加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • 中国RISC-V产业初具优势
    • RISC-V是中国处理器的机遇
    • 中国RISC-V的成果
    • 更多欧美企业转向RISC-V
    • 未来中国究竟该如何发展RISC-V?
    • 结语
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

中国RISC-V的长征才刚刚开始

2023/02/13
3309
阅读需 12 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

去年12月,腾讯公司宣布加入开源指令集标准RISC-V国际基金会。这是继阿里巴巴华为紫光展锐、中兴通讯、中科院等企业和机构之后,RISC-V阵营中再次迎来新的中国成员。

在刚刚过去的1月,谷歌安卓工程总监 Lars Bergstrom在RISC-V峰会上也表示,希望RISC-V成为安卓的一级平台,这与ARM对安卓的意义不相上下。谷歌的支持对RSIC-V阵营来说也是一个重要的里程碑。

看来,RISC-V如今已备受期望。幸运的是,中国产业已经获得了初步的发展。

中国RISC-V产业初具优势

根据 RISC-V 国际基金会数据显示,包括腾讯在内的25 个 RISC-V 国际顶级成员中有 13 个来自中国。在RISC-V的出货量上,中国也占有领先优势。截至 2022 年 7 月,RISC-V 架构芯片的出货量已经突破了百亿颗,阿里平头哥开发的玄铁系列在物联网芯片市场广受认可,出货量超过30亿颗,中国芯片行业出货的RISC-V芯片更是达到50亿颗,占据百亿的半壁江山。

处理器芯片是中国半导体产业的软肋,是中国半导体产业面临的“卡脖子”问题。RISC-V得益于其指令精简、模块化、可扩展、开源的优势,为中国处理器产业带来了诸多利好。

RISC-V是中国处理器的机遇

2018 年,美国商务部禁止向中兴销售零部件、商品,致使后者芯片短缺;2019 年,美国对华为实行芯片制裁后,芯片供应链波动加剧...在众多不稳定因素的基础上,开放的指令集标准RISC-V成为追求自主可控的国家的重要选择。

通过RISC-V架构可以摆脱国外的垄断。X86和ARM作为处理器芯片的两大架构,经过几十年的发展,已经积累了厚厚的专利墙,新的公司要设计X86芯片,很难避开海量的专利封堵。但RISC-V是全新并且开源的。一方面不用担心ISA掌握在一家公司手中以至于随时可以通过更新ISA版本等手段来重新获得对其他公司的优势;另一方面,中国在RISC-V上的起步时间和国外几乎一样,因此有足够时间积累自己的专利池,推出国产的私有IP和芯片,有希望能帮助中国厂商快速设计出包含自主知识产权的定制化处理器内核。

RISC-V可以推动中国处理器的创新和差异化。中国半导体业缺少核心处理器指令集。ARM提供的处理器IP核虽然能满足一般的应用需求,但是其技术和商业模式都让基于ARM IP的定制化变得非常困难,既不满足异构计算定制化的趋势,也无法为中国自研定制化处理器带来很大帮助。RISC-V模块化、可扩展的优势就可以极大弥补这一短板。

中国RISC-V的成果

目前中国芯片厂商,已经完整的研发出了基于RISC-V架构的各种各样的芯片,有用于低功耗的AlOT的,有用于高性能计算的,有用于AI的,有用于服务器的,有用于CPU的等等。

比如:阿里的RISC-V芯片已经形成C、E、R三大系列,可应用于包括AI、高性能计算,低功耗应用等领域,比如曳影1520芯片、玄铁C908;在生态上,阿里的RISC-V芯片已与 RTOS、Yocto Linux、Android、龙蜥等国际主流和国产操作系统深度适配,可用于手机、电脑、服务器等。

中科院计算技术研究所在2019年就牵头发起了“香山”高性能开源 RISC-V 处理器项目,2020年6月,香山处理器第一版雁栖湖架构正式发布;2022年3月发布了第二版南湖架构,计划于2023年第一季度流片;目前第三版昆明湖架构也正在推进中。

然而,中国RISC-V的长征才刚刚开始。开源的 RISC-V 架构,正成为不少大厂发力的新方向。

更多欧美企业转向RISC-V

目前高通、谷歌、英特尔等美国企业都是RISC-V基金会的高级会员,苹果、AMD等大公司在RISC-V领域正有所动作。欧洲也已经开始了他们的布局。

英特尔的PlanB

英特尔作为X86的领导者,在 RISC-V 领域也是动作频频,先是参与了 SiFive 的 C 轮融资,并亲自下场与SiFive合作研发RISC-V架构芯片,随后又加入RISC-V国际基金会,并推出 10 亿美元基金建立代工创新生态系统。去年中旬英特尔再次与巴塞罗那超级计算中心联合投资四亿欧元打造RISC-V处理器的实验室。不少人猜测,英特尔如此大力发展RISC-V,或许是想要将其作为PlanB,打造全新的产品,增强自己产品的创新性。

苹果、AMD已入局

苹果和AMD先后在2021年与2022年分别发布了招聘RISC-V高性能程序员与嵌入式 RISC-V CPU 的架构师的启事。其中苹果的RISC-V招聘需求里面描述,搞RISC-V是为了支持机器学习、视觉算法、信号和视频处理等方面的必要计算,苹果的RISC-V将来大概率是用在的手表等智能穿戴设备上。AMD 也正在寻找具有高性能 GPU 经验的专家,并要求具备 RISC-V RV64 CPU、CPU 乱序执行、推测执行和分支预测器的相关经验。业内人士猜测AMD可能也在开发一种新的微控制器

