“RISC-V勢不可擋，” 暌違(wei)中國(guo)數年的RISC-V主(zhu)要發明(ming)人、SiFive共同創辦人兼首席(xi)架(jia)構師(shi)Krste Asanovic教授，在近(jin)日剛剛圓滿落幕的2023 SiFive RISC-V中國(guo)技術論壇(tan)北京(jing)、上海、深圳三地(di)巡回演(yan)講時，始終強(qiang)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(yao)發明人(ren)、SiFive共同創辦人(ren)兼首席(xi)架(jia)構師Krste Asanovic教授在2023 SiFive RISC-V中國技術論壇上強(qiang)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(zhe)也吸引近2500產業人士報名參會，共探中(zhong)國RISC-V發展(zhan)大計，共同見(jian)證SiFive如何以(yi)自己的方(fang)式(shi)引領(ling)開源生態疊加未來(lai)計算新范(fan)式(shi)的風(feng)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(ling)集(ji)架構高度符合馬(ma)太效應，同時指令(ling)集(ji)架構的(de)(de)(de)競(jing)爭不只是(shi)(shi)技術(shu)層面的(de)(de)(de)競(jing)爭，更多(duo)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)商業模(mo)式的(de)(de)(de)競(jing)爭。為什么說RISC-V勢不可(ke)擋，正是(shi)(shi)因(yin)為產業界(jie)對(dui)新商業模(mo)式，對(dui)一(yi)個(ge)可(ke)用于所有(you)領域的(de)(de)(de)穩定(ding)、開(kai)源、開(kai)放的(de)(de)(de)指令(ling)集(ji)架構的(de)(de)(de)渴(ke)求。
Asanovic教授認為(wei)每(mei)個時(shi)代都會有對應主導(dao)(dao)的(de)(de)(de)指令集，例(li)如微處理器時(shi)代的(de)(de)(de)x86架(jia)構(gou)，移(yi)動互(hu)聯時(shi)代的(de)(de)(de)ARM架(jia)構(gou)，在(zai)當下更垂(chui)直縱深的(de)(de)(de)半(ban)導(dao)(dao)體商業模式下，以蘋果、特斯拉為(wei)代表的(de)(de)(de)行業領軍(jun)公司都在(zai)自(zi)定(ding)義硅系統(tong)的(de)(de)(de)產品設計，靈活(huo)開源的(de)(de)(de)RISC-V架(jia)構(gou)正(zheng)是為(wei)順應“Vertical Semiconductor”(垂(chui)直半(ban)導(dao)(dao)體)時(shi)代而生(sheng)。
圖2. Asanovic教授指出Vertical Semiconductor時(shi)代下(xia)選擇RISC-V成必然(ran)趨(qu)勢
更何況，RISC-V內生的(de)指令(ling)集架(jia)構(gou)優(you)勢正在日趨明顯，優(you)異的(de)PPA(Power/ Performance/Area)性能，基于開(kai)源架(jia)構(gou)的(de)更多競爭也在激(ji)發更多的(de)創新……高性能處理器和更好的(de)生態支(zhi)持都將指日可待。
圖3. RISC-V發展(zhan)迅速(su)，其生態圈(quan)迅速(su)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(jia)遍布全(quan)球(qiu)的(de)客戶;350多個設(she)計方(fang)案;全(quan)球(qiu)前十的(de)半導體(ti)大廠中(zhong)(zhong)8家(jia)都已(yi)和(he)SiFive展開合作;600多名員(yuan)工，85%以上都是研(yan)發相(xiang)關(guan)高精(jing)尖技術人才，其(qi)中(zhong)(zhong)100多名員(yuan)工均具(ju)備博(bo)士(shi)學位，SiFive用一系(xi)列數據重申(shen)自己有(you)關(guan)RISC-V的(de)初心。
圖(tu)4. SiFive企業(ye)營銷與(yu)業(ye)務開發(fa)資(zi)深(shen)副(fu)總裁剛至堅先(xian)生表示SiFive全力投(tou)入RISC-V以及將親自(zi)耕耘中國市(shi)場的決心
“SiFive從一開始就堅定投入RISC-V，并致力于(yu)幫助全球各產(chan)業界加速(su)‘RISC-V化(hua)’，”剛至堅先(xian)生(sheng)說(shuo)道(dao)，“我(wo)(wo)們布局了(le)最全面的(de)RISC-V IP產(chan)品。此(ci)外，不僅是CPU，CPU周(zhou)邊的(de)軟(ruan)件(jian)生(sheng)態例(li)如Multi-core、Multi-cluster，我(wo)(wo)們SiFive的(de)軟(ruan)件(jian)團隊都在跟進，以輸出一套完整(zheng)的(de)方案幫助客戶加速(su)落地。”
