【導讀】“RISC-V勢不可擋，” 暌違中國數年的RISC-V主要發明人、SiFive共同創辦人兼首席架構師Krste Asanovic教授，在近日剛剛圓滿落幕的2023 SiFive RISC-V中國技術論壇北京、上海、深圳三地巡回演講時，始終強調了這一核心思想。
起步于2010年的RISC-V架構已經度過了最初的蟄伏期，在2022年就已實現100億顆的出貨量，據Asanovic教授預測，未來五年RISC-V將迎來迅猛增長，截止2025年RISC-V處理器核的出貨量將達到800億顆，而這仍是保守估計。“ SiFive企業營銷與業務開發資深副總裁剛至堅先生在大會上也同樣感嘆道，“RISC-V國際基金會的會員數從3年半前即2019年12月份時的435個壯大到現在已經近4000個，幾乎是近10倍的增長，RISC-V發展太快了。”
圖1. RISC-V主要發明人、SiFive共同創辦人兼首席架構師Krste Asanovic教授在2023 SiFive RISC-V中國技術論壇上強調RISC-V的未來勢不可擋
而在中國，RISC-V更被寄予厚望，中國一直是世界上最大的算力消費國，但并不是算力生產強國，RISC-V的出現讓中國開始有機會參與全球算力的競爭，就像通信時代的5G標準一樣。作為RISC-V的發明者與領導廠商，SiFive一直聚焦投入RISC-V，與時俱進研發迭代出業界最全的產品系列。本次在中國舉辦3地巡回論壇，就是為了向國內RISC-V產業圈布道自身在RISC-V領域的能力圖譜，并重磅宣布SiFive親自運營中國市場與業務的決心，這也吸引近2500產業人士報名參會，共探中國RISC-V發展大計，共同見證SiFive如何以自己的方式引領開源生態疊加未來計算新范式的風暴圈。
垂直半導體商業模式時代，RISC-V架構為何成必然選擇?
指令集架構高度符合馬太效應，同時指令集架構的競爭不只是技術層面的競爭，更多的是商業模式的競爭。為什么說RISC-V勢不可擋，正是因為產業界對新商業模式，對一個可用于所有領域的穩定、開源、開放的指令集架構的渴求。
Asanovic教授認為每個時代都會有對應主導的指令集，例如微處理器時代的x86架構，移動互聯時代的ARM架構，在當下更垂直縱深的半導體商業模式下，以蘋果、特斯拉為代表的行業領軍公司都在自定義硅系統的產品設計，靈活開源的RISC-V架構正是為順應“Vertical Semiconductor”（垂直半導體）時代而生。
圖2. Asanovic教授指出Vertical Semiconductor時代下選擇RISC-V成必然趨勢
更何況，RISC-V內生的指令集架構優勢正在日趨明顯，優異的PPA（Power/ Performance/Area）性能，基于開源架構的更多競爭也在激發更多的創新……高性能處理器和更好的生態支持都將指日可待。
圖3. RISC-V發展迅速，其生態圈迅速崛起
100%投入RISC-V+擴大中國投入，SiFive攜最新全線產品系列亮相中國
100多家遍布全球的客戶；350多個設計方案；全球前十的半導體大廠中8家都已和SiFive展開合作；600多名員工，85%以上都是研發相關高精尖技術人才，其中100多名員工均具備博士學位，SiFive用一系列數據重申自己有關RISC-V的初心。
圖4. SiFive企業營銷與業務開發資深副總裁剛至堅先生表示SiFive全力投入RISC-V以及將親自耕耘中國市場的決心
“SiFive從一開始就堅定投入RISC-V，并致力于幫助全球各產業界加速‘RISC-V化’，”剛至堅先生說道，“我們布局了最全面的RISC-V IP產品。此外，不僅是CPU，CPU周邊的軟件生態例如Multi-core、Multi-cluster，我們SiFive的軟件團隊都在跟進，以輸出一套完整的方案幫助客戶加速落地。”
加大中國投入，是此次SiFive RISC-V中國技術論壇向業界官宣的另一重點。以上海為中國區總部，構建本地團隊以及本地生態合作伙伴生態，SiFive在論壇上官宣未來要親自運營中國市場，并向中國產業界充分展現了自身的能力圖譜。
圖5. SiFive構建了RISC-V領域最全面的IP產品矩陣體系
僅僅歷時3年，SiFive的產品路線圖已從過去Essential系列下的5大CPU IP產品，擴充到新增Automotive、Intelligence、Performance多條產品線的RISC-V業界最全產品矩陣。
AI+高性能+車用成RISC-V發力的關鍵領域，SiFive全線布局
