RISC-V作為一種開源指令集架構,大國博弈疊加DeepSeek帶來應用端算力緊缺,在今年迎來新的發展契機。
DeepSeek憑藉開源、低成本、高性能的特性,在今年帶來一場AI演算法革命,並引燃AI應用的豐富創新。與此同時,AI爆發也進一步暴露雲端與智能終端算力的緊缺。當前,算力資源及話語權,已經成為顯性競爭要素,也將在很大程度上決定未來產業的發展上限。
眾所周知,在計算晶片產業上游,晶片指令集架構長期由國外廠商主導。尤其以x86架構和ARM架構為例,構成了指令集生態的兩大核心陣營。不過由於其相對封閉,指令集及IP使用高度依賴授權,技術自主性具備一定風險。
由此,RISC-V作為一種開源指令集架構,近年迎來發展契機,並且在政府支援、產業自驅共建以及學術研究等不同層面,均取得持續性進展。
值得關注的是,RISC-V的商業化,可能是此前業界對這一開源架構前景的最核心擔憂之一。但也有業內人士表示,“國內開源機構近年在模式上的一些創新,讓我看到,RISC-V可能比此前預想要更早地能夠作為中國晶片的基礎架構,將產業發展起來。”
據瞭解,與x86架構和ARM架構相對封閉不同,RISC-V選擇了一條完全開放原始碼的道路,任何人都能免費使用、修改和擴展,並通過RISC-V國際基金會為核心晶片架構設定標準,但不擁有或控制技術。同時,還具備RISC-V低功耗和靈活定製的優勢,這意味著RISC-V在全球算力緊缺以及地緣政治風險中,發展備受期待。
RISC-V作為一種精簡指令集,只有47條基礎指令。據業內人士介紹,此前,RISC-V晶片的應用領域以物聯網為主,並且被認為性能相比其他架構存在更加明顯的“天花板”。
但在人工智慧時代下,通過涉及硬體加速器、拓展指令集、最佳化處理器架構等最佳化手段,持續實現性能提升,也將有機會滿足AI等更多應用領域對於RISC-V晶片的需求。
中國科學院計算技術研究所副所長、研究員包雲崗在日前舉行的“好望角科學沙龍”上表示,RISC-V正引領晶片設計從“私有封閉”向“開源協作”的範式革命。不僅如此,中國香山高性能處理器核IP、玄鐵C930伺服器晶片等RISC-V領域的技術突破,驗證了RISC-V在高性能計算領域的可行性。
“開放原始碼的RISC-V正在快速崛起,成為全球科技產業的重要一環,其生態也將開闢中國晶片自主新賽道。”包雲崗如是稱。
“好望角科學沙龍”由硬科技早期投資機構中科創星發起,持續聚焦人工智慧、光子科學、量子計算、可控核聚變、生命科學、合成生物學等前沿領域,促成產學研交流。3月22日,在上海舉辦了“RISC-V與開源晶片”的專題沙龍,40多位來自AI、晶片領域的專家學者與科技企業創始人、硬科技投資機構負責人參與探討。
Omdia此前報告顯示,2024年至2030年期間,基於RISC-V的處理器出貨量將以每年近50%的速度增長,預計到2030年出貨量將達到170億顆,RISC-V 處理器將佔據全球市場近四分之一的份額。其中,預計到2030年,基於RISC-V的AI處理器出貨量將超過5億顆,大量RISC-V企業將從中獲益。
今年多地政府新增RISC-V生態支援政策。
在上海浦東的積體電路設計產業園內,今年新增RISC-V生態街區,將以上海開放處理器產業創新中心(SOPIC)為核心,加大力度扶持培養RISC-V各應用領域的中小企業。目前已入駐“RISC-V生態街區”的上海開放處理器產業創新中心,正協同RISC-V產業鏈上下游企業和科研院所,共建RISC-V關鍵共性技術平台,用開放的硬體平台建構開放原始碼的軟體生態,與國內高校合作培養RISC-V專業人才,推動RISC-V產業創新發展和產業化落地。
在北京亦莊,2024年12月發佈了RISC-V產業發展行動計畫以及《RISC-V標準體系》等多項重點項目,提出將開放十大應用場景,通過開放智算中心、工業生產、自動駕駛、政務服務、教育服務、金融服務、醫療健康、大模型終端等應用場景,加速RISC-V在北京乃至全國的技術創新與應用落地,同時目標到2030年,實現產業規模超過500億元。
