RISC-V中國突圍 AI時代與x86、ARM三分天下

中經記者 李玉洋 上海報道

不再僅僅是指令集架構名義上除x86、ARM之外的一個選擇，RISC-V（第五代精簡指令集）如今已有與前兩者“三分天下”的實力。

指令集架構（ISA）是處理器提供給軟件（操作系統、編譯器、應用程序）的抽象接口，RISC-V以開放標準與靈活架構正成爲全球芯片創新的重要驅動力。“展望中國未來CPU的發展，能夠同時自主、可控、繁榮三大特徵的指令集架構，RISC-V幾乎成爲必選項。”在日前舉辦的第五屆RISC-V中國峰會上，芯原股份（688521.SH）創始人、董事長兼總裁，上海開放處理器產業創新中心理事長戴偉民如是表示。

中國是RISC-V大國。據工信部電子信息司副司長史惠康在峰會上介紹，2024年全球基於RISC-V指令集的芯片出貨量已有數百億顆，其中有一半以上來自中國。

如今，RISC-V應用在高性能計算、人工智能、服務器、汽車電子等相關領域均取得了突破。“RISC-V生態肉眼可見地日益壯大了，目前高通、英偉達、英飛凌等芯片大廠都明確表態支持RISC-V。整體來看，RISC-V已經進入大爆發的前夜。”電子創新網創始人張國斌告訴《中國經營報》記者。

值得注意的是，RISC-V在HPC（高性能計算）這些高端市場的表現也越來越好。RISC-V國際基金會CEO Andrea Gallo表示，RISC-V已從嵌入式計算領域延伸至存儲技術和高性能計算領域，充分展現了該架構的強勁勢頭。

累計出貨量將突破200億顆

據瞭解，RISC-V自2010年問世以來，在全球學術界和產業界共同努力推動下，逐步迎來爆發式增長，目前已與x86、ARM成爲全球最重要的三種處理器指令集架構。

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。達成這個目標，RISC-V用了12年，而ARM用了21年，x86則花了大約30年乃至更久時間。

記者注意到，有着“RISC-V之父”稱號的RISC-V國際基金會首席架構師Krste Asanovic和知名RISC-V領域創業公司Tenstorrent首席執行官Jim Keller（被外界稱爲“架構師大神”）以不同形式出現在本屆RISC-V中國峰會上，着實不多見。

“過去十年，CPU性能提升主要靠製程；未來五年，靈活指令集與開源協作帶來的變化將比前十年的總和還多。”Jim Keller表示RISC-V的開放性正催生前所未有的創新速度。此外，Tenstorrent還首次系統披露公司“開放式芯粒架構（OCA）”路線圖。

Tenstorrent首席架構師練維漢表示，OCA預計可將單顆芯片研發成本從10億—20億美元降至數億美元量級。同時，Tenstorrent公佈了CPU產品藍圖：代號Ascalon的RISC-V CPU核心達到了“與最新AMD Zen 4/5差不多的性能”，未來兩三年性能還將以每年約10%的速度提升；並計劃在2027年推出全世界最快的CPU Callandor。

此外，科技圈的明星企業英偉達也罕見闡述了其RISC-V產品策略。英偉達硬件工程副總裁Frans Sijstermans透露，英偉達正積極推進CUDA向RISC-V架構的移植工作，此前CUDA僅部署於x86與ARM架構。

Frans Sijstermans還補充說，NVLink Fusion現在也支持客戶用自己的RISC-V CPU，不再只是傳統的x86/ARM架構CPU，即整合RISC-V CPU、GPU、網絡芯片及NVLink互連技術，構建完整的數據中心級架構。

相關數據顯示，英偉達2024年基於RISC-V的GPU出貨已超10億顆。不過，需要指出的是，英偉達在現有GPU之中用上了定製的RISC-V控制器，主要用於電源、顯示與安全等相關的管理工作，很難被視作GPU主體。

“在EDA工具領域，新思、華大九天、合見工軟等領先廠商也大力支持RISC-V，在產品品類方面，RISC-V已經覆蓋了CPU/DSP/MCU、算力處理器、汽車電子等多個領域。”張國斌表示。