加大中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)投(tou)入，是此(ci)次(ci)SiFive RISC-V中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)技(ji)術(shu)論壇(tan)向業界官宣(xuan)的另一重點。以上海為中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)區總部，構(gou)建本地(di)團隊以及(ji)本地(di)生(sheng)態合作伙(huo)伴(ban)生(sheng)態，SiFive在論壇(tan)上官宣(xuan)未(wei)來要親自(zi)運營中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)市場(chang)，并向中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)產業界充分展現了(le)自(zi)身的能(neng)力圖譜。
圖(tu)5. SiFive構建了RISC-V領域最全面的IP產品矩陣體(ti)系
僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)歷時3年，SiFive的(de)(de)產品路線圖已從過(guo)去Essential系列下的(de)(de)5大CPU IP產品，擴充到新增Automotive、Intelligence、Performance多條產品線的(de)(de)RISC-V業界最(zui)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(zai)談論(lun)哪些市(shi)場將成(cheng)RISC-V未來發力的重(zhong)點時(shi)，剛至堅先生在(zai)現場梳理(li)了4點：其(qi)一，對功率(lv)效(xiao)率(lv)有較高要(yao)(yao)求(qiu)的領域(yu)，比如(ru)(ru)移動市(shi)場，目前RISC-V的功率(lv)效(xiao)率(lv)相比arm會(hui)有30%~40%的提升(sheng)，同時(shi)，谷(gu)歌已(yi)(yi)經(jing)正式(shi)宣布RISC-V 成(cheng)為 Android 支(zhi)持的 Tier-1 架構平臺;其(qi)二(er)，汽(qi)(qi)車領域(yu)，電動化和(he)自動駕駛已(yi)(yi)經(jing)徹底顛(dian)覆汽(qi)(qi)車業(ye)，從硬件(jian)到軟件(jian)的徹底煥(huan)新(xin)將催生一個全新(xin)的生態;其(qi)三，即AI，特別是(shi)生成(cheng)式(shi)AI和(he)大(da)語(yu)言模型提升(sheng)了對可編程性的需求(qiu);其(qi)四，特定的關鍵領域(yu)，例如(ru)(ru)NASA已(yi)(yi)在(zai)大(da)型航天和(he)工業(ye)項目中采用了RISC-V。這4個領域(yu)不僅將成(cheng)RISC-V未來破局(ju)(ju)的關鍵，更是(shi)SiFive率(lv)先布局(ju)(ju)以期搶(qiang)占市(shi)場的重(zhong)要(yao)(yao)支(zhi)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(geng)高要求(qiu)的移(yi)動和網絡設備領域都是SiFive Performance的目(mu)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(he)P670和(he)Arm產品的性能(neng)/效率(lv)對(dui)比圖
SiFive也在展區實時展示(shi)(shi)了(le)轉至最新(xin)版Android，即可演示(shi)(shi)AOSP內Android 15的(de)(de)Demo，方便未來(lai)客戶去搭建更(geng)上層的(de)(de)應(ying)用。雖然(ran)僅是一個簡單(dan)的(de)(de)開發板，但從(cong)去年底(di)谷歌官宣Android將支持RISC-V指令(ling)集，到SiFive更(geng)新(xin)此(ci)版Demo，可以看出(chu)Android與RISC-V的(de)(de)結合(he)并不(bu)難，最重要的(de)(de)還是生態的(de)(de)支持和(he)RISC-V指令(ling)集商業模式的(de)(de)賦能。據專(zhuan)家透露，最快(kuai)2024年市(shi)場上就(jiu)會有基于Android相應(ying)的(de)(de)技術產(chan)品面市(shi)。
圖(tu)7. SiFive 在(zai)中國大(da)陸首秀Android 15 on RISC-V的Demo
此外(wai)，深(shen)度數智 CTO Sun Chan(陳新中(zhong))先生也在(zai)本(ben)次論(lun)壇現場代表(biao)公司贈予Krste Asanovic 教授一臺(tai) RISC-V 筆記(ji)本(ben)電腦——ROMA。作為世(shi)界首臺(tai) RISC-V 筆記(ji)本(ben)電腦，ROMA由 RISC-V 基金(jin)會牽頭，并由深(shen)度數智開發(fa)、鑒釋科技(ji)調試(shi)，是一款具有尖端功(gong)能的 RISC-V 筆記(ji)本(ben)電腦，搭載(zai)openKylin 操作系統，旨在(zai)讓(rang)用(yong)戶體驗原生 RISC-V 開發(fa)及 RISC-V 軟件生態系統。ROMA的誕生也向(xiang)產業界充分展(zhan)示了(le) RISC-V 在(zai)中(zhong)國乃至(zhi)全球的無限(xian)可能，對行業伙伴(ban)將 RISC-V 應(ying)用(yong)無限(xian)拓展(zhan)提出了(le)更高期(qi)待。
