雖然RISC-V的誕生已經有10多年，但站在5年前，我們仍然覺得RISC-V是一項新技術，因為它沒有產品落地。今天五年過去了，RISC-V的勢頭已經逐漸清晰，賽道也慢慢跑出來了。 以過去一年中全球的事件為例，作為RISC-V創新高地北美，實現了從處理器IP到軟體，到數據中心的全面探索；歐洲的很多老牌公司都在逐步從原有架構轉到RISC-V架構；亞洲的發展也十分迅速，以晶心、賽昉、香山、芯來和平頭哥為代表的公司都在努力推動處理器的發展。3月2日，阿里平頭哥舉辦玄鐵RISC- V生態大會，會場火爆，中國RISC-V生態顯現繁榮之勢。
圖 | 到2025年採用RISC-V架構的處理器將突破800億顆
RISC-V基金會預測，到2025年採用RISC-V架構的處理器將突破800億顆，在IoT領域，2025年RISC-V的市場占有率將達到28%。而在RISC-V最有機會發力的AI和機器學習領域，RISC-V的市場複合增長率將超過70%，2027年左右將會有250億設備在生態中。 針對RISC-V在AI和機器學習中的探索，算能高級副總裁王雷表示：「思考RISC-V和AI的結合是一種非常自然的選擇，目前不論是訓練還是推理，更多的是基於GPU的做法，但GPU本身是一種相對專用的加速器，雖然它一直在提高完備性，但它作為一個加速器和主控CPU間的協作依然需要開發者付出非常多的工作去解決協同的問題。由於這是最先出來的生態，人們的容忍度比較高，但隨著模型規模的增加，更貼近數據流動的CPU跟加速引擎更深度耦合的架構，才是更符合大規模部署的結構。這為RISC-V指明了非常好的方向，它有很強的擴展性，可以很好地解決CPU跟加速引擎之間的延遲問題、帶寬問題，可以形成更完整、更一致的解決方案和結構。」 「在這個方向上，不止算能，其實有很多企業都在推進實踐，包括谷歌的TPU也在嘗試探索加速引擎和RISC-V結合的編程範式，以更高的效率去支持AI的workload。」 王雷補充道。為防碎片化，基金會引領標準化是關鍵從基金會的角度，他們正在把如何工作、如何運行、如何標準化的原理告訴大家，不是產品，競爭前標準化的技術，就像今天的乙太網、USB一樣，促進整個行業的全球協同。平頭哥半導體有限公司副總裁孟建熠透露：「平頭哥在2023年3月1日已經取得了第一張架構兼容性測試證書。」 為什麼基金會要頒布這樣的證書？這是因為對於RISC-V來說，要增加標準不難，但容易導致過程和現象的碎片化，長期維護下去要花精力，讓全球的生態接納它們更是不易，所以需要基金會出面進行協調和統一。 據悉，在基金會的領導下，過去一年中有6項標準已經完成，預計今年上半年會達到10項左右。平頭哥在推動RISC-V生態中發揮了怎樣的作用？過去幾年中，在RISC-V處理器及晶片研發上，平頭哥已經推出了3大系列8款RISC-V處理器，覆蓋高性能、高能效、實時可靠等場景需求。
圖 | 平頭哥已經推出了3大系列RISC-V處理器
在作業系統方面，平頭哥已基本完成國際及國內主流作業系統與RISC-V的全適配，包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龍蜥、統信、openKylin、創維酷開系統、RTT等作業系統。這意味著RISC-V完全有能力通過雲、桌面、終端等不同作業系統承接軟體應用，上層應用開發者0代碼即可順滑實現架構兼容。
圖 | 平頭哥已完成龍蜥作業系統與RISC-V的適配與優化
