“香山”實現業界首個開源芯片的產品級交付與首次規模化應用
(原標題:“香山”實現業界首個開源芯片的產品級交付與首次規模化應用)
開源高性能RISC-V處理器核“香山”產業落地取得里程碑式突破。7月16-19日,在上海舉辦的2025 RISC-V中國峰會期間,北京開源芯片研究院(以下簡稱開芯院)在大會報告中宣佈第三代“香山”(昆明湖)IP核已實現了首批量產客戶的產品級交付。7月26-28日,世界人工智能大會期間,集成了第二代“香山”(南湖)IP核的某國產量產GPGPU芯片正式亮相,基於該芯片的智能加速卡出貨量已上萬——“香山”(南湖)IP覈實現規模化應用。
香山IP核在業界首次實現了產品級交付與規模化應用,標誌着開源高性能處理器IP核正式進入產業落地階段,爲RISC-V產業技術研發、商業落地開闢了一條不同於傳統ARM模式、基於開源模式的新路徑。香山IP核的首次產品級交付與規模化應用,就如1990年代中期開源操作系統Linux首次在企業中部署應用,具有重要的里程碑意義,必將產生深遠影響。
開源高性能RISC-V處理器核
第二代“香山”(南湖)已實現首次規模化應用
開源高性能RISC-V處理器核“香山”,源於中國科學院在2019年的前瞻佈局。中國科學院計算技術研究所(以下簡稱計算所)於2021年6月成功研製了第一代開源高性能RISC-V處理器核“香山(雁棲湖)”,性能對標ARM A73,SPECINT2006 7分/GHz,是同期全球性能最高的開源處理器核。
爲了加速香山的技術演進和應用落地,加快RISC-V生態建設, 2021年北京市與中國科學院達成戰略合作,發揮北京市應用牽引和芯片定義的優勢,組織18家行業龍頭企業和國內頂尖科研單位共同發起成立開芯院。
2023年5月26日,開芯院在中關村論壇上正式對外發布由多家單位聯合開發的第二代“香山”(南湖)。這是一款性能對標ARM Cortex-A76的高性能開源RISC-V處理器核,主頻2GHz@14nm,SPECCPU2006分值達到10分/GHz,專門針對工業控制、汽車、通信等泛工業領域。
“香山”(南湖)成功帶動一批企業加速佈局 RISC-V 產品線,開始在一些芯片產品中集成“香山”(南湖)IP核,取得積極成效。近日,在上海舉辦的世界人工智能大會上,某國產GPU芯片廠商展示的自研智算加速卡中成功集成了“香山”(南湖)IP核。據瞭解,該國產GPU公司已經實現全國產千卡千億模型算力集羣的交付,正朝着萬卡智算集羣加速迭代。這標誌着“香山”(南湖)IP核首次實現規模化應用,也推動了RISC-V在人工智能智算集羣中的產業化落地。
“香山”(南湖)IP核作爲高性能片內主控CPU,也被用於芯動科技高性能全功能GPGPU芯片“風華3號"中,實現CPU+AI強強聯手。其中,香山CPU核負責從主CPU卸載的一些關鍵功能,包括處理跨芯片通訊與數據搬運、啓動控制及片內IP配置、實現低功耗與動態功耗控制、確保系統穩定運行、提供異常處理能力等。香山CPU核與高性能風華GPU的結合,在重度負載渲染、高性能AI計算、多芯片集羣互聯等使用場景中能發揮各自的優勢,提供了高性能低功耗、靈活定製和成本效益的處理器的解決方案。據悉,該產品即將面市。
基於開源模式聯合研發
第三代“香山”(昆明湖)已實現產品級交付
2022年8月,開芯院牽頭聯合計算所、騰訊、阿里、中興通訊、中科創達、奕斯偉、算能等形成了聯合研發團隊,在全球首次採用基於開源的處理器核聯合研發模式,共同研製第三代“香山”(昆明湖)開源高性能RISC-V處理器核,性能對標ARM N2。
2024年4月,“香山”(昆明湖)正式發佈,SPECCPU2006分值達到15分/GHz,符合RVA23標準,性能進入全球RISC-V處理器第一梯隊。同時,“香山”開源芯片項目在全球最大的開源項目託管平臺 GitHub 上獲得超過6500個星標(Star),形成超過780個分支(Fork),遠超其他開源硬件項目,成爲國際開源社區性能最強、最活躍的RISC-V處理器核。“香山”及其敏捷開發基礎設施入選“計算機體系結構領域年度全球十二大亮點成果”,連續兩年入選“2024中關村論壇10項重大科技成果”和2025中關村論壇“北京重大開源成果”。
在發佈後的一年多時間中,開芯院聯合企業共同完成了針對“香山”(昆明湖)的產品級驗證工作,包括按規模量產芯片企業要求構建了一套嚴格的測試驗證流程,形成了“單元級測試UT集成級測試IT系統測試ST原型系統測試Prototype”四個層次的驗證規範,開發了超過2萬個測試用例,建立了一套包含數十個商業工具、開源工具、形式化工具等驗證工具箱等等。
實踐表明,基於開源的聯合開發模式,平攤了驗證成本,提升了驗證效率——用戶/企業貢獻了近1600個測試用例,發現的1470項BUG中企業累計提交了492項。通過開芯院與多家企業的共同努力, “香山”(昆明湖)最終實現了驗證覆蓋率近100%,同時大幅降低了企業獲得性能對標ARM N2的產品級RISC-V IP核的成本。
目前,“香山”(昆明湖)已實現首批量產客戶的產品級交付。進迭時空正基於“香山”(昆明湖)自研X200核,並研發其第三代旗艦RISC-V AI CPU芯片,預計2026年底進入量產。同時,進迭時空研發的首款RISC-V服務器芯片將於近期流片,其中內置6個“香山”(昆明湖)核。在雙方團隊的努力下,進迭時空服務器芯片已在FPGA平臺上穩定地運行Linux操作系統及虛擬機。