【導(dǎo)讀】“RISC-V勢(shì)不可擋，” 暌違中國(guó)數(shù)年的RISC-V主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovic教授，在近日剛剛圓滿落幕的2023 SiFive RISC-V中國(guó)技術(shù)論壇北京、上海、深圳三地巡回演講時(shí)，始終強(qiáng)調(diào)了這一核心思想。
起步于2010年的RISC-V架構(gòu)已經(jīng)度過了最初的蟄伏期，在2022年就已實(shí)現(xiàn)100億顆的出貨量，據(jù)Asanovic教授預(yù)測(cè)，未來五年RISC-V將迎來迅猛增長(zhǎng)，截止2025年RISC-V處理器核的出貨量將達(dá)到800億顆，而這仍是保守估計(jì)?！?SiFive企業(yè)營(yíng)銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅(jiān)先生在大會(huì)上也同樣感嘆道，“RISC-V國(guó)際基金會(huì)的會(huì)員數(shù)從3年半前即2019年12月份時(shí)的435個(gè)壯大到現(xiàn)在已經(jīng)近4000個(gè)，幾乎是近10倍的增長(zhǎng)，RISC-V發(fā)展太快了。”
圖1. RISC-V主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovic教授在2023 SiFive RISC-V中國(guó)技術(shù)論壇上強(qiáng)調(diào)RISC-V的未來勢(shì)不可擋
而在中國(guó)，RISC-V更被寄予厚望，中國(guó)一直是世界上最大的算力消費(fèi)國(guó)，但并不是算力生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，RISC-V的出現(xiàn)讓中國(guó)開始有機(jī)會(huì)參與全球算力的競(jìng)爭(zhēng)，就像通信時(shí)代的5G標(biāo)準(zhǔn)一樣。作為RISC-V的發(fā)明者與領(lǐng)導(dǎo)廠商，SiFive一直聚焦投入RISC-V，與時(shí)俱進(jìn)研發(fā)迭代出業(yè)界最全的產(chǎn)品系列。本次在中國(guó)舉辦3地巡回論壇，就是為了向國(guó)內(nèi)RISC-V產(chǎn)業(yè)圈布道自身在RISC-V領(lǐng)域的能力圖譜，并重磅宣布SiFive親自運(yùn)營(yíng)中國(guó)市場(chǎng)與業(yè)務(wù)的決心，這也吸引近2500產(chǎn)業(yè)人士報(bào)名參會(huì)，共探中國(guó)RISC-V發(fā)展大計(jì)，共同見證SiFive如何以自己的方式引領(lǐng)開源生態(tài)疊加未來計(jì)算新范式的風(fēng)暴圈。
垂直半導(dǎo)體商業(yè)模式時(shí)代，RISC-V架構(gòu)為何成必然選擇?
指令集架構(gòu)高度符合馬太效應(yīng)，同時(shí)指令集架構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)不只是技術(shù)層面的競(jìng)爭(zhēng)，更多的是商業(yè)模式的競(jìng)爭(zhēng)。為什么說RISC-V勢(shì)不可擋，正是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界對(duì)新商業(yè)模式，對(duì)一個(gè)可用于所有領(lǐng)域的穩(wěn)定、開源、開放的指令集架構(gòu)的渴求。
Asanovic教授認(rèn)為每個(gè)時(shí)代都會(huì)有對(duì)應(yīng)主導(dǎo)的指令集，例如微處理器時(shí)代的x86架構(gòu)，移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的ARM架構(gòu)，在當(dāng)下更垂直縱深的半導(dǎo)體商業(yè)模式下，以蘋果、特斯拉為代表的行業(yè)領(lǐng)軍公司都在自定義硅系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，靈活開源的RISC-V架構(gòu)正是為順應(yīng)“Vertical Semiconductor”（垂直半導(dǎo)體）時(shí)代而生。
圖2. Asanovic教授指出Vertical Semiconductor時(shí)代下選擇RISC-V成必然趨勢(shì)
更何況，RISC-V內(nèi)生的指令集架構(gòu)優(yōu)勢(shì)正在日趨明顯，優(yōu)異的PPA（Power/ Performance/Area）性能，基于開源架構(gòu)的更多競(jìng)爭(zhēng)也在激發(fā)更多的創(chuàng)新……高性能處理器和更好的生態(tài)支持都將指日可待。
圖3. RISC-V發(fā)展迅速，其生態(tài)圈迅速崛起
100%投入RISC-V+擴(kuò)大中國(guó)投入，SiFive攜最新全線產(chǎn)品系列亮相中國(guó)
100多家遍布全球的客戶；350多個(gè)設(shè)計(jì)方案；全球前十的半導(dǎo)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(fā)相關(guān)高精尖技術(shù)人才，其中100多名員工均具備博士學(xué)位，SiFive用一系列數(shù)據(jù)重申自己有關(guān)RISC-V的初心。
