RISC-V正在摆脱低端生态,朝高性能应用发起“进攻”,大厂已入局,三分天下指日可待

微观人 2022-10-26
2104 字丨阅读本文需 6 分钟

一直以来,大家都认为未来能够与ARM、X86三分天下的芯片架构是RISC-V。

这一方面是因为X86、ARM不免费,而RISC-V是免费的,所以大家使用起来没有顾忌。另外就是同属简单指令集,RISC-V架构也展出了非常强劲的能量。

所以国内的芯片厂商们,在RISC-V上,可是花了大力气的,都想借RISC-V芯片崛起,毕竟免费,又有前景,不怕卡脖子。

目前RISC-V国际基金会的19个高级会员中,和中国相关的会员有12个。然后全球RISC-V出货中,中国贡献了40-50%,也就是将近一半。

不过,虽然RISC-V架构的芯片不断出现,最早期还是主要用于低端的lOT领域,因为性能要求低,不要求生态。

而后来慢慢的往高性能计算发展,比如英特尔甚至想研发基于RISC-V的E级超算,但生态这一块,始终是RISC-V的短板。

不过,随着阿里不断的努力,目前RISC-V芯片,在生态这一块,也有了可以依靠的肩膀了,可以让RISC-V芯片借一借势,先苟着了。

首先是在PC生态这一块,阿里的RISC-V芯片,已经兼容了RTOS、Linux、龙蜥Anolis OS等云、边、端的主流操作系统,算是靠上了linux生态的肩膀了。

而在移动生态这一块,安卓AOSP,也终于收录了RISC-V补丁,目前阿里平头哥率先提交关于Bionic C库、模拟器、三方上游模块等76项基础代码补丁,并且AOSP项目也收录了,接下来RISC-V芯片,也可以使用安卓生态了。

也就是说RISC-V芯片,在PC、移动领域,再也不是没有生态的芯片了,而是有了成熟的生态,只要性能跟上来,在移动端替代ARM芯片,在PC端替代ARM\X86芯片,都是有希望的。

RISC-V正在发力高性能领域

从产业发展情况来看,物联网IoT相关应用是RISC-V落地的起点,MCU无论是从内核,还是从产品来看,都是目前国内RISC-V发展最成熟的环节。不过,RISC-V显然并不满足现状,进入高端嵌入式以及边缘智能等领域是大势所趋,部分RISC-V核心已经将数据中心应用列为目标应用。

为了冲击高性能计算市场,RISC-V国际基金会成立了高性能计算特别小组,推动RISC-V在高性能计算、超算、边缘计算以及AI、机器学习、深度学习等方面的应用。

孟建熠表示,过去一年,在全球RISC-V生态伙伴的共同努力下,RISC-V有了很大的进展,SPECint性能首次超过10分,进入高性能计算的行列。未来,平头哥将在通用计算和DSA两个方向上持续演进,推动RISC-V架构在性能上达到其他架构的水平。

在第二届RISC-V中国峰会上,平头哥发布首个高性能RISC-V芯片平台“无剑600”及SoC原型“曳影1520”。

据介绍,无剑600平台是全球RISC-V性能最高的可量产SoC芯片设计平台:它支持4核高性能RISC-V处理器,最高主频可达2.5GHz,实现了CPU+XPU异构架构的全面优化;支持64位LPDDR4X,最高吞吐率4266MT;整合4TOPs的Int8 AI算力;全流程满足GP TEE国际安全标准。

将无剑600平台和ARM架构产品横向对比,能够看到,如果后续芯片设计能够发挥出无剑600的100%性能,那么具体芯片的一些性能将比目前全球领先水平的ARM架构MPU更出色。同时,曳影1520证明了RISC-V可以作为一个可量产、稳定可靠的高性能芯片的新选择。

而在第二届RISC-V中国峰会上,芯来科技也展示了自己的下一步产品计划。彭剑英透露,芯来科技已经在900系列内核上进一步规划了1000系列和2000系列,将会满足数据中心在异构计算方面的最高运算性能要求。