在談論哪些市場將成RISC-V未來發力的重點時，剛至堅先生在現場梳理了4點：其一，對功率效率有較高要求的領域，比如移動市場，目前RISC-V的功率效率相比arm會有30%~40%的提升，同時，谷歌已經正式宣布RISC-V 成為 Android 支持的 Tier-1 架構平臺；其二，汽車領域，電動化和自動駕駛已經徹底顛覆汽車業，從硬件到軟件的徹底煥新將催生一個全新的生態；其三，即AI，特別是生成式AI和大語言模型提升了對可編程性的需求；其四，特定的關鍵領域，例如NASA已在大型航天和工業項目中采用了RISC-V。這4個領域不僅將成RISC-V未來破局的關鍵，更是SiFive率先布局以期搶占市場的重要支點。
RISC-V高性能領航者SiFive Performance系列——據SiFive首席工程師王開懷先生介紹，追求計算密度的Performance系列是當前RISC-V領域中高性能的領航者。從簡單的可穿戴市場，智能家居產品到對性能有著更高要求的移動和網絡設備領域都是SiFive Performance的目標應用。
其中需要特別強調P400-Series和P600-Series是率先符合RVA22規范的。眾所周知，RVA22規范的重要性在于解決RISC-V碎片化的問題，這也要求未來的各項應用都需要符合該規范。同時，谷歌在6月初的RISC-V歐洲峰會上也揭示了未來第一版Android 15需要支持的RISC-V硬件規格，SiFive的P400-Series和P600-Series是目前市面上唯一完全合規的RISC-V CPU IP。
圖6. SiFive P470和P670和Arm產品的性能/效率對比圖
SiFive也在展區實時展示了轉至最新版Android，即可演示AOSP內Android 15的Demo，方便未來客戶去搭建更上層的應用。雖然僅是一個簡單的開發板，但從去年底谷歌官宣Android將支持RISC-V指令集，到SiFive更新此版Demo，可以看出Android與RISC-V的結合并不難，最重要的還是生態的支持和RISC-V指令集商業模式的賦能。據專家透露，最快2024年市場上就會有基于Android相應的技術產品面市。
圖7. SiFive 在中國大陸首秀Android 15 on RISC-V的Demo
此外，深度數智 CTO Sun Chan（陳新中）先生也在本次論壇現場代表公司贈予Krste Asanovic 教授一臺 RISC-V 筆記本電腦——ROMA。作為世界首臺 RISC-V 筆記本電腦，ROMA由 RISC-V 基金會牽頭，并由深度數智開發、鑒釋科技調試，是一款具有尖端功能的 RISC-V 筆記本電腦，搭載openKylin 操作系統，旨在讓用戶體驗原生 RISC-V 開發及 RISC-V 軟件生態系統。ROMA的誕生也向產業界充分展示了 RISC-V 在中國乃至全球的無限可能，對行業伙伴將 RISC-V 應用無限拓展提出了更高期待。
圖8. 深度數智 CTO Sun Chan先生在深圳論壇現場贈予Asanovic教授 RISC-V 筆記本電腦ROMA
在本次中國巡回論壇上，SiFive全球首次官宣P870-A：Automotive系列業界最高性能代表——以軟件定義汽車的時代特征正加速變革汽車行業。“更多的ADAS功能正蓄勢待發地上車，據統計，自2020年至2030年，車載SoC和MCU的年復合增長率分別為19%和9%，”SiFive產品營銷高級經理林宗民先生說道。從傳統的分布式電子電氣架構轉變至域控制架構，不僅可以統一軟件開發，大幅提升整車數字化升級的靈活性，對高性能中央計算也提出了更高要求。
圖9. SiFive Automotive產品系列roadmap展示
SiFive加碼汽車市場，推出了從MCU到高性能計算的可擴展產品系列，包括Performance系列最高性能產品系列P870-A。
據林宗民先生透露，P870-A是面向自動駕駛，中央網關等需要高性能計算的應用場景，而該產品也是SiFive的客戶，一家全球一線車用芯片大廠主動向SiFive提出的硬件規格要求。可以說，在車用處理器方面P870-A是目前市面上可授權的RISC-V處理器IP中性能最高的。
SiFive Intelligence系列：開放式標準和開源才是生成式AI芯片的基礎——今年初，生成式AI席卷全球，并在解決seq-to-seq的任務上展現了它驚人的能力，而這些大模型會讓數據中心在未來20年擁有無限大的市場和未來。聚焦當下，如何在當前針對還未發明的神經網絡模型設計一個AI芯片成為關鍵，SiFive AI/ML產品高級總監李本中先生認為開放式標準和開源才是生成式AI芯片的基礎，靈活的硬件架構，穩定的高效軟件開發工具鏈，RISC-V、MLIR和LLVM都將給客戶提供最穩定的科技基礎。
圖10. SiFive AI領域重要產品X280
