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性能无上限，应用无限制！2-3年后全面超越X86和ARM！2025年出货量将在目前基础上翻8倍，达到800亿颗！
这是SiFive 联合创始人兼首席架构师Krste Asanovic在不久前的2023 SiFive RISC-V中国技术论坛上的发言，作为RISC-V的主要发明人，Krste Asanovic和他的公司一直致力于在全球推动RISC-V的商业化进程。尽管从概念的普及到商用化实践不过短短7年，搭载RISC-V内核的芯片的出货量就已经达到100亿颗（截止2022年），但上述言论依然可以说是极具颠覆性。
从诞生以来，指令精简、模块化、可扩展的RISC-V处理器的主场一直是面向对生态依赖较小的嵌入式、低功耗应用场景，但业界对RISC-V的“出圈”应用也一直有所期待，然而要出来的这个圈子，基本上是专有ISA（指令集架构）的天下。
为什么要把你的软件投资委托给一个专有的ISA？Krste Asanovic提出了这个问题。他例举了一些专有架构——Intel的i960/i860/Itanium、Sun的SPARC、几经易手的MIPS、IBM的POWER，以及当下最有影响力的ARM。这些架构要么已经消亡，要么停止更新，要么被某家公司收购，要么正在收购的路上。
另一个问题是，随着SoC规模的增大，内部ISA越来越碎片化，包括应用处理器、图形处理器、图像处理器、无线电 DSP、音频DSP、安全处理和电源管理等等。一些SoC有十几个ISA，每个ISA又都有独立的软件堆栈，复杂而缺乏灵活性，并且对其他专有核心不兼容，IP不通用，使得每个专有ISA的开发人员都要构建自己的ISA内核。Krste Asanovic认为这是不可取的，业界需要一个稳定的、免费的、开放的ISA，而这正是RISC-V诞生的背景。
总部位于瑞士的RISC-V国际基金会是加速RISC-V应用的主要推手，该组织为会员和行业提供服务，为整个利益相关者社区带来共同利益。具体工作包括推动批准规范、合规性套件和其他技术，以及可交付成果的进展；发展生态系统和成员，促进多样性，同时防止碎片化，深化社区参与和透明度。Krste Asanovic表示，在业界的共同推动下，RISC-V在未来5年内将快速增长，预计到2025年采用该内核的芯片出货量将达到800亿颗，而这还是保守的估计。
图1、这张RISC-V的生态图显示了其欲三分天下的底气
目前，RISC-V已广泛应用在MCU领域，很多学校也在开展相关课程的教育，之所以受到欢迎，不仅仅是更快的运行速度和更低的功耗——SiFive 称其能效比ARM高30-40%——Krste Asanovic强调，变化之所以发生，是因为新的商业模式改变了一切——人们可以首先选择ISA，然后选择供应商或构建自己的内核，无需获得许可即可添加自己的商业扩展，相关的学术和开源生态系统可以围绕单一开放标准进行整合和共享。
图2、和专有ISA商业模式的比较
一个对RISC-V有利的趋势是，垂直半导体商业模式正在改变，大型商业公司不再使用芯片公司的标准器件，而是构建自己的差异化芯片系统，例如苹果、亚马逊、谷歌、三星的手机、笔记本电脑和客户端；谷歌、亚马逊、微软、Facebook、阿里巴巴的云服务器；汽车领域的特斯拉、Waymo、Cruise等。
这种面向终端系统而非芯片的销售，证明了芯片设计成本的合理性取决于制造+软IP +工具对垂直设计团队的支持模式。Krste Asanovic表示，对于垂直设计团队而言，使用RISC-V可以避免当前SoC必须使用专有ISA造成的IP供应商的碎片化带来的影响。所有内核都可以是RISC-V，从主应用内核到微控制器，也可以为专门的任务定制RISC-V内核，可以为每个核心选择不同的供应商，但都是RISC-V，因而可以使用通用的软件和工具栈。
伴随上述趋势的，是RISC-V正在迈向高性能处理器和高算力场景，这在SiFive的产品线上得到了印证。目前，该公司IP产品线有Performance，Intelligence、Essential和 Automotive四个系列。Performance系列旨在实现最大吞吐量，同时为分支密集型操作系统和多媒体处理等各种工作负载保持效率。其旗舰型号P650的性能与ARM的A77对标，该系列是RISC-V处理器从深度嵌入式处理器市场向更高性能市场和更复杂场景渗透的主力，SiFive正在推动该系列和NASA、谷歌、Intel Horse Creek的合作。
Intelligence系列主要面向AI/ML计算。该系列具有可扩展矢量计算资源，全部基于开放指令集，可扩展，可满足从极低功耗到高性能计算的ML处理要求。SiFive也提供了软件+硬件的ML解决方案，支持流行的ML框架。就生成式AI而言，数据中心的大模型和辅助驾驶所依托的CNN都将继续发挥作用，但考虑到AI应用的迅速变化，如何针对尚未发明的神经网络设计一个芯片？如何在短时间内，能充分利用硬件资源，在现有的芯片上部署新的模型，并且把它的性能跑到最优最快？显然，开放式标准和开源是一个合适的选择。
Essential是一个处理器内核组合，涵盖从高性能多核异构应用处理器到面积优化的低功耗嵌入式微控制器，提供64位和32位选项，拥有丰富的产品线，能够满足各种需求。
Automotive系列面向汽车，产品多元且符合不同层级的ASIL安全标准。这个系列实际上也是基于前三个系列核心的组合。
图3、SiFive IP产品线显示了RISC-V的可扩展性
在通往高性能应用的路上，用户生态一直是RISC-V的瓶颈，当谷歌承诺让RISC-V成为一级架构平台时，这一问题得到缓解。一个例子是，当SiFive 刚刚发布高性能应用处理器系列时，三星和高通就已率先宣布与之合作。事实上，谷歌也已采用SiFive的Intelligence X280作为其TPU中的协处理器。而不久前由谷歌、Intel、高通、平头哥等13家企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE”正在 RISC-V上加速Android的优化，这将为RISC-V带来Android的庞大生态创造条件。
另一个顾虑是开源带来的碎片化，Krste Asanovic表示，通过提供原始的扩展、ISA配置文件、软硬件平台标准，可以有效管理多样性，SiFive在规划产品时遵循的正是这个逻辑。
性能无上限，应用无限制。目前的RISC-V在性能上已经可以看齐ARM A76/A78，甚至Neoverse-N1/N2，几年前，这一切还无法想象。截至目前，SiFive RISC-V处理器已经涵盖AI、ML、车用电子、数据中心、移动计算与消费电子等高效能计算，其客户包括全球前十大半导体厂商中的八家。该公司正在启动在中国市场的直接运营——之前则是通过赛昉科技做分销——包括推广、销售和支持，准备在这个为RISC-V提供了一半出货量的市场大干一场。
IBM360主导了晶体管时代，X86主导了微处理器时代，ARM主导了移动时代，而在垂直半导体时代，RISC-V将是主导者。Krste Asanovic相信，2-3年内，RISC-V就将超越其他所有架构。无论如何，这一颠覆性断言的背后，存在着一个基于事实的基础：20年来，精简指令集发展上位过程中的那些坑，都被ARM蹚过了，那么，开放式标准和开源的RISC-V，会更难吗？
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