圖4. SiFive企業(yè)營(yíng)銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅(jiān)先生表示SiFive全力投入RISC-V以及將親自耕耘中國(guó)市場(chǎng)的決心
“SiFive從一開始就堅(jiān)定投入RISC-V，并致力于幫助全球各產(chǎn)業(yè)界加速‘RISC-V化’，”剛至堅(jiān)先生說道，“我們布局了最全面的RISC-V IP產(chǎn)品。此外，不僅是CPU，CPU周邊的軟件生態(tài)例如Multi-core、Multi-cluster，我們SiFive的軟件團(tuán)隊(duì)都在跟進(jìn)，以輸出一套完整的方案幫助客戶加速落地?！?/p>
加大中國(guó)投入，是此次SiFive RISC-V中國(guó)技術(shù)論壇向業(yè)界官宣的另一重點(diǎn)。以上海為中國(guó)區(qū)總部，構(gòu)建本地團(tuán)隊(duì)以及本地生態(tài)合作伙伴生態(tài)，SiFive在論壇上官宣未來要親自運(yùn)營(yíng)中國(guó)市場(chǎng)，并向中國(guó)產(chǎn)業(yè)界充分展現(xiàn)了自身的能力圖譜。
圖5. SiFive構(gòu)建了RISC-V領(lǐng)域最全面的IP產(chǎn)品矩陣體系
僅僅歷時(shí)3年，SiFive的產(chǎn)品路線圖已從過去Essential系列下的5大CPU IP產(chǎn)品，擴(kuò)充到新增Automotive、Intelligence、Performance多條產(chǎn)品線的RISC-V業(yè)界最全產(chǎn)品矩陣。
AI+高性能+車用成RISC-V發(fā)力的關(guān)鍵領(lǐng)域，SiFive全線布局
在談?wù)撃男┦袌?chǎng)將成RISC-V未來發(fā)力的重點(diǎn)時(shí)，剛至堅(jiān)先生在現(xiàn)場(chǎng)梳理了4點(diǎn)：其一，對(duì)功率效率有較高要求的領(lǐng)域，比如移動(dòng)市場(chǎng)，目前RISC-V的功率效率相比arm會(huì)有30%~40%的提升，同時(shí)，谷歌已經(jīng)正式宣布RISC-V 成為 Android 支持的 Tier-1 架構(gòu)平臺(tái)；其二，汽車領(lǐng)域，電動(dòng)化和自動(dòng)駕駛已經(jīng)徹底顛覆汽車業(yè)，從硬件到軟件的徹底煥新將催生一個(gè)全新的生態(tài)；其三，即AI，特別是生成式AI和大語言模型提升了對(duì)可編程性的需求；其四，特定的關(guān)鍵領(lǐng)域，例如NASA已在大型航天和工業(yè)項(xiàng)目中采用了RISC-V。這4個(gè)領(lǐng)域不僅將成RISC-V未來破局的關(guān)鍵，更是SiFive率先布局以期搶占市場(chǎng)的重要支點(diǎn)。
RISC-V高性能領(lǐng)航者SiFive Performance系列——據(jù)SiFive首席工程師王開懷先生介紹，追求計(jì)算密度的Performance系列是當(dāng)前RISC-V領(lǐng)域中高性能的領(lǐng)航者。從簡(jiǎn)單的可穿戴市場(chǎng)，智能家居產(chǎn)品到對(duì)性能有著更高要求的移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域都是SiFive Performance的目標(biāo)應(yīng)用。
其中需要特別強(qiáng)調(diào)P400-Series和P600-Series是率先符合RVA22規(guī)范的。眾所周知，RVA22規(guī)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(xiàng)應(yīng)用都需要符合該規(guī)范。同時(shí)，谷歌在6月初的RISC-V歐洲峰會(huì)上也揭示了未來第一版Android 15需要支持的RISC-V硬件規(guī)格，SiFive的P400-Series和P600-Series是目前市面上唯一完全合規(guī)的RISC-V CPU IP。
圖6. SiFive P470和P670和Arm產(chǎn)品的性能/效率對(duì)比圖
SiFive也在展區(qū)實(shí)時(shí)展示了轉(zhuǎn)至最新版Android，即可演示AOSP內(nèi)Android 15的Demo，方便未來客戶去搭建更上層的應(yīng)用。雖然僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的開發(fā)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(jié)合并不難，最重要的還是生態(tài)的支持和RISC-V指令集商業(yè)模式的賦能。據(jù)專家透露，最快2024年市場(chǎng)上就會(huì)有基于Android相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品面市。
圖7. SiFive 在中國(guó)大陸首秀Android 15 on RISC-V的Demo
