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RISC-V芯片指令集后起之秀的“野心”:欲打破英特尔X86和ARM架构双寡头格局,同一起跑线下国内厂商已占据半壁江山

财联社6月10日讯(编辑 旭日)在X86和ARM传统垄断架构存在不授权或不供应等风险的大背景下,RISC-V架构由于具备开源开放的特殊属性,再叠加云计算、AI技术的日渐风靡,短短十几年便在全球落地开花,并已然有后来居上成为市场主流的趋势。6月2日由谷歌、英特尔、平头哥等13家企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE”,再次引爆行业关注点。与此同时,5月26日举办的2023年中关村论坛上,中国科学院先导项目成果第二代“香山”开源高性能RISC-V处理器核近日发布,其性能超过Arm公司发布的Cortex-A76内核。

可喜的是,RISC-V架构开源的属性决定了国内外厂商处于同一起跑线上,中国厂商包括平头哥、全志科技、中科蓝讯、北京君正等纷纷发布自研处理器内核,逐渐掌握市场的话语权

▌RISC-V短短10年走完传统架构30年的发展历程 望取代英特尔X86成市场主流 海外大厂拥抱新风口助力行业高端化进阶

放眼全球市场,当前芯片指令集呈现出X86和ARM架构的双寡头格局。凭借开源、精简、模块化的优势,一个名为RISC-V的“开放式”指令集备受企业追捧。这种指令集可以让小公司和初创企业更容易获得芯片设计,把它们从昂贵的授权费中解放出来

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去年7月,RISC-V基金会就指出RISC-V架构芯片出货量已突破100亿颗,仅用12年就走完了传统架构30年的发展历程,预计2025年RISC-V架构芯片更有望突破800亿颗。ARK Big Ideas报告中预测,ARM+RISC-V的组合所占据的服务器市场份额,将从2020年的零,增加到2030年的71%;同时,ARM和RISC-V可能会在“云”业务领域取代英特尔X86

曾在苹果、特斯拉、Intel、AMD等多家公司担任高管的芯片大神Jim Keller在2022年的一次演讲中,宣称处理器的未来是属于RISC-V的。他认为,RISC-V未来将会超越现在的市场霸主x86与ARM

多家海外大厂纷纷入局也为RISC-V向高端进阶按下加速键。基于RISC-V指令集的高性能、高能效人工智能解决方案的领先开发商Esperanto Technologies4月末宣布,它已经移植并正在运行一系列生成式AI在其低功耗RISC-V硬件上建模

Meta公司在5月初收购了英国AI芯片独角兽Graphcore的AI网络技术团队,并于近日打造自主研发的RISC-V AI推理芯片MTIA v1,与GPU相比,MTIA在全连接层上的每瓦性能最高可达两倍,该芯片计划将于2025年推出。

在新发布的Alveo MA35D上,AMD正在将其基于4nm工艺打造的ASIC VPU中的管理处理器从Arm转移到RISC-V。在上一代的U30上,这个处理器是使用四核 Cortex-A53内核,但到了MA35D的VPU,则使用一对四核RISC-V内核。

同一起跑线下 国产芯片厂商占据RISC-V半壁江山 迎弯道超车良机

相较于国外厂商技术垄断,RISC-V的出现对于本土芯片行业有着尤为重要的意义。在X86和ARM架构存在不授权或不供应等风险的大背景下,RISC-V架构由于具备开源开放的特殊属性,被认为是国产芯片弯道超车的机遇

在其生态建设上,中国处于第一梯队。全球100亿颗RISC-V核出货量中,中国公司占据了约50%的份额。在技术和应用上的贡献度越来越高,这也意味着中国在RISC-V全球生态建设中正起到关键核心作用。

在RISC-V基金会的高级会员中,中国企业占据80%,包括华为、阿里巴巴、紫光展锐、中兴通讯、中科院等。上文提到的全球RISC-V软件生态计划“RISE”项目中,平头哥是董事会中唯一的中国大陆芯片公司

据统计,中国目前拥有上百家公司在关注RISC-V或以RISC-V指令集进行开发,积极布局RISC-V赛道。包括平头哥、芯来科技、芯原股份、中科蓝汛、兆易创新、赛昉科技、全志科技、晶心科技、先楫半导体、中科蓝讯、泰凌微电子、乐鑫科技、中微半导体、航顺芯片、国芯科技、芯昇科技、博流智能、纳思达、晶视智能、方寸微电子等厂商

平头哥目前已基本完成RISC-V与国际主流操作系统的全适配率先在玄铁RISC-V处理器上成功运行安卓12,成果贡献于AOSP开源体系;推动RISC-V进入Linux主线,提出的RV32 COMPAT、Svpbmt等新功能被吸收进最新的Linux5.19版本中。平头哥还与Canonical合作,推出了支持玄铁RISC-V芯片开发板的Ubuntu版本

A股上市公司方面,全志科技推出的D1系列芯片是AP级别的RISC-V架构计算平台,面向高清解码市场。相关产品已经进入大规模量产,且配套的哪吒开发板及开源平台在业内得到了极大的关注,对RISC-V架构的普及、产业化起到了积极的推动作用。目前,已有多所高校和科研机构基于D1系列进行RISC-V架构的系统及应用的研究,应用范围覆盖消费电子、工业控制、车载、科研教育等领域。

中科蓝讯自成立即采用RISC-V指令集架构作为技术开发路线研发、设计芯片,作为RISC-V产业的先行者,公司是中国RISC-V产业联盟会员单位、RISC-V基金会战略会员。公司基于开源的RISC-V指令集架构,配合开源实时操作系统RT-Thread,自主开发出高性能CPU内核和DSP指令,实现了各种音频算法

乐鑫科技研发的ESP32-C2是一款集成自研的Wi-Fi 4和Bluetooth 5(LE)技术,内置基于RISC-V指令集开发的32位MCU(120MHz)的物联网芯片。该芯片设计理念是尽可能地减少对晶圆面积的占用,以及减少对flash容量的需求,目前已实现量产。其适用于低数据速率的简单物联网应用,如智能插座、智能照明等。

作为国内一家曾经非常重要的的MIPS买家,北京君正也正在通过自研内核,全面转向RISC-V。公司接受机构调研时表示一直在注重RISC-V的研发,目前有一些产品已经使用了公司自研的RISC-V小核做实时性的处理。与此同时,公司已经研发了对标ARM53、ARM55系列的RISC-V的大核,目前正在研发对标ARM中高端的内核

另外,已有一批企业正在基于“香山”开发高端芯片,如AI芯片、服务器芯片、GPU等,有望于2025年取得集体突破。中科院计算所副所长包云岗表示,届时我国企业有望在全球RISC-V新生态中取得领先优势,打通芯片领域国内国外双循环,实现我国高端处理器芯片产业自立自强

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