「作業系統本身就要適配很多晶片，RISC-V的蓬勃發展，對於作業系統社區、廠商或者作業系統從業人員來說，是一個巨大的機會。去年，阿里雲和平頭哥還有中科院軟體所PLCT實驗室成立了RISC-V ARCH SIG，主要就是做基於RISC-V發行版的工作。」 龍蜥社區理事長、阿里雲研究員馬濤表示，「未來如果『雲-邊-端』都用RISC-V的話，可以讓作業系統更加通用和普適，用一套軟體就能解決各種各樣的問題；同時作業系統研發人員可以更深入投入到一些更有價值的核心組件研發中去，這個對於很多開源社區和作業系統研發都是非常利好的事情。」 在軟體工具及應用層面，平頭哥首次完整推出基礎軟體三件套——編譯器TAC、編譯環境CDK、部署工具集HHB，大大提升RISC-V開發環境及工具棧效率。 在玄鐵生態和商業化應用方面，今天嘉楠科技發布了全球首款支持RISC-V Vector1.0標準的商用量產晶片K230；算能推出64核RISC-V伺服器晶片，與平頭哥的合作從嵌入式晶片量產，走向雲端晶片的全面探索。關於這一點，筆者將在後面單獨拿出來講一講。 面向晶片開放社區的15萬開發者，平頭哥首度推出在線學習平台「RISC-V學院計劃」，鼓勵參與全球RVFA認證。針對行業夥伴，平頭哥推出「玄鐵優選晶片」計劃，推動生態晶片落地；同時設置「玄鐵優選夥伴」，首批授予給全志科技、愛普特、算能、博流智能、清微智能、雲知聲、匠芯創、AFP物聯等8家公司，肯定他們對RISC-V生態作出的突出貢獻。 另一側，雲知聲智能科技股份有限公司聯合創始人李霄寒表示：「之前我們一直在觀望，當看到有越來越多的夥伴在用RISC-V，我們認為雲知聲也需要做這件事兒了。因為我們做邊緣側，邊緣側就是螺螄殼裡面做道場，沒有盡頭，卷到無能為力，這個性能才算ok，以前在這方面的工作花的資源蠻多的。2019年下半年，我們開始和平頭哥合作，在採用了開源的RISC-V後，IP上花的錢減少了，我們就可以騰出更多精力讓科學家、算法工程師集中在算法本身的演進、性能和模型的訓練上面。」 關於為什麼選擇平頭哥？李霄寒透露：「因為平頭哥的IP兼容性、延續性特別好，如果我們在一款晶片上把相應的算法優化到極致，那我們在做第二款的時候，工作量會少很多，在以前不是這樣的。」國產RISC-V處理器首次挺進伺服器領域成今日焦點基於平頭哥的IP，北京算能科技推出了首款國產64核RISC-V處理器SOPHON SG2042，去年年底已經成功流片，預計今年3月推出伺服器樣機。這標誌著RISC-V處理器開始挺進伺服器市場，要知道Arm也是在最近幾年才在伺服器市場有較快的成長，市占率依舊在10%以內。
圖 | 北京算能科技推出了首款國產64核RISC-V處理器SOPHON SG2042
根據王雷的介紹：「SOPHON SG2042支持雙晶片互聯，每顆晶片支持4通道DDR4，最大支持256GB內存容量，支持ECC，支持32通道PCIe Gen4，SoC設計下不需要單獨的晶片組，FCBGA 57x57封裝，典型功耗為120W。」 在生態方面，SOPHON SG2042已經完成了對於多個伺服器作業系統的適配，並完善了相關軟體棧和編譯器的支持。 關於為什麼有勇氣嘗試用RISC-V來做國內第一顆伺服器端的晶片？王雷這樣說：「我相信開源的力量，我職業生涯的最早期是做Linux，留下了一個非常深的印象，當一個開放的、底層的技術架構取得了共識，我認為它是不可逆的，對於底層技術架構非開放的空間是沒有辦法再取得它的位置。」 「要撼動X86的地位，不是容易的事情，但大家都不喜歡一家獨大的狀態，尤其它是一個封閉的系統，大家認為這個領域應該有不同的做法，所以ARM有了它發展的空間，我們相信RISC-V也會取得它的機會和空間。此外，這一兩年來，隨著越來越多的RISC-V晶片的推出，其生態的發展確實超乎預期，我們認為這個共識正在明確下來，不論是雲端、邊緣，還是終端，我們都相信這個架構的前景一定是非常廣闊的。」寫在最後今天，我們看到越來越多的企業正在參與到RISC-V的建設中來，生態越來越完善。正以為如此，我們看到英特爾都開始投入RISC-V大家庭。英特爾軟體和先進技術事業部副總裁謝曉清表示：「英特爾IFS計劃將提供半導體代工製造服務支持包括RISC-V的各種晶片，也將進一步推動軟體開源開放，促進生態創新。」這從側面來看，不失為RISC-V產業向前邁進的一大步。