“RISC-V勢不可擋，” 暌(kui)違中國數年的RISC-V主要發明(ming)人、SiFive共(gong)同創辦人兼(jian)首席架構師Krste Asanovic教授，在(zai)近(jin)日剛(gang)剛(gang)圓(yuan)滿落幕(mu)的2023 SiFive RISC-V中國技術論壇北京、上(shang)海、深圳三地巡回演講時，始終強調了這一核(he)心(xin)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、SiFive共同創辦人兼首(shou)席架構師(shi)Krste Asanovic教授在(zai)2023 SiFive RISC-V中(zhong)國(guo)技術(shu)論壇(tan)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(yin)近2500產業人士報名(ming)參會，共探中(zhong)國RISC-V發展大(da)計，共同見證SiFive如何(he)以自己的方(fang)式引(yin)領(ling)開源生態疊加(jia)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(ji)(ji)架構高度符合馬太效應(ying)，同時(shi)指令集(ji)(ji)架構的(de)(de)競爭不只是(shi)技術層面的(de)(de)競爭，更多的(de)(de)是(shi)商(shang)業(ye)(ye)模式的(de)(de)競爭。為(wei)什么說RISC-V勢不可擋(dang)，正是(shi)因(yin)為(wei)產業(ye)(ye)界對新商(shang)業(ye)(ye)模式，對一個可用于所有領域的(de)(de)穩定、開(kai)源、開(kai)放(fang)的(de)(de)指令集(ji)(ji)架構的(de)(de)渴(ke)求。
Asanovic教授(shou)認為(wei)每個時(shi)代都(dou)會有對應主導(dao)的(de)(de)(de)指令集，例如微處理器(qi)時(shi)代的(de)(de)(de)x86架構(gou)，移動互聯時(shi)代的(de)(de)(de)ARM架構(gou)，在(zai)當下更(geng)垂(chui)直縱深的(de)(de)(de)半導(dao)體商業模式下，以蘋果、特斯拉為(wei)代表的(de)(de)(de)行業領軍公(gong)司都(dou)在(zai)自(zi)定(ding)義硅系統的(de)(de)(de)產品設計，靈(ling)活開源的(de)(de)(de)RISC-V架構(gou)正(zheng)是為(wei)順應“Vertical Semiconductor”(垂(chui)直半導(dao)體)時(shi)代而生。
圖2. Asanovic教授指出Vertical Semiconductor時代下選擇(ze)RISC-V成必然趨勢
更何況，RISC-V內生的(de)(de)指(zhi)令集架(jia)構優勢正(zheng)在(zai)日趨(qu)明顯，優異的(de)(de)PPA(Power/ Performance/Area)性(xing)能(neng)，基于開(kai)源架(jia)構的(de)(de)更多競爭也在(zai)激發更多的(de)(de)創新……高(gao)性(xing)能(neng)處理器和(he)更好的(de)(de)生態支(zhi)持都將指(zhi)日可待。
圖3. RISC-V發展(zhan)迅(xun)速，其(qi)生態圈(quan)迅(xun)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(quan)球(qiu)的客戶;350多個設計方案;全(quan)球(qiu)前十的半導體(ti)大廠中(zhong)8家都(dou)已和SiFive展開合作;600多名員(yuan)工，85%以上都(dou)是研發相關(guan)高(gao)精尖技(ji)術人才，其中(zhong)100多名員(yuan)工均具備博(bo)士學位，SiFive用一系(xi)列數據重(zhong)申(shen)自(zi)己有關(guan)RISC-V的初心。
圖4. SiFive企業營銷(xiao)與業務開發資深副總裁剛至堅先生(sheng)表示(shi)SiFive全(quan)力投入RISC-V以(yi)及將親自耕耘中國市場的決心
“SiFive從一開始就堅(jian)定(ding)投入RISC-V，并致力于(yu)幫助(zhu)全球各產業界加速‘RISC-V化(hua)’，”剛(gang)至堅(jian)先生說(shuo)道，“我們(men)布局了最(zui)全面的RISC-V IP產品。此外，不僅(jin)是CPU，CPU周邊的軟件生態例如Multi-core、Multi-cluster，我們(men)SiFive的軟件團隊都在跟進，以輸(shu)出(chu)一套完整(zheng)的方(fang)案幫助(zhu)客戶加速落地。”
