,营收将达到927亿美元。RISC-V作为新兴指令集代表,以开放、简单、灵活等特点受到了业界的广泛关注。
再来看今年RISC-V的变化。
第一,国际化进程加速。英伟达、高通、新思科技等全球科技巨头,均在积极分享RISC-V 的技术进展与实践探索。
Jim Keller一直被称为芯片大神,从AMD到苹果,再到特斯拉,目前Jim Keller创立了Tenstorrent公司。Jim Keller对于RISC-V的期望非常高,他对RISC-V的评价是:我们选择RISC-V,因为它是开放的RISC架构、开放的CPU平台。目前,Tenstorrent正在打造RISC-V的CPU,希望能够做世界上运行速度最快的CPU。
Tenstorrent推出基于自有Ascalon处理器内核的RISC-V CPU。在衡量整数性能的SPEC CPU 2017 INT Rate基准测试中,领先于英特尔的Sapphire Rapids (7.45分) 、Nvidia的Grace (7.44分) 和AMD的Zen 4 (6.80分) ,仅次于AMD的Zen 5。要知道Zen 5预计将达到8.84分,成为2024-2025年的绝对整数性能冠军。
去年高通推出了一款RISC-V的QCC74xM模块,采用的32 位 RISC-V 微控制器,其核心为 DSP 和 FPU,最高运行频率可达 325 MHz。今年高通对RISC-V的看法是:RISC-V已从嵌入式走向更广阔领域,高通聚焦于助力其扩展。
来源:英伟达
英伟达也在积极推进RISC-V。2024年,英伟达基于RISC-V的GPU的出货量就超过了10亿颗。昨日,英伟达再宣布,正积极推进CUDA向RISC-V架构的移植工作,CUDA除了能够在x86和Arm上部署,未来也能够在RISC-V上部署。
新思科技也看好RISC-V。目前新思科技比较系统的展示了RISC-V IP家族的全貌,三大系列产品梯队:RMX系列包括小于12NM及32位处理器,能提供诸多支持;RHX系列针对汽车实时处理,有实时优化、硬件虚拟化支持,多达16个内核加硬件加速器;RPX系列作为高端线,可实现中央型计算引擎等功能。
第二,RISC-V这些年来已经从学术领域走向了产业化,从嵌入式应用大步迈向了更广泛的计算领域。
端侧RISC-V市场领先。从下图也能看出,到2030年,可穿戴领域RISC-V能够占到29%、消费电子能够占到36%,两大端侧的领域都基本上是占到了三分之一。综合成本、软件的成熟和支持度等因素来看,目前智能家居、智能穿戴、安防设备等市场上已经出现能够落地的RISC-V产品。
端侧的领先,这只是RISC-V万里长征的第一步。
高性能方面RISC-V也在持续推动。AI目前是一个增长的市场,英伟达也在AI的推动下市值已经超过了4万亿美元。关于AI RISC-V 芯片,还有一组数据:2030年,预计用于AI加速器的RISC-V SoC出货量将达到41亿颗,营收将达到422亿美元。
对于RISC-V在AI上的应用,业内都认为很有潜力。
在大模型部分,异构计算范式与RISC-V技术高度契合,有三点很明显的优势:
第一点,RISC-V的开放特性,使开发者能基于免费开放的指令集轻松开展架构创新,这是Arm、x86等指令架构所不具备的。第二点,RISC-V具有可扩展性和模块化,可针对AI等特定应用构建新扩展指令集,且硬件选取可仅用所需模块化指令而非全部,实现芯片设计成本最优。第三点,当前AI领域CUDA生态最大,全球有数百万开发者,但RISC-V凭借开放性和可扩展性,为开发者提供创新基础平台,极具挑战CUDA生态的机会。
目前RISC-V在AI方面出现一个比较创新的路线:“baby RISC-V”的形式,Tenstorrent正在采用。也就是在加速器放了很多RISC-V的小核,每个小核不需要很复杂,但做的工作非常专精。能够在计算的时候大幅简化CPU的控制通路,把有限的硅面积全部集中到计算单元去。因为小而专,也很好做优化和处理,容易适配多种场景。
第三,不管是融资还是卖芯片,RISC-V芯片企业开始赚钱了,这是个好现象。
今年来,RISC-V企业逐渐开始IPO。最开始是在5月,奕斯伟计算向港交所递交招股书。募集资金预计将用于:开发及迭代公司的智能终端和具身智能解决方案;增强公司软硬件技术平台能力,完善开发、灵活且可复用研发体系;潜在的战略并购;构建及扩大公司全球商业化网络,推动RISC-V生态建设。
沁恒微电子在科创板IPO已经获得受理,拟募资9.32亿元,围绕自主IP体系,重点投向3个研发产业化项目——即USB芯片项目、网络芯片(蓝牙、以太网)项目、全栈MCU芯片项目。值得一提的是,沁恒微电子始终保持盈利。2022年~2024年,沁恒微的合计营收为9.43亿元,净利润为2.35亿元,净利润占营收的比例为24.92%。
当前国内对RISC-V 的期待持续升温,相关产品不断涌现且落地场景日益丰富,无论是芯片销售、融资还是 IPO 等环节,企业盈利的开端都标志着行业发展迈入了更稳健的阶段。
关于RISC-V的切入,产业内也有诸多思考。
