對話奕斯偉計算何寧:RISC-V與x86、ARM“三分天下”只是時間問題

RISC-V(與x86和ARM)“三分天下”,最開始提是給行業信心的一個口號。現在這個口號已經變成了大家相信必然發生的事情,問題只在於什麼時間節點去達到。”國內RISC-V創業公司奕斯偉計算首席技術官何寧接受採訪時告訴界面新聞記者。

7月17日,第五屆RISC-V中國峰會在上海張江舉辦,會期四天。峰會由上海開放處理器產業創新中心主辦,RISC-V 國際基金會主席Andrea Gallo、“RISC-V之父”Krste Asanović現場登臺演講,吸引了全球數百家企業、研究機構及等開源社區代表參與。

RISC-V與x86、ARM是如今全球最重要的三種計算指令集。在計算機內部,指令集架構定義了軟件與硬件之間的 “語言”,沒有指令集架構,軟件無法控制硬件、芯片工程師也需要依據指令集來設計CPU等關鍵處理器,確保軟件能在芯片上正確運行。

RISC-V中文全稱是第五代精簡指令集,是美國加州大學伯克利分校在2010年基於精簡指令集(RISC)原則開發的新指令集。與x86和ARM不同,RISC-V完全開源、無授權費用,誕生後由加州伯克利分校發起成立的非盈利組織RISC-V國際基金會管理,任何公司及開發者都可自由修改及擴展。

2015年10月,RISC-V 的三位發明者創辦了SiFive公司。這是業內第一家RISC-V公司,主要提供基於 RISC-V 架構的處理器 IP(知識產權),同時涉及芯片設計服務。SiFive的成立開始推動RISC-V進入商業化。

在RISC-V走出實驗室前,x86和ARM兩大指令集已經在商業世界形成了強大的生態壁壘。英特爾和AMD早年靠在個人電腦、服務器領域推廣x86指令集架構,牢牢佔據全球桌面生態系統八成以上的市場份額。ARM則在智能手機爆發時崛起,壟斷整個移動生態市場。

電腦、服務器、手機這一類通用硬件設備有x86、ARM壟斷市場,RISC-V的商業化切入專用的嵌入式硬件打開市場,重點瞄準AIoT物聯網智能家居的內置功能模塊、工業設備控制芯片、汽車傳感器等。此類設備嵌入於其他電子設備之中,專門按照特定功能設計,對芯片的要求是 “低成本、低功耗、可定製”,RISC-V的開源指令集可以支持開發者按照功能靈活做二次開發與擴展設計,匹配了嵌入式的定製化需求,再加上低成本優勢,迅速在市場上普及。

2018年到2019年前後,RISC-V進入中國開始普及。2018年,上海市經信委率先出臺支持 RISC-V 產業的政策。同年10月,中國 RISC-V 產業聯盟成立。國內開始涌現大量RISC-V芯片創業公司,阿里巴巴全資收購中天微成立平頭哥,進軍RISC-V CPU領域,賽昉科技、睿思芯科等企業紛紛在北京、上海、深圳多地成立。

奕斯偉計算也是在2019年這一年成立。這家公司是由國產顯示屏巨頭京東方創始人王東昇二次創業成立,是一家智能化解決方案的提供商,主營產品採用了新一代RISC-V架構,芯片是其核心能力。今年6月,奕斯偉計算向港交所遞交招股書,衝擊“RISC-V第一股”。

何寧在2020年加入奕斯偉計算。在此之前,他在高通工作多年,曾任高級主任工程師,負責ARM架構相關的技術產品的研發。

“奕斯偉計算成立的時候就提出來把RISC-V作爲核心技術架構”,何寧告訴界面新聞記者,“而RISC-V作爲一個計算的底層架構,本身需要在產品的實現之中去得到推廣和應用,最終才能體現它的優勢。”

他以高通基於ARM架構做驍龍手機處理器舉例。從最開始基於ARM架構授權自研設計處理器,到採用ARM公版IP,再到最後迴歸自研設計,高通整個迭代過程都是圍繞提升產品競爭力進行的。隨着ARM架構產品競爭力的提升,ARM在手機移動生態上佔據了絕對主導地位。英特爾曾試圖進入這一市場,但最終碰壁折戟。

2022年,RISC-V國際基金會宣佈,全球搭載RISC-V核心的芯片出貨量總計超過100億顆。從2010年誕生算起,RISC-V達成這一目標只用了12年,ARM用了21年,x86花了大約30年甚至更久時間。

嵌入式硬件是RISC-V最大的應用市場。嵌入式設備連續多年穩定佔據RISC-V超過60%的份額,智能家居、工業控制器等設備佔大頭。

但同時因爲嵌入式設備橫跨工業控制、智能家居、汽車電子、物聯網終端等數百個細分領域,不同場景對芯片的功能需求不同,定製化要求也帶來了RISC-V的生態的碎片化,軟件、硬件都缺乏統一的標準。與x86在PC與服務器、ARM在移動手機上建立的生態相比,RISC-V生態“專用有餘,通用不足”。

“面向嵌入式場景這種對生態要求低的,其實就是鼓勵做碎片化。”何寧認爲,但要進入手機、電腦與服務器這類通用計算設備市場,RISC-V需要在軟硬件上做到標準化,才能供應“可用”乃至“好用“的大衆產品。目前RISC-V作爲後來者,還沒有形成像x86與ARM一樣的生態壁壘。

行業對此的共識是,RISC-V要真正與x86、ARM“三分天下”,在嵌入式市場站穩腳跟後,未來要從專用走向通用,進軍規模更大的大衆市場。去年10月,RISC-V國際基金會也發佈了最新的RVA23架構規範,統一架構標準,讓軟件在不同硬件間都能做到穩定運行,以解決RISC-V 生態中存在的碎片化問題。

更重要的是,就像x86之於電腦、ARM之於手機,RISC-V也需要找到一個更大的應用場景,推出更多標杆性產品,建立更強的生態。

目前,行業的目光集中在AI上。在RISC-V中國峰會上,RISC-V國際基金會CEO Andrea Gallo演講中透露,按權威機構SHD Group預測,到2031年,RISC-V芯片出貨量將超過200億顆。更爲重要的是,RISC-V的成功從嵌入式計算領域延伸至存儲技術和AI高性能計算領域,未來會在AI市場起到更重要的作用。

何寧認爲,AI是RISC-V行業關注最多的新興場景機遇,主要是因爲生成式人工智能等AI技術的快速發展,正推動大模型從雲端向邊端、終端滲透,這一過程會在軟硬件上催生出大量新的需求和應用場景。這些場景是移動互聯時代和移動時代所不具備的,而新場景的出現往往伴隨生態重構,這些爲RISC-V突破傳統架構的生態壁壘提供了機會。

在他看來,儘管RISC-V只用十幾年就做到了“ARM花二十多年做的事情”,但外界仍覺得進展比預期慢,關鍵原因還是缺少一個足夠大的新興場景去推動其發展生態,“就像移動生態伴隨ARM成長一樣,AI時代將催生新的超級應用場景,RISC-V有機會與其一同成長壯大。”