加大中國(guo)投入，是此次SiFive RISC-V中國(guo)技術論壇(tan)向業(ye)界官宣的(de)另(ling)一重點(dian)。以上(shang)海為中國(guo)區(qu)總(zong)部(bu)，構建本地團隊以及本地生(sheng)態合作伙伴生(sheng)態，SiFive在論壇(tan)上(shang)官宣未來要親自(zi)運營中國(guo)市場，并(bing)向中國(guo)產(chan)業(ye)界充分(fen)展現了自(zi)身的(de)能力圖譜。
圖5. SiFive構(gou)建了(le)RISC-V領域(yu)最(zui)全面的IP產品矩陣體系
僅(jin)僅(jin)歷時(shi)3年，SiFive的產(chan)(chan)品路線(xian)圖已(yi)從過去Essential系(xi)列(lie)下的5大CPU IP產(chan)(chan)品，擴(kuo)充到新增Automotive、Intelligence、Performance多條(tiao)產(chan)(chan)品線(xian)的RISC-V業(ye)界最全產(chan)(chan)品矩(ju)陣。
AI+高性能+車用成RISC-V發力的關鍵領域，SiFive全線布局
在談(tan)論哪些市(shi)場將(jiang)(jiang)成RISC-V未來(lai)發(fa)力(li)的重(zhong)點時(shi)(shi)，剛至堅先(xian)生(sheng)在現場梳(shu)理了4點：其一(yi)(yi)，對功率(lv)效(xiao)率(lv)有(you)較高要求的領(ling)域(yu)，比如(ru)移動市(shi)場，目前RISC-V的功率(lv)效(xiao)率(lv)相比arm會有(you)30%~40%的提(ti)升，同時(shi)(shi)，谷歌已經正式宣布RISC-V 成為 Android 支持(chi)的 Tier-1 架構平臺;其二，汽(qi)車領(ling)域(yu)，電動化和自動駕(jia)駛已經徹(che)底顛(dian)覆(fu)汽(qi)車業(ye)，從(cong)硬(ying)件(jian)到軟件(jian)的徹(che)底煥新(xin)將(jiang)(jiang)催生(sheng)一(yi)(yi)個全新(xin)的生(sheng)態(tai);其三，即(ji)AI，特別是生(sheng)成式AI和大語言模型提(ti)升了對可(ke)編程(cheng)性的需求;其四，特定(ding)的關鍵(jian)領(ling)域(yu)，例如(ru)NASA已在大型航天和工(gong)業(ye)項目中采用了RISC-V。這4個領(ling)域(yu)不(bu)僅將(jiang)(jiang)成RISC-V未來(lai)破局的關鍵(jian)，更是SiFive率(lv)先(xian)布局以期搶占市(shi)場的重(zhong)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(dui)性能(neng)有著(zhu)更高要求的(de)移動和(he)網絡(luo)設備領域都是SiFive Performance的(de)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P670和Arm產(chan)品的性能/效率對(dui)比圖
SiFive也在展區實時展示了轉至最新版Android，即可(ke)演(yan)示AOSP內Android 15的(de)Demo，方便未來客戶去搭建更上層的(de)應用。雖(sui)然僅(jin)是一個簡單的(de)開發(fa)板(ban)，但從去年底谷歌(ge)官宣Android將支持RISC-V指令集，到(dao)SiFive更新此版Demo，可(ke)以看(kan)出(chu)Android與RISC-V的(de)結合并不難，最重(zhong)要的(de)還是生態(tai)的(de)支持和RISC-V指令集商業模式(shi)的(de)賦能。據專家透露，最快2024年市(shi)場上就會有基(ji)于Android相應的(de)技術產品面市(shi)。
圖7. SiFive 在中國大陸首秀Android 15 on RISC-V的Demo
此外，深度數(shu)智 CTO Sun Chan(陳新中(zhong))先(xian)生也在本次論壇(tan)現場(chang)代表公司贈予Krste Asanovic 教授(shou)一臺 RISC-V 筆記(ji)(ji)本電腦(nao)——ROMA。作(zuo)為世界首臺 RISC-V 筆記(ji)(ji)本電腦(nao)，ROMA由 RISC-V 基金會牽頭，并(bing)由深度數(shu)智開發(fa)、鑒釋科技調(diao)試(shi)，是一款具有尖端功能(neng)的 RISC-V 筆記(ji)(ji)本電腦(nao)，搭載openKylin 操作(zuo)系統(tong)，旨在讓用戶體驗原生 RISC-V 開發(fa)及 RISC-V 軟(ruan)件(jian)生態系統(tong)。ROMA的誕生也向產(chan)業界充分展示了(le) RISC-V 在中(zhong)國乃至全球的無限可能(neng)，對行業伙伴將 RISC-V 應用無限拓(tuo)展提出了(le)更(geng)高期待。