奕斯伟计算高级副总裁、首席技术官何宁谈到,判断哪些领域能率先落地,核心看三点:一是该领域存在新需求或原有需求迭代升级,只有有变化的需求,RISC-V才有机会;二是能充分发挥 RISC-V 在能效比、优化定制能力优势,这两方面做得好的话RISC-V也很容易去渗透;三是两年内软件生态无需过多额外投入。软件导入难度高于硬件,“两年”说明在软件生态不需要有太多额外工作。三者兼具,RISC-V 可以在这方面实现爆发式发展。
从RISC-V 的产品特征来看,其芯片大多采用40 纳米及以下的主流先进工艺节点。这一选择正体现了厂商对“兼具性能与制造成本优势的主流节点” 的精准瞄准,也从实践层面印证了何宁的判断——通过适配市场对性价比与灵活定制的需求变化,RISC-V得以在相关领域加速落地。
02
中国RISC-V企业,各有所长
2024年,中国贡献了RISC-V芯片一半以上的出货量。
从今年来看,国内RISC-V企业已经打出不同差异点,出现百花齐放的现象。国内RISC-V企业在消费,物联网连接,通用控制以及高端计算领域积极布局,逐渐形成多领域覆盖的产业格局。
据Omida数据,在中国国内RISC-V玩家中,教育研究(30%),无线应用(12%),通用控制(21%)和计算(20%)占比靠前。
在做高性能CPU上,达摩院是国内RISC-V企业翘楚。阿里达摩院玄铁负责人在昨日的演讲中表示:“在高性能上面,RISC-V从ISA底层到芯片正在不断成熟。从今年开始的未来六年内,RISC-V会在数据中心等市场拿下三分之一的份额。”
达摩院C930面向服务器场景,通用算力性能达到SPECint2006基准测试15/GHz,同时,C930搭载512 bits RVV1.0和8 TOPS Matrix双引擎,将通用高性能算力与AI算力原生结合,并开放DSA扩展接口以支持更多特性要求。
同时,北京开源芯片研究院推出高性能RISC-V处理器“香山”,目前能够提供三套“香山”开源计算子系统,包含了CPU核及片上互连。CPU核有两款,一个是南湖,面向的是A76水平,另一个是昆明湖。
南湖微架构SPEC CPU2006分值约为10.42分/GHz,同频性能达到ARM Cortex A76水平。面向服务器场景的昆明湖V2,在性能上达到了15分/GHz,如果部分编译优化之后可以达到18.5分/GHz,功能上对RVA23全面支持,同时也支持虚拟化。
据包云岗透露,最新一代架构昆明湖V3 已进入探索阶段。该架构以单核22 分 / GHz 为目标,目前在模拟器上已实现 20.1 分 / GHz,虽与目标存在差距,但预计在未来半年借助合作伙伴的支持可达成目标。此外,V3 在安全性能方面也进行了增强。
奕斯伟计算在RISC-V这边属于全面开花类型,基本每个领域都在做。奕斯伟计算一直在走垂直场景,也就是典型的有限生态场景。奕斯伟计算构建了RISAA平台支撑各个产品线,目前奕斯伟计算推出多款32位嵌入式级、64位应用级内核产品,覆盖超低功耗、车规、信息安全、高性能、AI加速等场景需求,目前已规模化应用于超50款产品中。
在端侧的RISC-V上,沁恒微电子选择的是MCU路线,打出差异化。目前沁恒微的主要产品包括青稞RISC-V全栈MCU和USB/蓝牙/以太网接口芯片。早在2021年第一届RISC-V中国峰会之前,沁恒基于自研青稞RISC-V处理器的MCU/SoC就实现了批量应用,青稞系列芯片已成熟商用超5年,产品型号超百款,过亿销量久经市场检验。
在RISC-V IP上,芯来科技在汽车上推出了NA900,这是第一个基于ISO26262 ASIL-B/D认证的RISC-V CPU IP,目前已经搭载在东风汽车上。同时,芯来科技最新发布的新一代高性能处理器IP —— UX1030H。严格遵循RVA23 Profile规范,兼顾生态完整性与高性能演进。
中国IP之王芯原股份,针对不同层级的AI计算需求,打造了一个基于RISC-V带AI扩展的定制芯片设计平台。该平台可以做到始终在线,一方面做到不掉电同时实现低功耗,另一方面平台可以集成各种无线方案,满足低功耗的在线连接,随时把端侧产生的Token实时送到云端进行推理或者是训练。平台集成ISP、视频编码与1 TOPS~百TOPS可扩展NPU,已在手机、车载等场景量产芯片。
可以说,中国RISC-V产业对于促进整个芯片生态多样化正起到积极而卓越的贡献。
03
结语
工业和信息化部电子信息司副司长史惠康对于中国RISC-V的发展提出了三点希望:一是要深化协同,共筑繁荣生态。二是加速转化,驱动规模应用。三是坚定开放,引领全球协作。
加速RISC-V的产业落地,有一点至关重要。
中国科学院计算技术研究所副所长、中国开放指令生态(RISC-V)联盟秘书长、北京开源芯片研究院首席科学家包云岗指出:“如果RISC-V仅用于原位替代ARM,会埋没其真正的优势,没有将RISC-V开放性和可定制化的优势发挥出来。”
从产业发展路径的明确指引,到对核心优势的认知深化。RISC-V做好了准备,迈向更伟大的2025。