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前言：如果你還以為RISC-V只能做MCU，那你就錯了。在SiFive以及RISC-V基金會的大力支持下，可以說ARM、X86能做的，RISC-V都能做了。
RISC-V架構(gòu)的崛起：引領全球處理器市場的新一輪革新
長久以來，處理器架構(gòu)領域由Intel的x86架構(gòu)和ARM公司的ARM架構(gòu)主導。ARM因優(yōu)良的能效和廣泛應用，在嵌入式和移動設備領域主導，但其閉源和高授權費使制造商尋求更經(jīng)濟、靈活的解決方案。X86在PC和服務器市場獨領風騷，但其復雜性和高功耗在低功耗設備市場中受限，而RISC-V以簡潔指令集和優(yōu)良能效，在這些領域漸現(xiàn)突破。
RISC-V是一個由伯克利大學于2010年提出的開源、模塊化處理器架構(gòu)，其開源、模塊化的商業(yè)模式是主要優(yōu)勢。基礎ISA和IP核是開源的，免費授權，極大降低了設計公司成本，也意味著可以避免在關鍵技術上受制于人。全球科技巨頭如谷歌、英偉達、英特爾、高通等，以及多家中國企業(yè)都開始關注RISC-V。在25家最高級別的Premier Members會員中，中國企業(yè)占據(jù)了14家。
RISC-V領域的發(fā)展?jié)摿ξ巳虮姸鄥⑴c者。根據(jù)Counterpoint Research的預測，到2025年，全球CPU市場的RISC-V占比將達到14%，IoT市場占比將達到28%，工業(yè)市場占比將達到12%，汽車市場占比將達到10%。另有數(shù)據(jù)顯示，到2027年，基于RISC-V架構(gòu)的AI芯片市場將達到2910億美元，年復合增長率高達73.6%。重量級企業(yè)如阿里云、華為、騰訊等都對RISC-V的發(fā)展給予了高度關注。這些企業(yè)的參與將加速RISC-V在中國，甚至全球范圍的發(fā)展和應用。例如，阿里云已經(jīng)發(fā)布了首款RISC-V處理器，將其應用于阿里巴巴集團內(nèi)部的服務器上，以提高性能和降低功耗。
SiFive共同創(chuàng)辦人、RISC–V主要發(fā)明人Krste Asanovic教授
2023年6月，在深圳舉行的RISC-V技術論壇上，SiFive共同創(chuàng)辦人、RISC–V主要發(fā)明人Krste Asanovic教授和SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務開發(fā)資深副總裁剛至堅先生接受了與非網(wǎng)記者的采訪。Asanovic教授表示，RISC-V在未來2～3年將超越其它所有處理架構(gòu)。同時，他也預計到2025年，RISC-V處理器出貨量將超過800億顆，年復合增長率達114.9%，在全球CPU市場占比將達14%。
作為RISC-V領域的領導者，SiFive在中國市場發(fā)揮著重要作用。RISC-V的開源、模塊化、靈活且易于擴展的特性，使其在科技行業(yè)，尤其是在自動駕駛汽車和AI領域，有機會大放異彩。同時，RISC-V架構(gòu)的開源和易于定制的特性，為全球半導體市場，尤其是中國市場提供了重要的選擇。RISC-V的成功也依賴于一個強大和充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)。已經(jīng)有大量的企業(yè)和組織加入到RISC-V基金會中來，為RISC-V的開發(fā)和推廣做出了重要貢獻。這其中包括谷歌、英特爾、英偉達等全球科技巨頭，以及中國的14家Premier Members會員企業(yè)。這些企業(yè)和組織正在共同推動RISC-V的標準化，以及通過開發(fā)各種兼容的工具和軟件，讓設計師和工程師更容易地使用和開發(fā)基于RISC-V的產(chǎn)品和服務。RISC-V的高級會員中，有55％的會員是中國芯片廠商，這意味著中國芯片廠商已經(jīng)具備了在RISC-V架構(gòu)中發(fā)言和決策的權利，也使中國芯片從過去的跟隨者變?yōu)榱爽F(xiàn)在的引領者。
開放與可定制：RISC-V架構(gòu)如何挑戰(zhàn)ARM、X86的領先地位？
值得一提的是，以往業(yè)內(nèi)對于RISC-V的印象還停留在MCU市場，但其實RISC-V能做的已經(jīng)遠遠超過MCU的范圍，并開始挑戰(zhàn)X86和ARM的優(yōu)勢領域。