此外，深度數(shù)智 CTO Sun Chan（陳新中）先生也在本次論壇現(xiàn)場(chǎng)代表公司贈(zèng)予Krste Asanovic 教授一臺(tái) RISC-V 筆記本電腦——ROMA。作為世界首臺(tái) RISC-V 筆記本電腦，ROMA由 RISC-V 基金會(huì)牽頭，并由深度數(shù)智開發(fā)、鑒釋科技調(diào)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(tǒng)，旨在讓用戶體驗(yàn)原生 RISC-V 開發(fā)及 RISC-V 軟件生態(tài)系統(tǒng)。ROMA的誕生也向產(chǎn)業(yè)界充分展示了 RISC-V 在中國(guó)乃至全球的無限可能，對(duì)行業(yè)伙伴將 RISC-V 應(yīng)用無限拓展提出了更高期待。
圖8. 深度數(shù)智 CTO Sun Chan先生在深圳論壇現(xiàn)場(chǎng)贈(zèng)予Asanovic教授 RISC-V 筆記本電腦ROMA
在本次中國(guó)巡回論壇上，SiFive全球首次官宣P870-A：Automotive系列業(yè)界最高性能代表——以軟件定義汽車的時(shí)代特征正加速變革汽車行業(yè)。“更多的ADAS功能正蓄勢(shì)待發(fā)地上車，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2020年至2030年，車載SoC和MCU的年復(fù)合增長(zhǎng)率分別為19%和9%，”SiFive產(chǎn)品營(yíng)銷高級(jí)經(jīng)理林宗民先生說道。從傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)變至域控制架構(gòu)，不僅可以統(tǒng)一軟件開發(fā)，大幅提升整車數(shù)字化升級(jí)的靈活性，對(duì)高性能中央計(jì)算也提出了更高要求。
圖9. SiFive Automotive產(chǎn)品系列roadmap展示
SiFive加碼汽車市場(chǎng)，推出了從MCU到高性能計(jì)算的可擴(kuò)展產(chǎn)品系列，包括Performance系列最高性能產(chǎn)品系列P870-A。
據(jù)林宗民先生透露，P870-A是面向自動(dòng)駕駛，中央網(wǎng)關(guān)等需要高性能計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景，而該產(chǎn)品也是SiFive的客戶，一家全球一線車用芯片大廠主動(dòng)向SiFive提出的硬件規(guī)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(quán)的RISC-V處理器IP中性能最高的。
SiFive Intelligence系列：開放式標(biāo)準(zhǔn)和開源才是生成式AI芯片的基礎(chǔ)——今年初，生成式AI席卷全球，并在解決seq-to-seq的任務(wù)上展現(xiàn)了它驚人的能力，而這些大模型會(huì)讓數(shù)據(jù)中心在未來20年擁有無限大的市場(chǎng)和未來。聚焦當(dāng)下，如何在當(dāng)前針對(duì)還未發(fā)明的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)一個(gè)AI芯片成為關(guān)鍵，SiFive AI/ML產(chǎn)品高級(jí)總監(jiān)李本中先生認(rèn)為開放式標(biāo)準(zhǔn)和開源才是生成式AI芯片的基礎(chǔ)，靈活的硬件架構(gòu)，穩(wěn)定的高效軟件開發(fā)工具鏈，RISC-V、MLIR和LLVM都將給客戶提供最穩(wěn)定的科技基礎(chǔ)。
圖10. SiFive AI領(lǐng)域重要產(chǎn)品X280
以X280為例，這個(gè)產(chǎn)品已被包含谷歌在內(nèi)的全球眾多一線客戶采用，后期這些客戶也將把相關(guān)的工具、軟件包、框架以及代碼庫開源出來惠及產(chǎn)業(yè)界。X280也因此被定義為RISC-V目前在人工智能領(lǐng)域中最成功的處理器產(chǎn)品。
在論壇同期的展位上，SiFive也展示了其基于X280產(chǎn)品的人像/物品識(shí)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(yè)界宣布SiFive具備讓客戶快速進(jìn)入AI各應(yīng)用市場(chǎng)的能力。
圖11. 基于AI/ML解決方案的人像/物品識(shí)別Demo在SiFive展臺(tái)同期展出
“軟件！軟件！軟件！”，SiFive攜伙伴合力構(gòu)建RISC-V生態(tài)體系核心
在論壇的專題討論環(huán)節(jié)，有觀眾現(xiàn)場(chǎng)詢問Asanovic教授RISC-V未來發(fā)展最關(guān)鍵的3個(gè)要素是什么，Asanovic教授回答：“Software！Software！Software！”確實(shí)，對(duì)RISC-V來說，僅僅指令集的開源還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，整個(gè)產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)敏捷開發(fā)、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(tǒng)、編譯支持等全方位的生態(tài)。特別是面向高性能芯片領(lǐng)域，RISC-V尚需統(tǒng)一操作系統(tǒng)、算法庫等軟件生態(tài)的支持。
