“RISC-V势不可挡，” 暌违中国数年的RISC-V主要发明人、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanovic教授，在近日刚刚圆满落幕的2023 SiFive RISC-V中国技术论坛北京、上海、深圳三地巡回演讲时，始终强调了这一核心思想。
起步于2010年的RISC-V架构已经度过了最初的蛰伏期，在2022年就已实现100亿颗的出货量，据Asanovic教授预测，未来五年RISC-V将迎来迅猛增长，截止2025年RISC-V处理器核的出货量将达到800亿颗，而这仍是保守估计。“ SiFive企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚先生在大会上也同样感叹道，“RISC-V国际基金会的会员数从3年半前即2019年12月份时的435个壮大到现在已经近4000个，几乎是近10倍的增长，RISC-V发展太快了。”
图1. RISC-V主要发明人、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanovic教授在2023 SiFive RISC-V中国技术论坛上强调RISC-V的未来势不可挡
【资料图】
而在中国，RISC-V更被寄予厚望，中国一直是世界上最大的算力消费国，但并不是算力生产强国，RISC-V的出现让中国开始有机会参与全球算力的竞争，就像通信时代的5G标准一样。作为RISC-V的发明者与领导厂商，SiFive一直聚焦投入RISC-V，与时俱进研发迭代出业界最全的产品系列。本次在中国举办3地巡回论坛，就是为了向国内RISC-V产业圈布道自身在RISC-V领域的能力图谱，并重磅宣布SiFive亲自运营中国市场与业务的决心，这也吸引近2500产业人士报名参会，共探中国RISC-V发展大计，共同见证SiFive如何以自己的方式引领开源生态叠加未来计算新范式的风暴圈。
垂直半导体商业模式时代，RISC-V架构为何成必然选择?
指令集架构高度符合马太效应，同时指令集架构的竞争不只是技术层面的竞争，更多的是商业模式的竞争。为什么说RISC-V势不可挡，正是因为产业界对新商业模式，对一个可用于所有领域的稳定、开源、开放的指令集架构的渴求。
Asanovic教授认为每个时代都会有对应主导的指令集，例如微处理器时代的x86架构，移动互联时代的ARM架构，在当下更垂直纵深的半导体商业模式下，以苹果、特斯拉为代表的行业领军公司都在自定义硅系统的产品设计，灵活开源的RISC-V架构正是为顺应“Vertical Semiconductor”(垂直半导体)时代而生。
图2. Asanovic教授指出Vertical Semiconductor时代下选择RISC-V成必然趋势
更何况，RISC-V内生的指令集架构优势正在日趋明显，优异的PPA(Power/ Performance/Area)性能，基于开源架构的更多竞争也在激发更多的创新……高性能处理器和更好的生态支持都将指日可待。
图3. RISC-V发展迅速，其生态圈迅速崛起
100%投入RISC-V+扩大中国投入，SiFive携最新全线产品系列亮相中国
100多家遍布全球的客户;350多个设计方案;全球前十的半导体大厂中8家都已和SiFive展开合作;600多名员工，85%以上都是研发相关高精尖技术人才，其中100多名员工均具备博士学位，SiFive用一系列数据重申自己有关RISC-V的初心。
图4. SiFive企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚先生表示SiFive全力投入RISC-V以及将亲自耕耘中国市场的决心
“SiFive从一开始就坚定投入RISC-V，并致力于帮助全球各产业界加速‘RISC-V化’，”刚至坚先生说道，“我们布局了最全面的RISC-V IP产品。此外，不仅是CPU，CPU周边的软件生态例如Multi-core、Multi-cluster，我们SiFive的软件团队都在跟进，以输出一套完整的方案帮助客户加速落地。”
加大中国投入，是此次SiFive RISC-V中国技术论坛向业界官宣的另一重点。以上海为中国区总部，构建本地团队以及本地生态合作伙伴生态，SiFive在论坛上官宣未来要亲自运营中国市场，并向中国产业界充分展现了自身的能力图谱。
图5. SiFive构建了RISC-V领域最全面的IP产品矩阵体系