對于RISC-V來說，其最大的競爭優(yōu)勢就是開放和可定制。這使得任何制造商都可以自由地使用和增加自有RISC-V擴展，以滿足其特定的需求。這樣的靈活性在ARM和X86架構(gòu)中是無法實現(xiàn)的。特別在自動駕駛汽車和AI領域，它的靈活性、開放性和可擴展性使其在這些新興科技領域中有顯著優(yōu)勢。
作為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)市場，中國已有14億物聯(lián)網(wǎng)用戶，而RISC-V架構(gòu)的靈活性、低功耗和高性能特性，使其在物聯(lián)網(wǎng)市場中備受歡迎。尤其在2018年中國芯片行業(yè)成立了RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟后，RISC-V的發(fā)展得到了前所未有的推動。據(jù)統(tǒng)計，短短3年內(nèi)，全球的RISC-V芯片出貨量已突破100億顆，其中中國的出貨量就達到了50億顆。隨著RISC-V內(nèi)核出貨量預期上升至800億顆，SiFive及其合作伙伴正在加緊在產(chǎn)品更新和市場拓展方面的步伐，尤其是在嵌入式設備、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、5G通信等領域。全球多家IT和半導體企業(yè)，包括三星、英特爾、英偉達、高通、谷歌等，共同發(fā)起了全球RISC-V軟件生態(tài)計劃“RISE Project”，以推動RISC-V處理器在各個領域的市場化落地。
RISC-V國際基金會的數(shù)據(jù)顯示，2019年12月共有435個RISC-V會員，三年半后基金會會員數(shù)量達到了4000個，有近10倍的增長。全球的大公司都已經(jīng)不同程度參與到了RISC-V的研發(fā)當中，RISC-V的開放性讓開發(fā)者可以有選擇，開發(fā)者選擇了RISC-V之后，可以選擇一個IP提供商或者構(gòu)建自有的核心，并且擁有擴展指令集的可能，還可以和整個RISC-V生態(tài)一起構(gòu)建更好的軟件。SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務開發(fā)資深副總裁剛至堅表示：“RISC-V的市場一定會比Arm、x86的市場更大?！?/strong>
SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務開發(fā)副總裁剛至堅
2022年8月，阿里平頭哥推出了新的RISC-V平臺——無劍600，它的主頻達到2GHz，性能與ARM在2016年推出的A73核心相當，顯示出RISC-V架構(gòu)的性能已相當高。這為RISC-V在更高性能的設備如PC上的應用打開了新的道路。在服務器領域，嘉楠科技計劃推出一款具有64個核心的RISC-V服務器芯片。
支持Android系統(tǒng)的RISC-V芯片演示
在中國大力推動下，RISC-V架構(gòu)正在全球范圍內(nèi)逐步得到認可?，F(xiàn)在，包括高通和谷歌在內(nèi)的多家美國科技巨頭也開始對RISC-V投入研發(fā)資源。2022年12月，谷歌宣布Android將支持RISC-V指令集，此舉旨在將RISC-V視為Android中的“一級平臺”。谷歌計劃在2023年推出支持RISC-V的模擬器，并在第一季度開始支持Android Runtime (ART)，使得大部分Android應用程序無需額外開發(fā)就能在RISC-V上運行。
在2022年末的RISC-V峰會上，高通產(chǎn)品管理總監(jiān)Manju Varma表示RISC-V在高通的產(chǎn)品中發(fā)揮了關鍵作用，截至2022年，高通已出貨超6.5億的RISC-V芯片。高通的新內(nèi)核"ORYON"完全脫離了Arm的公版架構(gòu)，之所以高通選擇RISC-V，可能與高通與Arm公司的訴訟案有關，例如禁止自選GPU核心，強制采用公版架構(gòu)等，對高通獨家優(yōu)勢構(gòu)成威脅。相對來說，更加自由開放的RISC-V可能更符合高通接下來的需求。
可以說，隨著越來越多重量級芯片廠商的加入，RISC-V架構(gòu)正從一個市場挑戰(zhàn)者的角色，逐步向領導者的角色邁進，對現(xiàn)有的ARM和X86兩大主流架構(gòu)構(gòu)成了嚴峻的挑戰(zhàn)。
SiFive：RISC-V的引領者與市場的開拓者