因此，SiFive首席現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師張巖先生在介紹RISC-V從嵌入式到應(yīng)用處理器及開發(fā)工具時(shí)首先強(qiáng)調(diào)了，“RISC-V有著增長(zhǎng)最快的軟件生態(tài)系統(tǒng)。”SiFive可以說是RISC-V軟件工具和操作系統(tǒng)的最有力貢獻(xiàn)者，提供從編譯器（GCC, LLVM, PoCL）到調(diào)試工具、實(shí)用程序庫（GDB, binutils, newlib, glibc）到Linux內(nèi)核端口、ISS模型（QEMU）等?！岸裉欤蠸iFive的軟件工具都將免費(fèi)提供，沒有任何許可證秘鑰控制?！?/p>
當(dāng)然，RISC-V的生態(tài)構(gòu)建需要行業(yè)參與者的合力，SiFive也深知此事不易，從一開始便注重生態(tài)體系的構(gòu)建，目前已在軟件工具、操作系統(tǒng)等維度構(gòu)建了自己的生態(tài)圈。
圖12. SiFive軟件工具、操作系統(tǒng)及IP合作伙伴示例
在這次論壇上，眾多生態(tài)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(duì)RISC-V生態(tài)構(gòu)建的助力以及如何與SiFive展開合作。Synopsys作為業(yè)界領(lǐng)先的從驗(yàn)證到實(shí)現(xiàn)IP技術(shù)的提供商，在針對(duì)RISC-V這一新興的CPU生態(tài)體系，將加強(qiáng)和RISC-V生態(tài)中的領(lǐng)軍企業(yè)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(shè)計(jì)當(dāng)中使用RISC-V CPU面臨的驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)流程當(dāng)中的各種挑戰(zhàn)。Imperas致力于開發(fā)RISC-V模擬技術(shù)和處理器驗(yàn)證，和SiFive合作也為開發(fā)出軟硬件開發(fā)人員適用的系列仿真模型，進(jìn)一步幫助客戶降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，加速產(chǎn)品上市流程。
圖13. SiFive一眾生態(tài)合作伙伴展臺(tái)同樣引人關(guān)注
而對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)RISC-V微架分析及汽車架構(gòu)級(jí)方案優(yōu)化，思爾芯重點(diǎn)推薦了其Genesis芯神匠平臺(tái)，在該架構(gòu)平臺(tái)中，從航空電子、軟件無線電、多媒體網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛、半導(dǎo)體等多領(lǐng)域，借助軟件本身特點(diǎn)，自帶有標(biāo)準(zhǔn)的模型庫，助力客戶像搭積木一樣構(gòu)建自己的架構(gòu)。另外，作為一個(gè)突破性的多標(biāo)準(zhǔn)芯片平臺(tái)，芯帶科技的專家也宣稱其WAVE?芯片平臺(tái)將徹底改變基帶芯片設(shè)計(jì)，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(gòu)方法來設(shè)計(jì)基帶ASIC。
RISC-V生態(tài)大軍正以想象不到的加速度席卷而來，正如剛至堅(jiān)先生在演講中總結(jié)的，“RISC-V的優(yōu)勢(shì)就是精簡(jiǎn)、開源、低功耗、模塊化，而充分的參與和競(jìng)爭(zhēng)會(huì)帶給RISC-V領(lǐng)域更多的動(dòng)能和活力，這是其他架構(gòu)都無法比擬的優(yōu)勢(shì)！”
關(guān)于SiFive
身為RISC-V的發(fā)明者與領(lǐng)導(dǎo)廠商，SiFive正在改變未來計(jì)算的典范，將RISC-V的無限潛力引領(lǐng)至世上最高性能與數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中。SiFive所建構(gòu)無與倫比的計(jì)算平臺(tái)，能夠在芯片設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)分市場(chǎng)中，成功協(xié)助全世界眾多科技領(lǐng)導(dǎo)廠商，從創(chuàng)新發(fā)想、優(yōu)化至完美、并推出最先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)解決方案，涵蓋人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、車用電子、數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)計(jì)算、與消費(fèi)電子等應(yīng)用領(lǐng)域。SiFive與您同行，創(chuàng)造RISC-V的無限未來。
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