仅仅历时3年，SiFive的产品路线图已从过去Essential系列下的5大CPU IP产品，扩充到新增Automotive、Intelligence、Performance多条产品线的RISC-V业界最全产品矩阵。
AI+高性能+车用成RISC-V发力的关键领域，SiFive全线布局
在谈论哪些市场将成RISC-V未来发力的重点时，刚至坚先生在现场梳理了4点：其一，对功率效率有较高要求的领域，比如移动市场，目前RISC-V的功率效率相比arm会有30%~40%的提升，同时，谷歌已经正式宣布RISC-V 成为 Android 支持的 Tier-1 架构平台;其二，汽车领域，电动化和自动驾驶已经彻底颠覆汽车业，从硬件到软件的彻底焕新将催生一个全新的生态;其三，即AI，特别是生成式AI和大语言模型提升了对可编程性的需求;其四，特定的关键领域，例如NASA已在大型航天和工业项目中采用了RISC-V。这4个领域不仅将成RISC-V未来破局的关键，更是SiFive率先布局以期抢占市场的重要支点。
RISC-V高性能领航者SiFive Performance系列——据SiFive首席工程师王开怀先生介绍，追求计算密度的Performance系列是当前RISC-V领域中高性能的领航者。从简单的可穿戴市场，智能家居产品到对性能有着更高要求的移动和网络设备领域都是SiFive Performance的目标应用。
其中需要特别强调P400-Series和P600-Series是率先符合RVA22规范的。众所周知，RVA22规范的重要性在于解决RISC-V碎片化的问题，这也要求未来的各项应用都需要符合该规范。同时，谷歌在6月初的RISC-V欧洲峰会上也揭示了未来第一版Android 15需要支持的RISC-V硬件规格，SiFive的P400-Series和P600-Series是目前市面上唯一完全合规的RISC-V CPU IP。
图6. SiFive P470和P670和Arm产品的性能/效率对比图
SiFive也在展区实时展示了转至最新版Android，即可演示AOSP内Android 15的Demo，方便未来客户去搭建更上层的应用。虽然仅是一个简单的开发板，但从去年底谷歌官宣Android将支持RISC-V指令集，到SiFive更新此版Demo，可以看出Android与RISC-V的结合并不难，最重要的还是生态的支持和RISC-V指令集商业模式的赋能。据专家透露，最快2024年市场上就会有基于Android相应的技术产品面市。
图7. SiFive 在中国大陆首秀Android 15 on RISC-V的Demo
此外，深度数智 CTO Sun Chan(陈新中)先生也在本次论坛现场代表公司赠予Krste Asanovic 教授一台 RISC-V 笔记本电脑——ROMA。作为世界首台 RISC-V 笔记本电脑，ROMA由 RISC-V 基金会牵头，并由深度数智开发、鉴释科技调试，是一款具有尖端功能的 RISC-V 笔记本电脑，搭载openKylin 操作系统，旨在让用户体验原生 RISC-V 开发及 RISC-V 软件生态系统。ROMA的诞生也向产业界充分展示了 RISC-V 在中国乃至全球的无限可能，对行业伙伴将 RISC-V 应用无限拓展提出了更高期待。
图8. 深度数智 CTO Sun Chan先生在深圳论坛现场赠予Asanovic教授 RISC-V 笔记本电脑ROMA
在本次中国巡回论坛上，SiFive全球首次官宣P870-A：Automotive系列业界最高性能代表——以软件定义汽车的时代特征正加速变革汽车行业。“更多的ADAS功能正蓄势待发地上车，据统计，自2020年至2030年，车载SoC和MCU的年复合增长率分别为19%和9%，”SiFive产品营销高级经理林宗民先生说道。从传统的分布式电子电气架构转变至域控制架构，不仅可以统一软件开发，大幅提升整车数字化升级的灵活性，对高性能中央计算也提出了更高要求。
图9. SiFive Automotive产品系列roadmap展示
SiFive加码汽车市场，推出了从MCU到高性能计算的可扩展产品系列，包括Performance系列最高性能产品系列P870-A。
据林宗民先生透露，P870-A是面向自动驾驶，中央网关等需要高性能计算的应用场景，而该产品也是SiFive的客户，一家全球一线车用芯片大厂主动向SiFive提出的硬件规格要求。可以说，在车用处理器方面P870-A是目前市面上可授权的RISC-V处理器IP中性能最高的。