圖(tu)8. 深(shen)度(du)數智 CTO Sun Chan先生在深(shen)圳論壇現場贈予Asanovic教授 RISC-V 筆記本電(dian)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(xu)勢(shi)待發地上車(che)，據(ju)統(tong)計，自2020年(nian)至2030年(nian)，車(che)載(zai)SoC和(he)MCU的年(nian)復合增長率分(fen)別為(wei)19%和(he)9%，”SiFive產品(pin)營銷高級經理林宗(zong)民先生說道。從傳(chuan)統(tong)的分(fen)布式電子(zi)電氣架(jia)構轉(zhuan)變至域控(kong)制架(jia)構，不僅可(ke)以統(tong)一軟(ruan)件(jian)開發，大幅提升整車(che)數(shu)字化升級的靈活(huo)性，對高性能中央計算也提出(chu)了更高要求。
圖9. SiFive Automotive產品系列roadmap展示
SiFive加碼汽(qi)車市(shi)場，推(tui)出了從MCU到高性能計算的可擴(kuo)展產(chan)品系(xi)列(lie)，包(bao)括Performance系(xi)列(lie)最高性能產(chan)品系(xi)列(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——今年初，生(sheng)成式AI席卷全(quan)球(qiu)，并在解決seq-to-seq的(de)(de)任務(wu)上(shang)展(zhan)現了它驚人的(de)(de)能力，而這(zhe)些大模(mo)型(xing)會讓數據中心(xin)在未(wei)來(lai)20年擁有無限(xian)大的(de)(de)市(shi)場(chang)和(he)(he)未(wei)來(lai)。聚焦當(dang)下，如何在當(dang)前針對還未(wei)發明(ming)的(de)(de)神經網絡模(mo)型(xing)設計一個(ge)AI芯(xin)片成為關鍵，SiFive AI/ML產(chan)品高(gao)級總(zong)監李本中先生(sheng)認為開放式標準和(he)(he)開源才是生(sheng)成式AI芯(xin)片的(de)(de)基(ji)礎，靈活的(de)(de)硬件架構，穩定(ding)的(de)(de)高(gao)效軟件開發工(gong)具鏈，RISC-V、MLIR和(he)(he)LLVM都將給客戶提供(gong)最穩定(ding)的(de)(de)科技基(ji)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(ling)域中(zhong)最成功的(de)處理器產(chan)品。
在論壇同期的展(zhan)位上，SiFive也(ye)展(zhan)示了其基于X280產品的人像(xiang)/物品識別AI/ML解決方(fang)案Demo。Google已于2023年(nian)2月公(gong)開推出MLIR框架下(xia)完(wan)整(zheng)的AI/ML解決方(fang)案OpenXLA，SiFive已將OpenXLA/IREE軟(ruan)件棧(zhan)成功整(zheng)合，SiFive Intelligence系(xi)列也(ye)是目前市面(mian)上唯一支持(chi)OpenXLA RISC-V的軟(ruan)件與硬件解決方(fang)案。該(gai)Demo也(ye)是向業界宣(xuan)布SiFive具備讓(rang)客(ke)戶(hu)快速進(jin)入AI各(ge)應用市場的能力(li)。
圖11. 基于AI/ML解決(jue)方案的人(ren)像(xiang)/物品識別Demo在SiFive展臺同(tong)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(tan)的專題討論環節，有觀眾現(xian)場詢問Asanovic教(jiao)授(shou)RISC-V未(wei)來發展最關鍵的3個要(yao)素(su)是什么，Asanovic教(jiao)授(shou)回答(da)：“Software!Software!Software!”確實，對(dui)RISC-V來說，僅僅指令集的開(kai)(kai)源(yuan)(yuan)還遠遠不(bu)夠，整個產(chan)業要(yao)實現(xian)敏捷(jie)開(kai)(kai)發、快(kuai)速迭代，需要(yao)包(bao)括開(kai)(kai)源(yuan)(yuan)處理器、開(kai)(kai)源(yuan)(yuan)工具鏈、開(kai)(kai)源(yuan)(yuan)IP、開(kai)(kai)源(yuan)(yuan)SoC、操(cao)作系統、編(bian)譯(yi)支(zhi)持等(deng)全方位的生(sheng)態(tai)。特(te)別是面向高性能芯片(pian)領域，RISC-V尚需統一操(cao)作系統、算法庫(ku)等(deng)軟件生(sheng)態(tai)的支(zhi)持。