以X280為例，這個產品已被包含谷歌在內的全球眾多一線客戶采用，后期這些客戶也將把相關的工具、軟件包、框架以及代碼庫開源出來惠及產業界。X280也因此被定義為RISC-V目前在人工智能領域中最成功的處理器產品。
在論壇同期的展位上，SiFive也展示了其基于X280產品的人像/物品識別AI/ML解決方案Demo。Google已于2023年2月公開推出MLIR框架下完整的AI/ML解決方案OpenXLA，SiFive已將OpenXLA/IREE軟件棧成功整合，SiFive Intelligence系列也是目前市面上唯一支持OpenXLA RISC-V的軟件與硬件解決方案。該Demo也是向業界宣布SiFive具備讓客戶快速進入AI各應用市場的能力。
圖11. 基于AI/ML解決方案的人像/物品識別Demo在SiFive展臺同期展出
“軟件！軟件！軟件！”，SiFive攜伙伴合力構建RISC-V生態體系核心
在論壇的專題討論環節，有觀眾現場詢問Asanovic教授RISC-V未來發展最關鍵的3個要素是什么，Asanovic教授回答：“Software！Software！Software！”確實，對RISC-V來說，僅僅指令集的開源還遠遠不夠，整個產業要實現敏捷開發、快速迭代，需要包括開源處理器、開源工具鏈、開源IP、開源SoC、操作系統、編譯支持等全方位的生態。特別是面向高性能芯片領域，RISC-V尚需統一操作系統、算法庫等軟件生態的支持。
因此，SiFive首席現場應用工程師張巖先生在介紹RISC-V從嵌入式到應用處理器及開發工具時首先強調了，“RISC-V有著增長最快的軟件生態系統。”SiFive可以說是RISC-V軟件工具和操作系統的最有力貢獻者，提供從編譯器（GCC, LLVM, PoCL）到調試工具、實用程序庫（GDB, binutils, newlib, glibc）到Linux內核端口、ISS模型（QEMU）等。“而今天，所有SiFive的軟件工具都將免費提供，沒有任何許可證秘鑰控制。”
當然，RISC-V的生態構建需要行業參與者的合力，SiFive也深知此事不易，從一開始便注重生態體系的構建，目前已在軟件工具、操作系統等維度構建了自己的生態圈。
圖12. SiFive軟件工具、操作系統及IP合作伙伴示例
在這次論壇上，眾多生態合作伙伴，例如Synopsys、Imperas、思爾芯、芯帶科技、 IAR、LAUTERBACH、Green Hills Software一同亮相，或通過專題演講、或通過Demo展示，紛紛從自身視角闡述了對RISC-V生態構建的助力以及如何與SiFive展開合作。Synopsys作為業界領先的從驗證到實現IP技術的提供商，在針對RISC-V這一新興的CPU生態體系，將加強和RISC-V生態中的領軍企業比如SiFive展開全方位合作，通過系列合作共同幫助客戶快速解決SoC設計當中使用RISC-V CPU面臨的驗證和實現流程當中的各種挑戰。Imperas致力于開發RISC-V模擬技術和處理器驗證，和SiFive合作也為開發出軟硬件開發人員適用的系列仿真模型，進一步幫助客戶降低開發風險，加速產品上市流程。
圖13. SiFive一眾生態合作伙伴展臺同樣引人關注
而對于如何實現RISC-V微架分析及汽車架構級方案優化，思爾芯重點推薦了其Genesis芯神匠平臺，在該架構平臺中，從航空電子、軟件無線電、多媒體網絡、自動駕駛、半導體等多領域，借助軟件本身特點，自帶有標準的模型庫，助力客戶像搭積木一樣構建自己的架構。另外，作為一個突破性的多標準芯片平臺，芯帶科技的專家也宣稱其WAVE?芯片平臺將徹底改變基帶芯片設計，兼具硬件的速度和軟件的靈活性，將面向RISC-V提供全新的架構方法來設計基帶ASIC。
RISC-V生態大軍正以想象不到的加速度席卷而來，正如剛至堅先生在演講中總結的，“RISC-V的優勢就是精簡、開源、低功耗、模塊化，而充分的參與和競爭會帶給RISC-V領域更多的動能和活力，這是其他架構都無法比擬的優勢！”
關于SiFive
身為RISC-V的發明者與領導廠商，SiFive正在改變未來計算的典范，將RISC-V的無限潛力引領至世上最高性能與數據密集型應用中。SiFive所建構無與倫比的計算平臺，能夠在芯片設計的每個細分市場中，成功協助全世界眾多科技領導廠商，從創新發想、優化至完美、并推出最先進的芯片設計解決方案，涵蓋人工智能、機器學習、車用電子、數據中心、移動計算、與消費電子等應用領域。SiFive與您同行，創造RISC-V的無限未來。
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