圖8. 深度數智 CTO Sun Chan先(xian)生(sheng)在(zai)深圳論壇現場贈予Asanovic教(jiao)授 RISC-V 筆(bi)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(geng)多的(de)ADAS功能(neng)正蓄勢待發(fa)地上(shang)車，據統計(ji)，自2020年(nian)至(zhi)2030年(nian)，車載SoC和MCU的(de)年(nian)復合(he)增長率分別為19%和9%，”SiFive產品營銷高(gao)級經理林宗民先生說道。從(cong)傳(chuan)統的(de)分布式電子電氣架構轉(zhuan)變至(zhi)域控制架構，不(bu)僅可(ke)以統一(yi)軟件開發(fa)，大幅提升整車數字化升級的(de)靈活性，對高(gao)性能(neng)中央計(ji)算也提出了更(geng)高(gao)要求。
圖9. SiFive Automotive產品系列roadmap展示
SiFive加碼汽車市場，推(tui)出(chu)了從MCU到高性能計算(suan)的(de)可(ke)擴(kuo)展產品(pin)系列(lie)(lie)，包括Performance系列(lie)(lie)最高性能產品(pin)系列(lie)(lie)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(nian)初，生(sheng)成式(shi)AI席卷(juan)全球，并(bing)在(zai)解決seq-to-seq的(de)(de)任務上展現(xian)了它驚人的(de)(de)能力(li)，而(er)這些大模型會讓數據中(zhong)(zhong)心在(zai)未來20年(nian)擁(yong)有(you)無限大的(de)(de)市(shi)場和(he)未來。聚焦當下，如何(he)在(zai)當前(qian)針對還未發明(ming)的(de)(de)神經(jing)網(wang)絡模型設計一個(ge)AI芯片(pian)成為(wei)關鍵，SiFive AI/ML產品高級(ji)總監(jian)李本中(zhong)(zhong)先生(sheng)認為(wei)開(kai)放式(shi)標準和(he)開(kai)源才是生(sheng)成式(shi)AI芯片(pian)的(de)(de)基礎，靈活的(de)(de)硬件(jian)架構，穩定的(de)(de)高效軟件(jian)開(kai)發工(gong)具鏈，RISC-V、MLIR和(he)LLVM都將(jiang)給(gei)客戶提供最穩定的(de)(de)科技基礎。
圖10. SiFive AI領域重(zhong)要(yao)產品(pin)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(ling)域中最成功的處理器產品。
在論(lun)壇同期的(de)展(zhan)位上，SiFive也展(zhan)示了(le)其基于X280產品(pin)(pin)的(de)人像/物品(pin)(pin)識別AI/ML解(jie)(jie)決方案(an)(an)Demo。Google已(yi)于2023年2月公開推出MLIR框架下完整的(de)AI/ML解(jie)(jie)決方案(an)(an)OpenXLA，SiFive已(yi)將OpenXLA/IREE軟(ruan)(ruan)件棧成功整合，SiFive Intelligence系(xi)列也是目前市面上唯一支持(chi)OpenXLA RISC-V的(de)軟(ruan)(ruan)件與硬件解(jie)(jie)決方案(an)(an)。該(gai)Demo也是向業(ye)界宣布SiFive具(ju)備(bei)讓客戶快速進入AI各應用市場(chang)的(de)能力。
圖11. 基于AI/ML解決方案的人像/物品(pin)識(shi)別Demo在(zai)SiFive展臺同期(qi)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(de)專(zhuan)題(ti)討論環節(jie)，有觀眾現(xian)(xian)場詢問Asanovic教(jiao)授RISC-V未(wei)來發展(zhan)最關鍵的(de)3個要(yao)素是什么，Asanovic教(jiao)授回(hui)答：“Software!Software!Software!”確(que)實，對RISC-V來說，僅僅指令集的(de)開(kai)(kai)源還(huan)遠遠不夠，整個產(chan)業要(yao)實現(xian)(xian)敏捷開(kai)(kai)發、快速(su)迭代，需(xu)要(yao)包(bao)括(kuo)開(kai)(kai)源處理器(qi)、開(kai)(kai)源工具(ju)鏈、開(kai)(kai)源IP、開(kai)(kai)源SoC、操(cao)作系統(tong)、編譯(yi)支(zhi)持(chi)(chi)等(deng)(deng)全方(fang)位(wei)的(de)生態。特別是面向高性能芯片領域，RISC-V尚需(xu)統(tong)一操(cao)作系統(tong)、算法庫等(deng)(deng)軟件(jian)生態的(de)支(zhi)持(chi)(chi)。