香港特別行政區政府在2025至2026年度財政預算案中提到,香港投資管理有限公司將促進人工智慧技術的研究和產業化發展,包括開源技術,尤其是RISC-V開源晶片的設計和應用。日前港投公司正式宣佈投資賽昉科技,賽昉科技將在香港設立子公司並開展業務,雙方將合力推動RISC-V產業的發展,包括整合晶片設計、系統開發與應用場景資源,建構指令集架構到終端應用的垂直創新鏈。
中國科學院計算技術研究所副所長、研究員包雲崗表示,RISC-V在應用中還需要攻克“三座大山”,分別是工具鏈短板、標竿案例缺失和人才缺口。尤其是人才缺口方面,包雲崗認為RISC-V領域從晶片設計、驗證、解決方案、技術支援等各個層次人才均不足,教學、資料、培訓、認證等需加強。
但就當前的產業應用落地而言,有ARM架構CPU晶片企業的負責人向《科創板日報》記者表示,RISC-V生態IP資源不足,更大的考驗還在於商業閉環的形成,以及自研IP帶來的高成本和生態碎片化。“但國內開源機構近年在模式上的一些創新,讓我看到,RISC-V可能比此前預想要更早地能夠作為中國晶片的基礎架構,將產業發展起來。”
據瞭解,2021年由北京市和中國科學院組織了國內一批行業龍頭企業和頂尖科研單位,發起成立北京開源晶片研究院,主要攻關RISC-V領域關鍵共性技術、建設關鍵支撐平台、最佳化生態治理、推動重點行業規模商用等內容,同時圍繞“香山”開源高性能RISC-V處理器核與“一生一芯”人才培養計畫開展研究工作。2024年,阿里達摩院則牽頭成立了“RISC-V無劍聯盟”,以加速RISC-V的生態產業化。
在商業模式上,據業內人士介紹,類似基於Linux進行發行版開發,對發行版進行收費創造價值,或者類似Google對Android系統進行開發後,再由手機廠商在此基礎上進行定製,“其他開源系統已形成能夠實踐的商業模式,RISC-V生態的商業化同樣有很大空間”。
RISC-V架構發展勢頭迅猛。據瞭解,RISC-V架構技術自2010年誕生後,15年時間裡完成了其他指令集架構30年的發展歷程,2015年首款RISC-V物聯網晶片落地。
在2024年,輝達宣佈年出貨10億顆RISC-V核心。
RISC-V生態共建有賴於頭部晶片廠商打造並提供開源IP,同時也有越來越多國內的晶片企業加入RISC-V IP開發當中。
以達摩院為例,此前玄鐵已授權300多家企業,出貨量超過40億顆,在PC、電力、機器人等領域催生創新應用。
芯原股份此前牽頭成立了RISC-V專利聯盟,並參與籌建上海開放處理器產業創新中心。該公司有多個以RISC-V核為架構的客戶項目正在推進。
國芯科技近期表示,該公司已開展基於RISC-V指令架構的神經網路擴展指令集架構研究,形成神經網路處理器專用指令集,能夠支援神經網路演算法的加速處理,推出了CRV4AICPU和CRV7AICPU。該公司最新已完成設計和正在流片驗證的極高性能雲安全晶片CCP917T,也正是基於RISC-V架構的CRV7多核處理器進行設計,將適用於人工智慧、雲端運算安全、網路安全和營運商核心網應用。
樂鑫科技表示,其基於RISCV開源指令集自研處理器的產品線收入已進入高增長階段,自研的高性能雙核RISC-V處理器驅動下的SoC產品,擁有AI指令擴展、先進的記憶體子系統,並整合高速外設,將充分滿足下一代嵌入式應用對人機介面支援、邊緣計算能力和IO連接特性等方面提出的更高需求。
在研究領域,據東壁科技資料創始人、深圳大學特聘教授吳登生近日發佈的《RISC-V領域發展態勢研究報告》顯示,RISC-V領域的科研版圖正加速擴張,美國、中國、歐洲正在成為這一領域的創新三角。
其中,RISC-V在人工智慧與機器學習、物聯網與邊緣計算、高性能計算等應用領域的拓展,處理器架構最佳化、低功耗設計、指令集拓展與最佳化等技術方面,成為近年學界熱度持續攀升的研究焦點。吳登生表示,“從整體上看,RISC-V領域的研究已進入穩定增長階段,RISC-V技術的未來發展趨勢值得持續關注。”