RISC-V主要发明人：垂直半导体商业模式时代，RISC-V将势不可挡

（文/程文智）RISC-V架构自2010年正式推出，很多企业从最开始的观望，到开始真金白银投入，再到2022年底基于RISC-V架构处理器实现100亿颗出货量，时间不过12年。其实，产品真正大批量推向市场只是最近几年的事情而已。
 
RISC-V主要发明人Krste Asanovic教授更是在不久前SiFive举办的上海、北京、深圳三城巡讲－ “2023 SiFive RISC-V中国技术论坛”上宣称，未来五年RISC-V将迎来迅猛增长，到2025年RISC-V处理器核的出货量将达到800亿颗。他认为RISC-V将势不可挡，会应用到各个领域。

RISC-V主要发明人、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanovic教授

 

RISC-V为何会无处不在

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，会无处不在，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。
 
Krste 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，灵活开放的RISC-V架构正是为顺应“Vertical Semiconductor”（垂直半导体）时代而生。

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……比如说针对垂直应用的RISC-V内核供应商就有阿里巴巴平头哥、Andes、Cortus、Esperanto、Imagination、MIPS、NSITEXE、Rivos、Semidynamics、SiFive、TensTorrent、Ventana、芯来科技等等，选择非常多。
 
在Krste Asanovic教授看来，RISC-V与Arm最大的不同是，Arm的IP供应商只有一个选择，而RISC-V有更多的供应商可供选择，即便客户换了IP供应商，之前所做的软件驱动、系统和应用都可以沿用，无需从头开始开发。这样更便于客户选择市面上更优秀的产品。
 
更为重要的是，RISC-V的生态系统经过这几年的发展，已经准备就绪。据SiFive企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚先生介绍，截至目前RISC-V国际基金会的会员数已经超过了3664个（相比2019年之时的435个，3年半时间增长了超过742%），相比去年底的数据，则是增长了超过15%。其中包括110家芯片厂商、54家软件厂商、146家研究机构、3家系统集成商、18家服务商（Fab、设计服务）。
 
对于RISC-V这样一个新兴的处理器架构来说，软件生态至关重要，这也是RISC-V进入更广阔的应用市场的前提。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，整个行业要实现敏捷开发、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。
 
目前RISC-V已经实现了对于LiteOS、FreeRTOS、Linux、安卓AOSP（2022年，平头哥RISC-V移植安卓的代码被安卓AOSP社区收录进系统源代码，这是安卓官方首次对RISC-V架构的原生支持）等众多等操作系统的支持。这意味着RISC-V完全有能力通过云、桌面、终端等不同操作系统承接各类软件应用。
 
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给客户，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。

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。
 
可以看到，RISC-V生态大军正以想象不到的加速度席卷而来，如今的RISC-V生态已经跟几年前大不一样。值得一提的是，今年6月，谷歌、SiFive、平头哥、英特尔等13家企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE Project”，在比利时布鲁塞尔正式启动。RISE旨在加速RISC-V的软件生态建设及应用商业化进程，成员将联合推动RISC-V处理器在移动通信、数据中心、边缘计算及自动驾驶等领域的市场化落地。

SiFive针对AI、高性能，及车用垂直市场的布局

成立于2015年的SiFive，是Asanovic教授和他的学生共同创办的，也是全球首家基于 RISC-V 定制化的半导体企业，同时还是商用RISC-V处理器核心IP、设计平台和芯片解决方案的供应商之一。经过多年的发展，目前SiFive的团队规模已经扩大到了600多人，累计赢得了超过350个设计项目，出货了超过10亿颗芯片。总体的客户量超过了100家，其中全球排名前十的半导体厂商，有8家采用了SiFive的RISC-V内核。目前，SiFive估值已超过25亿美元，英特尔、高通、SK海力士、西部数据等都是其投资人。
 
在谈论哪些市场将成RISC-V未来发力的重点时，刚至坚先生在研讨会现场梳理了4点：
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；
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；
三，AI领域，特别是生成式AI和大语言模型提升了对可编程性的需求；
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。为此，SiFive提供了四大系列的处理器产品供客户选择：
 
SiFive Essential：提供涵盖广泛的处理器方案，用户可选用货架上的各系列标准处理器IP，也可以通过使用专属的SiFive Core Designer工具来进行对处理器的各种配置与构建，实现各种定制化的处理器核。
 
SiFive Performance：该系列是针对提供较高性能、又具备面积优化的应用级别的高性能处理器IP。此系列RISC-V应用处理器适用于穿戴装置、智能家庭、移动设备、网络设备等各种应用。

值得一提的是，SiFive最新的P400-Series和P600-Series就是这个系列的产品，这两款产品是率先符合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，据悉，SiFive的P400-Series和P600-Series是目前市面上唯一完全合规的RISC-V CPU IP。
 
SiFive Inteligence：该系列在处理器设计上，采用最新的软件优先设计方法，具备高性能的矢量运算，满足人工智能与深度学习等领域各种应用的需求。X280是该系列中最新的产品，该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。

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。
 
SiFive Automotive：该系列处理器IP是为高性能、高能效、与系统安全等电子产品架构的需求而设计。该设计可涵盖车用信息娱乐、电子座舱、网络通连、ADAS先进驾驶辅助系统与电子产品等各种应用场景。
 
P870-A是SiFive面向自动驾驶，中央网关等需要高性能计算的应用场景推出的新产品，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车用处理器IP中性能最高的。 

结语

这几年RISC-V的火热其实不仅仅是在中国，美国也有很多企业在关注，不论是谷歌、Meta、亚马逊，还是其他初创企业都已在RISC-V方面加大投入，加上RISC-V软硬件生态正不断地完善，未来几年或许真的会如Krste Asanovic教授所言：RISC-V将无处不在。