高通:大力拥抱RISC-V

在上周的全球RISC-V峰会上,高通公司产品管理总监Manju Varma透露,高通在2019年就已经将RISC-V应用到了其骁龙865 SoC当中的微控制器,截至目前已经出货了6.5亿个RISC-V内核。原本高通是ARM架构的坚定支持者,一直使用ARM架构,随着高通与Arm之间的专利战爆发,高通似乎正加速在RISC-V领域的布局。

欧洲同样想减轻对X86和ARM的依赖。欧盟近期宣布投入2.7亿欧元,资助一个旨在构建基于RISC-V软硬件的高性能计算机项目。

再加上刚刚宣布支持RISC-V的谷歌,足以证明RISC-V的发展价值巨大。

未来中国究竟该如何发展RISC-V?

RISC-V所擅长的有两个方面,一个是碎片化、低成本、低功耗、差异化要求更高的物联网市场,一个是对异构计算高度需求的AI领域。中国又恰好拥有这两个领域最大的市场,不过在今后的发展上,中国还需要有所侧重。

软硬件协同发展

RISC-V将走向开放应用场景,建立成熟的软件生态将是RISC-V在开放应用场景落地的最大挑战。然而RISC-V 软件生态不成熟,兼容性较差,开发难度大。目前量产的芯片,大多是用在相对封闭的应用场景,软件需求相对简单和固定,芯片原厂就能实现70%的软件。到了开放应用场景,软件需求会呈指数级增长,例如各种操作系统的移植,中间件和库函数的优化,以及各种开发框架的适配等,每一个技术点都是巨大的工程,必须联合芯片原厂、第三方软件公司、开源社区一起合作全力投入。

寻找明确的市场切入点

RISC-V要实现可靠和高质量的商业化解决方案,一方面需要不断完善RISC-V指令集的标准规范,另一方面还需要找到明确应用场景,产生可以进行技术迭代的机会。在电脑处理器、手机处理器领域,X86 / ARM 生态已经相当成熟,RISC-V 想从中争夺市场份额,无异于“虎口夺食”。而在物联网、安全芯片、智能穿戴等领域,Arm 市场基石并不稳固,对于 RISC-V 来说或许更有机会。

向高性能发展

目前在研的 RISC-V 处理器的主要应用方向是超高性能计算及向量计算。RISC-V 经过数年发展,在中低端应用领域已经较为成熟,但是在高性能计算及人工智能应用领域上与其他架构处理器(主要是 ARM)相比较还有差距。由于RISC-V指令集过于简单且碎片化,导致它大部分的应用场景是嵌入式。高性能处理器方面,RISC-V芯片产品以32位居多。从现实情况来看,RISC-V将继续向高性能演进,而高端化“起势”还需长时间的锤炼。

产教研的支持

RISC-V在处理器核心技术上给中国提供了突破口,应该从资金、政策、科研、教学等各个角度全面布局推动RISC-V的发展。加大对教育科研机构的支持力度,支持基于RISC-V的大学教育与研究,包括软硬件以及应用的开发,为产业发展持续提供新鲜血液,进行广泛的生态布局,推动软件在RISC-V的适配,包括RISC-V基础软件、操作系统、中间件以及应用软件。

RISC-V由于开源的特性,因此在中国受到了广泛的欢迎。几乎是同一时刻,中国大批的芯片公司加大了对RISC-V的投入。然而,RISC-V的发展现状是,看好这门技术的人多,但真正去做的比较少,还需要对该行业提供更多的支持。

结语

随着稳定硬件的出现,RISC-V架构软硬件全栈成为必然趋势,从IP到SoC、到开发板、SOM、操作系统和应用软件等方面将得到全面的优化。RISC-V架构将走向更广的生态合作,在商业上将会有更多的新模式,软件也将持续丰富,应用继续走向多样化。

中国作为RISC-V最好的落地和发展的地方,拥有足够丰富的应用场景能够充分发挥RISC-V的多样性。与此同时,中国业界也正在形成覆盖芯片设计、设计工具、基础软件、芯片应用直到人才培训等方面的广泛的RISC-V生态。不过,这仅仅只是一个开始,未来RISC-V的长征之路还很长,需要付出更多的努力。

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
ATXMEGA256D3-AUR 1 Microchip Technology Inc IC MCU 8BIT 256KB FLASH 64TQFP
$6.07 查看
ATXMEGA128A1U-CUR 1 Microchip Technology Inc IC MCU 8BIT 128KB FLASH 100CBGA

ECAD模型

下载ECAD模型
$8.4 查看
FT232RL 1 FTDI Chip Serial I/O Controller, CMOS, PDSO28, 5.30 X 10.20 MM, 0.65 MM PITCH, GREEN, SSOP-28

ECAD模型

下载ECAD模型
$10.08 查看

相关推荐

电子产业图谱

公众号:半导体产业纵横,是神州数码数智创新+平台下的自媒体账号,立足产业视角,提供及时、专业、深度的前沿洞见、技术速递、趋势解析,赋能中国半导体产业,我们一直在路上。