因此，SiFive首席現場應用工(gong)(gong)程師張巖先(xian)生在介(jie)紹(shao)RISC-V從(cong)嵌入(ru)式到(dao)應用處(chu)理(li)器及(ji)開發(fa)工(gong)(gong)具時(shi)首先(xian)強調了，“RISC-V有(you)著增(zeng)長(chang)最(zui)快的(de)軟(ruan)件(jian)生態系統(tong)。”SiFive可以說是RISC-V軟(ruan)件(jian)工(gong)(gong)具和操作系統(tong)的(de)最(zui)有(you)力貢(gong)獻者，提(ti)供從(cong)編譯器(GCC, LLVM, PoCL)到(dao)調試(shi)工(gong)(gong)具、實用程序庫(GDB, binutils, newlib, glibc)到(dao)Linux內(nei)核端口、ISS模型(QEMU)等。“而今天，所(suo)有(you)SiFive的(de)軟(ruan)件(jian)工(gong)(gong)具都(dou)將免費提(ti)供，沒有(you)任何許可證秘鑰控制(zhi)。”
當然，RISC-V的生(sheng)態構建(jian)需要行業參與(yu)者的合力，SiFive也深(shen)知此事不易，從一開始便注重生(sheng)態體系的構建(jian)，目前已在軟件工(gong)具、操作系統等維(wei)度(du)構建(jian)了自己(ji)的生(sheng)態圈(quan)。
圖(tu)12. SiFive軟件工具、操作系統及(ji)IP合作伙(huo)伴示(shi)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(zhan)示，紛(fen)紛(fen)從自身視角(jiao)闡述了對(dui)(dui)RISC-V生態(tai)構建的(de)(de)(de)(de)助力以(yi)及如何與SiFive展(zhan)開(kai)合(he)作(zuo)。Synopsys作(zuo)為業界領先的(de)(de)(de)(de)從驗(yan)證(zheng)到實現IP技術(shu)的(de)(de)(de)(de)提供商，在針對(dui)(dui)RISC-V這一新(xin)興的(de)(de)(de)(de)CPU生態(tai)體系(xi)，將加(jia)強和(he)RISC-V生態(tai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)領軍企業比如SiFive展(zhan)開(kai)全方位(wei)合(he)作(zuo)，通過系(xi)列(lie)合(he)作(zuo)共(gong)同幫(bang)助客(ke)戶快速解決SoC設(she)計(ji)當中(zhong)使用RISC-V CPU面臨的(de)(de)(de)(de)驗(yan)證(zheng)和(he)實現流程(cheng)當中(zhong)的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)挑戰。Imperas致力于(yu)開(kai)發(fa)(fa)RISC-V模擬(ni)技術(shu)和(he)處理器驗(yan)證(zheng)，和(he)SiFive合(he)作(zuo)也為開(kai)發(fa)(fa)出軟硬件開(kai)發(fa)(fa)人員(yuan)適用的(de)(de)(de)(de)系(xi)列(lie)仿真模型，進一步幫(bang)助客(ke)戶降低開(kai)發(fa)(fa)風(feng)險(xian)，加(jia)速產品(pin)上市(shi)流程(cheng)。
圖13. SiFive一眾(zhong)生態合作伙伴(ban)展臺同樣引人關注
而對于如何(he)實(shi)現RISC-V微架分(fen)析及汽車架構(gou)(gou)級(ji)方案優(you)化，思(si)爾芯(xin)重點推薦了(le)其(qi)Genesis芯(xin)神匠平臺(tai)，在該架構(gou)(gou)平臺(tai)中，從(cong)航空電子(zi)、軟(ruan)件(jian)無線(xian)電、多媒體(ti)網絡、自動駕駛、半(ban)導體(ti)等多領(ling)域(yu)，借助軟(ruan)件(jian)本身特點，自帶有標(biao)準的模型庫，助力客戶像搭積木一樣構(gou)(gou)建自己的架構(gou)(gou)。另外，作為一個突破性(xing)的多標(biao)準芯(xin)片平臺(tai)，芯(xin)帶科技的專家(jia)也宣稱其(qi)WAVE?芯(xin)片平臺(tai)將徹底改變基(ji)帶芯(xin)片設計，兼具硬件(jian)的速(su)度和(he)軟(ruan)件(jian)的靈活性(xing)，將面向RISC-V提供全新(xin)的架構(gou)(gou)方法(fa)來設計基(ji)帶ASIC。
RISC-V生態(tai)大軍正以(yi)想(xiang)象不到的(de)(de)加速(su)度席卷(juan)而來，正如(ru)剛至堅先生在(zai)演(yan)講中總結的(de)(de)，“RISC-V的(de)(de)優(you)勢就是精簡、開源、低功耗、模塊化(hua)，而充(chong)分的(de)(de)參(can)與和競(jing)爭會帶給RISC-V領(ling)域(yu)更多(duo)的(de)(de)動能和活力，這是其(qi)他(ta)架構(gou)都無法比擬的(de)(de)優(you)勢!”
