2023 年是 RISC-V 的突破年

RISC-V 不再只是嵌入式工具，在全球最大的半導(dǎo)體制造商、全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和消費(fèi)設(shè)備公司的創(chuàng)新和采用的推動(dòng)下，RISC-V 已經(jīng)到來。

SiFive 處于 RISC-V 的最前沿，可以看到有幾個(gè)有趣的趨勢(shì)繼續(xù)推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)。人工智能 (AI) 和機(jī)器學(xué)習(xí)正變得幾乎無處不在，從數(shù)據(jù)中心到消費(fèi)設(shè)備和企業(yè)，需要新的架構(gòu)、數(shù)據(jù)卸載和管理以及低延遲，同時(shí)還要管理大量工作負(fù)載的功耗。

在汽車領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛汽車和電動(dòng)汽車 (EV) 的快速增長(zhǎng)以及汽車中從傳感器到安全、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和娛樂的芯片數(shù)量激增，也需要新的設(shè)計(jì)、靈活性和支持生態(tài)系統(tǒng)。在移動(dòng)和可穿戴設(shè)備中，隨著人工智能的發(fā)展，設(shè)備的功能及質(zhì)量正在超越傳統(tǒng)設(shè)備。在這里，與其他地方一樣，占地面積、功耗和性能從未像現(xiàn)在這樣重要。

所有這些趨勢(shì)都有利于 RISC-V，因?yàn)樗哂凶吭降挠?jì)算密度、靈活性、高性能和不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。RISC-V 現(xiàn)在是不可避免的，在接下來的幾年里，你會(huì)看到令人興奮的進(jìn)步，因?yàn)樗鼜闹饕那度胧綉?yīng)用程序轉(zhuǎn)移到最高性能芯片中的關(guān)鍵功能，初創(chuàng)公司進(jìn)步為成熟公司。我們相信，隨著 RISC-V 的不斷發(fā)展，未來十年的情況將大不相同。它已經(jīng)受到世界一流大學(xué)教授的支持，也受到美國(guó)、中國(guó)、印度和日本等國(guó)政府的鼓勵(lì)，它們渴望幫助本國(guó)產(chǎn)業(yè)，也清楚地看到開放式架構(gòu)的好處，以及他們產(chǎn)品的未來。

無論是 Arm，還是 RISC-V，其基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域都是嵌入式系統(tǒng)。不過隨著相關(guān)處理器性能的提升，以及應(yīng)用的發(fā)展，它們?cè)诟咝阅苡?jì)算領(lǐng)域開始展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，例如，近些年，基于 Arm 架構(gòu)的 CPU 在服務(wù)器和 PC 市場(chǎng)風(fēng)生水起，并被以蘋果、谷歌、亞馬遜、阿里巴巴為代表的大型科技和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)重視，相關(guān)產(chǎn)品也在蠶食傳統(tǒng) x86 架構(gòu) CPU 的市場(chǎng)份額。同理，RISC-V 也有類似的機(jī)遇，其在以數(shù)據(jù)中心為代表的高性能計(jì)算市場(chǎng)體現(xiàn)出了更多價(jià)值。

從過去一年全球范圍內(nèi)的 RISC-V 技術(shù)演進(jìn)事件來看，北美地區(qū)依然是 RISC-V 的創(chuàng)新高地，從處理器 IP 到軟件、數(shù)據(jù)中心級(jí)應(yīng)用都在全面探索；歐洲的不少老牌公司在逐步從原有架構(gòu)轉(zhuǎn)到 RISC-V 架構(gòu)；亞洲地區(qū)也保持非?？斓陌l(fā)展速度，Andes、StarFive、香山、芯來和平頭哥等公司都在努力推動(dòng) RISC-V 處理器的發(fā)展。當(dāng)前大部分芯片企業(yè)正在思考如何使用 RISC-V 架構(gòu)來開發(fā)自家生態(tài)產(chǎn)品，很多基礎(chǔ)軟件公司也逐步進(jìn)入到 RISC-V 生態(tài)中。

目前來看，RISC-V 在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用前景越來越明朗，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的整體架構(gòu)正在朝定制化和異構(gòu)化的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)是從單一處理器供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)橛啥鄠€(gè)供應(yīng)商（包括系統(tǒng)公司自己的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)）提供的處理器和加速器的混合架構(gòu)。

盡管宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境存在相當(dāng)大的不確定性，但 2021 年至 2022 年的芯片短缺表明半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)成為地球上每個(gè)行業(yè)的一部分，從汽車制造商到消費(fèi)電子公司再到政府的公司都在投資以確保其供應(yīng)鏈能夠承受未來的沖擊。美國(guó)的《芯片法案》等政府投資將有助于提高制造能力，隨著制造能力和原型能力的增強(qiáng)，新的創(chuàng)新將蓬勃發(fā)展。

以人工智能數(shù)據(jù)流處理器為例，這是一款支持 RISC-V 的芯片，用于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，以卸載和管理關(guān)鍵人工智能數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)中心的新架構(gòu)可以顯著降低延遲和功耗。

總體而言，我們相信業(yè)界將更多地討論計(jì)算密度，以及對(duì)高性能處理器的需求，這些處理器也可以在非常小的占地面積上構(gòu)建并以低功耗運(yùn)行。

今年將是 RISC-V 取得突破的一年。不少公司正在利用 RISC-V 架構(gòu)及其經(jīng)過驗(yàn)證的高性能和低功耗在可穿戴設(shè)備、汽車、航空航天等消費(fèi)設(shè)備中的使用。去年，我們看到了有關(guān)采用 RISC-V 的高性能空間計(jì)算項(xiàng)目的公告，未來還有更多。RISC-V 不再只是一種嵌入式工具，它已經(jīng)在全球最大的半導(dǎo)體制造商、全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和消費(fèi)設(shè)備公司的創(chuàng)新和采用的推動(dòng)下問世。

盡管發(fā)展?jié)摿薮?，但一個(gè)客觀事實(shí)仍是：RISC-V 相關(guān)軟硬件技術(shù)和生態(tài)未完全成熟，應(yīng)用主要集中在中低端 IoT 領(lǐng)域，高性能芯片的商用落地尚需繼續(xù)尋求突破。此外，隨著穩(wěn)定硬件的出現(xiàn)，RISC-V 架構(gòu)軟硬件全棧成為必然趨勢(shì)，從 IP 到 SoC、到開發(fā)板、SOM、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等方面將得到全面的優(yōu)化。RISC-V 架構(gòu)將走向更廣的生態(tài)合作，在商業(yè)上將會(huì)有更多的新模式，軟件也將持續(xù)豐富，應(yīng)用繼續(xù)走向多樣化。