市場研究機構SHD預測，到2031年RISC-V芯片累計出貨量將突破200億顆，廣泛滲透消費電子、汽車、HPC等領域。

主流之路仍需努力

業界有觀點認爲，與x86在PC和服務器、ARM在移動手機上建立的生態相比，RISC-V生態最主要的問題是“專用有餘、通用不足”。

“RISC-V的應用足跡已遍及嵌入式領域的多個關鍵場景，但整體基礎仍不夠堅實，發展結構呈現‘專用有餘、通用不足’的特徵。”芯來科技創始人胡振波坦言。

從物聯網領域的“輕量級玩家”到高性能計算的“挑戰者”，RISC-V亟待一場從專用走向通用的關鍵蛻變，尋找下一個iPhone時刻。

以RISC-V在HPC（高性能計算）領域的發展爲例，半導體行業資深產業分析師黃燁鋒表示，大部分人幾乎都默認RISC-V用於高性能領域不存在任何問題，這已是共識。“今年的RISC-V中國峰會主論壇演講，已經有過半演講人都在談HPC。而且和過去兩三年有顯著差異的是，這些演講者幾乎都已經不再將重點放在自家RISC-V產品的性能參數上。”他說。

RISC-V雖然今非昔比，但未來要走向主流HPC讓有工作要做。高通資深副總裁Leendert van Doorn表示，隨着RISC-V芯片最終要做規模與算力擴展，那麼參與者們勢必要擁抱平臺與生態思維。

他認爲開放標準和社區合作，是RISC-V本身已有的優勢，尤其指令集的矩陣、AI相關的擴展，以及不同版本的Profile配置（用於區分不同環境或應用場景的個性化設置方案‌），令該指令集及生態能夠以相對一致的步調適配於各類不同應用。

“在此基礎上，首先要有平臺思維。除了CPU之外，還要考慮加速器、IO控制器、總線、固件與軟件，各種平臺功能標準化，以及充分利用現有生態（如複用已經得到證明的標準）、裁剪後的平臺Profile。”Leendert van Doorn還指出，即便ARM在服務器市場做了很長時間，但其生態的成熟性仍遠不及x86。

針對“生態系統思維”，Leendert van Doorn提到的一個重要建議是儘早去做二進制轉譯，以及諸如ARM64EC這樣的混合解決方案（原生與模擬代碼混合運行）。

雖然目前RISC-V還存在軟件生態不成熟的弊端，但在衆多頭部廠商的押注和引領之下，進軍高性能計算市場，RISC-V的短板正快速補齊。

以SiFive、Ventenna、Tenstorrent爲代表的國際RISCV廠商，主要在高性能、Chiplet、RISC-V DataFlow方向佈局；而國內以開芯院、知合計算、進選時控等爲代表國產RISC-V，則主要在產業生態、高性能、IOMMU虛擬化等方向發力。

有望三分天下

“沒有中國的創新與支持，就沒有今天的RISC-V。”RISC-V國際基金會首席執行官Andrea Gallo表示。

2019年至2020年，RISC-V在物聯網智能家居爲主的嵌入式市場迎來第一波爆發。國內相繼出現了大量本土RISC-V公司，包括做RISC-V IP的芯來科技、賽昉科技，也有京東方創始人王東昇創辦的RISC-V公司奕斯偉計算。

從A股公司來看，兆易創新（603986.SH）、中科藍訊（688332.SH）、樂鑫科技（688018.SH）等廠商，均在2019年至2020年，初次發佈基於RISC-V的芯片產品；芯原股份、北京君正（300223.SZ）、全志科技（300458.SZ）、國芯科技（688262.SH）等公司，目前也均有基於RISC-V指令集的IP或芯片產品量產項目推進。

今年，RISC-V概念在IPO方面同樣活躍。5月，奕斯偉計算向港交所遞交招股書；而沁恆微電子在科創板IPO已經獲得受理，值得一提的是，沁恆微電子始終保持盈利。

2022年至2024年，沁恆微電子的合計營收爲9.43億元，合計淨利潤爲2.35億元，淨利潤佔營收的比例爲24.92%。

SHD研究所的數據顯示，到2031年，RISC-V架構處理器的出貨將突破200億顆，市場滲透率將達到25.7%。屆時，RISC-V在主要的市場，如消費，計算機、汽車、數據中心，工業、網絡等的市佔率將分別達到39%、33%、31%、28%、27%、26%。

阿里巴巴集團副總裁、達摩院玄鐵團隊負責人戚肖寧指出，RISC-V“在嵌入式領域，三分天下的局面已經形成，現在我們要往HPC方向上發展”。“我相信基於這樣的趨勢，RISC-V在各領域都會三分天下，乃至在未來15年內，在高性能、大算力領域成爲統治級架構。”戚肖寧表示。