SiFive，全球首家專業(yè)的RISC-V核心商業(yè)供應商，為全球用戶，如英特爾、華為、西部數(shù)據(jù)等，提供RISC-V架構(gòu)的核心IP和SoC方案。SiFive的產(chǎn)品具有性能強大、低功耗和靈活可定制等優(yōu)勢，在消費電子、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)得到廣泛應用。
作為RISC-V架構(gòu)的發(fā)明者和主要推動者，SiFive公司正通過多種途徑和策略推動該領域的發(fā)展。SiFive不僅通過發(fā)布新的處理器IP來提升技術實力，而且通過多方的合作進一步完善其RISC-V處理器生態(tài)。比如，2019年5月，SiFive成功地引入了Imagination Technologies到其DesignShare生態(tài)系統(tǒng)中，這讓客戶能夠輕松獲取Imagination的GPU和神經(jīng)網(wǎng)絡加速器IP內(nèi)核。與此同時，SiFive也與Synopsys達成了深度合作，共同為RISC-V客戶解決SoC設計挑戰(zhàn)。
在制造方面，SiFive與眾多全球知名的代工廠，如臺積電、格芯、英特爾等達成合作，幫助客戶生產(chǎn)基于SiFive內(nèi)核IP的定制SoC。這些都大大推進了RISC-V處理器生態(tài)的發(fā)展。
SiFive產(chǎn)品線路線圖
SiFive的客戶超過100家，提供的四大產(chǎn)品系列：Essential、Performance、Intelligence和Automotive，可以滿足從AI到可穿戴，再到汽車行業(yè)的多種應用。Essential系列提供廣泛的處理器方案，Performance系列針對高性能應用，Intelligence系列優(yōu)先考慮軟件，適應AI和深度學習需求，Automotive系列適合高性能、高能效和系統(tǒng)安全等需求，涵蓋車用信息娛樂、電子座艙、網(wǎng)絡通連和ADAS等應用場景。
性能上，SiFive的Performance系列是RISC-V里的領先者，包括NASA、谷歌都選擇了他們的產(chǎn)品。比較Arm Cortex A55，SiFive的P470的SPEC跑分可達19，性能優(yōu)勢2.75倍，面積減少35%，計算密度有4倍優(yōu)勢。
除了SiFive，全球還有許多其他的公司也在積極參與到RISC-V的研發(fā)和應用中，包括Nvidia、IBM、阿里巴巴等。這些公司的參與不僅提高了RISC-V架構(gòu)的技術水平，也擴大了其在各個市場領域的應用范圍，使得RISC-V架構(gòu)的前景更加光明。今年6月，SiFive參與了由谷歌、平頭哥、英特爾等13家企業(yè)發(fā)起的全球RISC-V軟件生態(tài)計劃“RISE”。這個項目旨在加速RISC-V新架構(gòu)的軟件生態(tài)建設和應用商業(yè)化進程，也將進一步提升RISC-V在全球范圍內(nèi)的影響力和應用前景。
然而，面對日益激烈的市場競爭，SiFive和其他公司也面臨著眾多挑戰(zhàn)。如何持續(xù)提升技術水平，提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務，滿足用戶的需求，擴大市場份額，將是這些公司未來發(fā)展的重要課題。盡管RISC-V市場發(fā)展前景廣闊，但競爭環(huán)境也非常激烈。各家公司都在積極探索自己的發(fā)展道路，希望通過提供優(yōu)秀的產(chǎn)品和服務，贏得市場份額，實現(xiàn)自身的發(fā)展。
SiFive的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovi?教授對與非網(wǎng)記者表示：“RISC-V將擁有最好的處理器，擁有最好的生態(tài)系統(tǒng)，這已經(jīng)是一種趨勢。SiFive希望和中國的合作伙伴一起加速RISC-V生態(tài)的發(fā)展。預計未來兩到三年內(nèi)，RISC-V或突破性能水平與應用領域的限制，將很快超越所有其他架構(gòu)?！?/strong>
更適合汽車和AI技術變革的IP架構(gòu)
汽車電動化、智能化和聯(lián)網(wǎng)化的推進引發(fā)了對半導體芯片的大規(guī)模需求，其在車輛成本中的占比不斷增大。據(jù)數(shù)據(jù)，燃油車與電動車的半導體價值含量分別為450美元和750美元，后者比前者增長66.67%。