彭剑英认为,未来高性能数据中心是应用定义芯片的代表领域,东数西算、云游戏、互联网、信创和金融等行业应用大大增加了高性能CPU的需求量,RISC-V有着巨大的市场机遇。

RISC-V超移动端渗透 英特尔、Meta等大厂入局

RISC-V在2015年进入产业界,并在2018年进入中国产业界,虽然已经有100亿颗基于架构的芯片出现,但大部分用于嵌入式领域。有传闻说它适合嵌入式,但其实也非常适用于高性能场景。RISC-V架构不仅获得越来越多的IoT设备采用,也已经向移动、PC高性能计算领域渗透。

赛昉科技认为,高性能计算应用领域的落地路径涉及指令集、IP核心、处理器芯片、硬件平台及应用五个层面,其中硬件平台指的是基于RISC-V芯片的各种板卡,应用层则是指高性能应用所需的软件生态。高性能CPU IP则需要满足多发射、乱序执行,10级流水以上等要素。

目前国内可交付的高性能IP有平头哥C910,香山雁西湖、SiFive的P550以及赛昉的昉天枢等。国内高性能RISC-V芯片、硬件平台,则有嘉楠耘智的K510 AI芯片,全志 D1芯片与哪吒开发板,平头哥ICE芯片与RVB-ICE单板计算机,SiFive U740芯片与Unmatched开发板以及赛昉的JH7110芯片和星光单板计算机。

整体来看,目前上市的RISC-V芯片还处于高性能应用的起点水平。周杰同时带来海外高性能RISC-V芯片发展情况的盘点,不仅有数据中心、XR、自动驾驶等领域的产品,还吸引了英特尔、Meta这样的重量级玩家。

立足服务器和PC市场,Ventana Micro Systems正开发基于RISC-V技术的数据中心CPU芯片。这家公司在2018年成立并,采用chiplet方式,预计2023年上半年量产;核心团队成员来自苹果、谷歌、高通、英特尔、Marve等公司的Rivos在2021年成立,目标是打造基于RISC-V的高性能CPU。

训练、推理卡领域,已有Esperanto、Tenstorrent等玩家。在XR领域,Meta基于7nm的AI加速定制芯片,样片已经用于VR头戴设备原型。在自动驾驶领域,Mobileye的L4等级EyeQ UItra,预计在2025年量产。

除此之外,intel 今年的举措尤其受到行业瞩目,其在2022加入RISC-V基金会并成为最高级别会员,设立的10亿美元基金将有很大一部分用于RISC-V芯片。

RISC-V生态建设不止在于RISC-V

值得注意的是,RISC-V生态建设其实也是中国半导体上下游产业链生态建设的好机会。

以芯片设计工具EDA为例,一直以来全球EDA市场几乎被美国EDA三巨头(Synopsys、Cadence、Mentor)分食,在制程先进的芯片设计领域,基本都逃不开使用EDA三巨头的设计工具。

而在RISC-V目前所面向的物联网场景,对芯片制程要求还不太高,未必需要用到5nm、7nm等尖端工艺,28nm、40nm足以满足需求,这正好为近几年国内新成立的一批国内EDA公司带来市场机会。

“需要EDA工具支持5nm、7nm难度非常大,但是以目前国内的能力,足以将28nm、40nm支撑好,我们甚至可以通过开源的方式建立EDA社区,加速整个EDA生态的发展。”包云岗说道 。

上海科技大学信息学院助理院长周平强也认为,基于RISC-V的开源特性,对应的EDA工具也有可能走向开源,国内EDA厂商如果要找到一条自己的发展路径,开源是一个机会。

“EDA跟RISC-V,我个人觉得其实是一个互相依赖、互相促进的作用。RISC-V如果发展的越好,对于国内的EDA来说可能机会就越大,”周平强说。

文章来源: 互联网乱侃秀,核芯产业观察,雷峰网,问芯Voice

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