因此，SiFive首(shou)席(xi)現場應(ying)(ying)用工(gong)程師張巖先(xian)生在介紹RISC-V從嵌(qian)入式到(dao)應(ying)(ying)用處(chu)理器(qi)及開發工(gong)具時首(shou)先(xian)強(qiang)調(diao)了，“RISC-V有(you)(you)著增長最(zui)快的軟(ruan)件(jian)生態系統(tong)。”SiFive可(ke)以(yi)說是RISC-V軟(ruan)件(jian)工(gong)具和操作系統(tong)的最(zui)有(you)(you)力貢獻者，提(ti)供從編(bian)譯器(qi)(GCC, LLVM, PoCL)到(dao)調(diao)試工(gong)具、實用程序庫(GDB, binutils, newlib, glibc)到(dao)Linux內核(he)端口、ISS模型(QEMU)等。“而今天，所有(you)(you)SiFive的軟(ruan)件(jian)工(gong)具都將免費(fei)提(ti)供，沒(mei)有(you)(you)任(ren)何許可(ke)證秘鑰控制。”
當然(ran)，RISC-V的(de)生(sheng)態構建(jian)需要行(xing)業參與者的(de)合力，SiFive也深知此事(shi)不易，從一(yi)開始便(bian)注重(zhong)生(sheng)態體系的(de)構建(jian)，目前已(yi)在(zai)軟件工(gong)具、操(cao)作系統等(deng)維(wei)度構建(jian)了(le)自己的(de)生(sheng)態圈。
圖(tu)12. SiFive軟件工具(ju)、操作(zuo)系統及IP合作(zuo)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(zhan)示，紛紛從自身視角闡述了對RISC-V生態(tai)構(gou)建的(de)(de)助(zhu)力(li)以及如何與SiFive展(zhan)開(kai)合作。Synopsys作為業界(jie)領(ling)先的(de)(de)從驗(yan)證到實現IP技術的(de)(de)提供商(shang)，在針對RISC-V這一新興(xing)的(de)(de)CPU生態(tai)體系，將(jiang)加(jia)強和(he)RISC-V生態(tai)中的(de)(de)領(ling)軍企(qi)業比如SiFive展(zhan)開(kai)全方位合作，通過系列合作共同幫助(zhu)客戶快速(su)解決SoC設計當中使用(yong)RISC-V CPU面臨的(de)(de)驗(yan)證和(he)實現流程當中的(de)(de)各(ge)種挑(tiao)戰。Imperas致力(li)于(yu)開(kai)發RISC-V模(mo)擬技術和(he)處(chu)理器驗(yan)證，和(he)SiFive合作也為開(kai)發出(chu)軟硬件開(kai)發人(ren)員適(shi)用(yong)的(de)(de)系列仿真(zhen)模(mo)型(xing)，進一步幫助(zhu)客戶降低開(kai)發風險(xian)，加(jia)速(su)產品(pin)上市流程。
圖(tu)13. SiFive一(yi)眾生態合作(zuo)伙伴展臺同樣引人關注(zhu)
而對(dui)于如(ru)何(he)實現(xian)RISC-V微(wei)架(jia)(jia)分析及汽(qi)車架(jia)(jia)構(gou)(gou)級方(fang)案優化，思爾芯(xin)重點推薦了其(qi)Genesis芯(xin)神匠平(ping)臺(tai)，在(zai)該架(jia)(jia)構(gou)(gou)平(ping)臺(tai)中，從航空(kong)電子(zi)、軟(ruan)件(jian)無線電、多(duo)媒體(ti)網絡、自動駕駛、半導體(ti)等多(duo)領域，借(jie)助軟(ruan)件(jian)本身特(te)點，自帶有(you)標(biao)準(zhun)的模型庫，助力(li)客戶(hu)像搭積(ji)木(mu)一樣構(gou)(gou)建自己的架(jia)(jia)構(gou)(gou)。另(ling)外(wai)，作為一個突破(po)性的多(duo)標(biao)準(zhun)芯(xin)片(pian)平(ping)臺(tai)，芯(xin)帶科技的專家也宣(xuan)稱其(qi)WAVE?芯(xin)片(pian)平(ping)臺(tai)將(jiang)徹底改變基帶芯(xin)片(pian)設計，兼具硬(ying)件(jian)的速度和軟(ruan)件(jian)的靈活性，將(jiang)面向RISC-V提供全新的架(jia)(jia)構(gou)(gou)方(fang)法來設計基帶ASIC。
RISC-V生(sheng)態(tai)大(da)軍正(zheng)以想象不到的(de)(de)加速度席卷而來，正(zheng)如剛至堅先生(sheng)在(zai)演講中總結的(de)(de)，“RISC-V的(de)(de)優勢(shi)就是精(jing)簡、開源、低(di)功耗、模塊化，而充分的(de)(de)參與和競(jing)爭(zheng)會(hui)帶給RISC-V領域(yu)更多的(de)(de)動(dong)能和活力，這是其他架構(gou)都無(wu)法比擬的(de)(de)優勢(shi)!”