隨著電動車銷量的增長，汽車芯片市場也在迅速擴大。傳統(tǒng)的處理器架構(gòu)往往無法滿足這些新型應用對于高性能、低功耗以及特定功能的需求。這時候，RISC-V的出現(xiàn)正好提供了一種新的解決方案。其開放性設計使得汽車芯片廠商可以根據(jù)自身的需求進行特性布局，從而豐富產(chǎn)品形態(tài)。而其功能安全特性的處理器內(nèi)核，可以大大提升車載系統(tǒng)的安全性能，有利于國家汽車工業(yè)供應鏈的安全發(fā)展。
汽車的“新四化”（電動化、智能化、網(wǎng)絡化和共享化）正在顛覆汽車行業(yè)，這個全新市場非常適合RISC-V。
SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務開發(fā)資深副總裁剛至堅對于RISC-V在人工智能（AI）和汽車領域的潛力持有高度信心。他認為，隨著汽車行業(yè)的智能化和電動化技術的發(fā)展，新的硬件和軟件需求不斷產(chǎn)生，這為RISC-V提供了新的機會。SiFive憑借其領先的技術實力和市場敏銳度，已經(jīng)成為全球唯一能提供完整RISC-V車規(guī)級解決方案的公司，這是他們與眾多行業(yè)巨頭，如谷歌、三星、高通、英特爾、Microchip等的密切合作所取得的顯著成果。
針對生成式AI的Intelligence X280
為了滿足這個日益增長的市場需求，SiFive推出了一系列產(chǎn)品，包括針對高性能市場的Performance系列、針對AI領域的Intelligence系列和專為汽車應用設計的Automotive系列。其中，Performance P470/670系列是針對高性能市場的64位RISC-V處理器內(nèi)核IP，特別適合新一代的可穿戴和智能家居設備。Intelligence X280支持多核和多集群，適用于需要高吞吐量、單線程性能的應用，如AR/VR、傳感器集線器、IVI系統(tǒng)等。剛至堅表示，無論是高端還是中低端應用，RISC-V產(chǎn)品都可以勝任。SiFive已經(jīng)打造出了具有多元產(chǎn)品、符合不同ASIL安全標準的車用產(chǎn)品線，他們的目標是利用自身的技術優(yōu)勢，成為領導這場技術革命的領導者。據(jù)了解，目前SiFive的車規(guī)級高性能計算合作伙伴有某家全球一線汽車芯片大廠。
值得一提的是，SiFive不僅專注于汽車行業(yè)，他們也將目光投向了AI領域。憑借SiFive X280這款具有AI處理能力的處理器，SiFive成功地應對了市場的日益增長的需求。這款處理器搭載了高性能的RISC-V CPU核心，支持大量的并行處理能力，可以大幅簡化AI開發(fā)的難度，滿足更高的AI算力需求。
RISC-V開拓全球市場的機遇與挑戰(zhàn)
盡管RISC-V與ARM、X86的競爭剛開始，但其快速發(fā)展和優(yōu)勢已顯示其顛覆性潛力。例如，Google、Western Digital等已開始采用RISC-V架構(gòu)。另一方面，在中美乃至全球產(chǎn)業(yè)鏈脫鉤的大背景下，RISC-V正在給越來越多想要自己控制供應鏈安全的國家以希望。除了中國，包括俄羅斯、印度等國家也在積極投資RISC-V項目。比如俄羅斯成立了"俄羅斯RISC-V聯(lián)盟"。印度將RISC-V設為國家指令集，現(xiàn)已成功研發(fā)出兩款本土RISC-V處理器：Shakti和Vega，SiFive也在印度設立了設計中心。
綜觀全球，RISC-V正在中國、俄羅斯和印度等國家迅速嶄露頭角，成為推動科技發(fā)展的關鍵因素。然而，盡管其具備獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，但在全球芯片市場的爭奪中，RISC-V還需要面臨諸多挑戰(zhàn)，如技術研發(fā)的復雜性和人才短缺等問題。開源、模塊化、靈活自由的商業(yè)模式確實是RISC-V的主要優(yōu)勢。
但這種優(yōu)勢可能會造成生態(tài)的割裂和碎片化。另一方面，由于RISC-V離不開商業(yè)化公司的持續(xù)投入和運營，當行業(yè)發(fā)展到成熟階段，不可避免的又會回到ARM和X86封閉商業(yè)模式的老路。好在目前RISC-V的發(fā)展還處于早期階段，這些問題可以在未來慢慢的解決。雖然目前各大RISC-V的IP供應商之間存在競爭，整體來看還是在共同擴大市場規(guī)模。隨著更多的創(chuàng)新者和實踐者的加入，隨著RISC-V在汽車、AI等領域展露優(yōu)勢，RISC-V無疑值得業(yè)內(nèi)投入更加密切的關注，期待其在未來的市場競爭中帶來的深遠影響。
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