SiFive Intelligence系列：开放式标准和开源才是生成式AI芯片的基础——今年初，生成式AI席卷全球，并在解决seq-to-seq的任务上展现了它惊人的能力，而这些大模型会让数据中心在未来20年拥有无限大的市场和未来。聚焦当下，如何在当前针对还未发明的神经网络模型设计一个AI芯片成为关键，SiFive AI/ML产品高级总监李本中先生认为开放式标准和开源才是生成式AI芯片的基础，灵活的硬件架构，稳定的高效软件开发工具链，RISC-V、MLIR和LLVM都将给客户提供最稳定的科技基础。
图10. SiFive AI领域重要产品X280
以X280为例，这个产品已被包含谷歌在内的全球众多一线客户采用，后期这些客户也将把相关的工具、软件包、框架以及代码库开源出来惠及产业界。X280也因此被定义为RISC-V目前在人工智能领域中最成功的处理器产品。
在论坛同期的展位上，SiFive也展示了其基于X280产品的人像/物品识别AI/ML解决方案Demo。Google已于2023年2月公开推出MLIR框架下完整的AI/ML解决方案OpenXLA，SiFive已将OpenXLA/IREE软件栈成功整合，SiFive Intelligence系列也是目前市面上唯一支持OpenXLA RISC-V的软件与硬件解决方案。该Demo也是向业界宣布SiFive具备让客户快速进入AI各应用市场的能力。
图11. 基于AI/ML解决方案的人像/物品识别Demo在SiFive展台同期展出
“软件!软件!软件!”，SiFive携伙伴合力构建RISC-V生态体系核心
在论坛的专题讨论环节，有观众现场询问Asanovic教授RISC-V未来发展最关键的3个要素是什么，Asanovic教授回答：“Software!Software!Software!”确实，对RISC-V来说，仅仅指令集的开源还远远不够，整个产业要实现敏捷开发、快速迭代，需要包括开源处理器、开源工具链、开源IP、开源SoC、操作系统、编译支持等全方位的生态。特别是面向高性能芯片领域，RISC-V尚需统一操作系统、算法库等软件生态的支持。
因此，SiFive首席现场应用工程师张岩先生在介绍RISC-V从嵌入式到应用处理器及开发工具时首先强调了，“RISC-V有着增长最快的软件生态系统。”SiFive可以说是RISC-V软件工具和操作系统的最有力贡献者，提供从编译器(GCC, LLVM, PoCL)到调试工具、实用程序库(GDB, binutils, newlib, glibc)到Linux内核端口、ISS模型(QEMU)等。“而今天，所有SiFive的软件工具都将免费提供，没有任何许可证秘钥控制。”
当然，RISC-V的生态构建需要行业参与者的合力，SiFive也深知此事不易，从一开始便注重生态体系的构建，目前已在软件工具、操作系统等维度构建了自己的生态圈。
图12. SiFive软件工具、操作系统及IP合作伙伴示例
在这次论坛上，众多生态合作伙伴，例如Synopsys、Imperas、思尔芯、芯带科技、 IAR、LAUTERBACH、Green Hills Software一同亮相，或通过专题演讲、或通过Demo展示，纷纷从自身视角阐述了对RISC-V生态构建的助力以及如何与SiFive展开合作。Synopsys作为业界领先的从验证到实现IP技术的提供商，在针对RISC-V这一新兴的CPU生态体系，将加强和RISC-V生态中的领军企业比如SiFive展开全方位合作，通过系列合作共同帮助客户快速解决SoC设计当中使用RISC-V CPU面临的验证和实现流程当中的各种挑战。Imperas致力于开发RISC-V模拟技术和处理器验证，和SiFive合作也为开发出软硬件开发人员适用的系列仿真模型，进一步帮助客户降低开发风险，加速产品上市流程。
图13. SiFive一众生态合作伙伴展台同样引人关注
而对于如何实现RISC-V微架分析及汽车架构级方案优化，思尔芯重点推荐了其Genesis芯神匠平台，在该架构平台中，从航空电子、软件无线电、多媒体网络、自动驾驶、半导体等多领域，借助软件本身特点，自带有标准的模型库，助力客户像搭积木一样构建自己的架构。另外，作为一个突破性的多标准芯片平台，芯带科技的专家也宣称其WAVE™芯片平台将彻底改变基带芯片设计，兼具硬件的速度和软件的灵活性，将面向RISC-V提供全新的架构方法来设计基带ASIC。
RISC-V生态大军正以想象不到的加速度席卷而来，正如刚至坚先生在演讲中总结的，“RISC-V的优势就是精简、开源、低功耗、模块化，而充分的参与和竞争会带给RISC-V领域更多的动能和活力，这是其他架构都无法比拟的优势!”