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RISC-V 孕育万亿级基础软件产业机会
2024-04-18 17:04
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中国战略新兴产业融媒体记者 杜壮

 

“参考X86和ARM的历史,RISC-V孕育着万亿级基础软件产业机会。”在4月17日举行的2024IT市场年会上,中国工程院院士倪光南表示,X86生态成就了微软和红帽,ARM生态成就了苹果和谷歌,RISC-V生态也将为未来的软件巨头提供新的舞台。

目前,RISC-V开源架构正在以超出预期的速度成为计算机领域的热门方向。多位业界专家认为,这是新一轮计算架构创新的机会,它将会与开源操作系统发展出开源软件生态一样,孕育出更深层次的开源计算架构新生态。

 

 

RISC-V是一种新兴指令集,因其具有开源、开放、简洁、灵活等特性,自成功研发以来便取得了快速发展。与现在主流CPU(图形处理器)市场的X86和ARM一样,RISC-V也是芯片设计的底层指令集标准。像不同语言能写出不同文章一样,不同指令集标准也能设计出不同芯片,进而构建相应的软硬件生态。不同的是,X86和ARM是由某一个企业所有,其他企业使用需要授权。而RISC-V是一种开放标准,指令集手册谁都可以下载使用,不受任何单一企业或国家的控制。

如今,开源已经成为全球信息技术发展的强大推动力。倪光南表示,从行业角度看,越是新兴的行业开源比重越大,例如在互联网和网络基础架构等行业,开源代码比重已经超过80%;在教育科技、网络安全、营销科技、金融服务和金融技术等行业,开源代码比重已超过75%。

RISC-V便是开源架构中的一颗新星,它被《MIT科技评论》评为2023年十大突破性技术。据RISC-V International统计,2022年全球采用RISC-V架构的处理器出货量超过100亿颗,仅用12年就走完了传统架构30年的发展历程,预计未来几年RISC-V采用率将以40%年复合增长率增长,2030年RISC-V架构芯片更有望突破160亿颗。另相关数据显示,RISC-V在2027年将占到所有MCU(微控制单元)和处理器出货量的25%。

对于中国来说,无论是市场占比还是社区贡献,中国社区都是RISC-V发展历程中不容忽视的力量。据统计,全球100亿颗出货的RISC-V核中,有一半来自中国市场。RISC-V国际基金会的高级会员里,有一半以上是中国企业。


 

有业界人士认为,RISC-V的主赛道将在AIoT(智能物联网)市场。但实际上,RISC-V的应用场景非常多。RISC-V国际基金会CEO卡利斯塔·雷德蒙德(Calista Redmond)表示,RISC-V在数据中心、HPC、嵌入式物联网汽车芯片、手机和移动通信等行业都有着强劲的发展势头和潜力。无论是在中国还是在其他地区,这些都是非常重要的创新和机遇。

在倪光南看来,开源RISC-V大大降低了门槛,新的架构也适应了新的未来信息技术发展的需求。RISC-V指令集精简,易于扩展,对于新的AI应用、物联网、智能网联汽车、新能源汽车等定制化产业的需求应用非常合适,适用于未来新场景应用的发展需求。

以汽车为例,我国汽车产业也正在迎接新的全球变革,尤其是在新能源和智能网联赛道上,中国正在引领全球。智能网联汽车对芯片的需求倍增,据统计,一个传统的汽车芯片用量需求大约是500-600颗,而智能网联汽车的绝对量在5000颗以上。

从世界范围看,博世、高通、英飞凌、Nordic半导体以及恩智浦等五家头部汽车电子芯片公司共同宣布,将投资成立一家基于开源RISC-V架构的合资公司,旨在通过下一代芯片开发来推动RISC-V架构在全球的应用。该公司成立于德国,最初的应用重点将是汽车领域,随后将逐步扩展到移动和物联网等更广泛的市场。

国内也涌现出了一批试水RISC-V的企业,包括阿里达摩院、芯来科技、赛昉科技、全志科技、博流智能、中科蓝讯等产业链上下游企业,相继推出了软硬件产品和解决方案。目前,中国有上百家公司在关注RISC-V赛道,从IP、芯片到开发板,从工具、编译器、中间件、程序库到解决方案布局生态圈。

RISC-V正在向更先进的制造工艺、更强劲的性能和更高端的应用持续演进。根据Counterpoint Research预测,到2025年,RISC-V处理器累计出货量将超过800亿颗,年复合增长率高达114.9%。届时,RISC-V将在物联网、工业应用和汽车领域的市场份额分别达到28%、12%和10%。

有观点认为,随着RISC-V生态完备度及市场需求进一步增长,从IoT市场走向高性能领域是RISC-V近年来的发展主线,也是芯片架构走向主流的重要标志。


 

当前,世界上主流的指令集为X86和ARM,前者主要应用在个人电脑和服务器,后者则在手机等移动设备上见长。过去数十年来,X86和ARM在行业内处于垄断地位,行业厂商只能在二者之间进行选择。

由美国加州大学伯克利分校的教授大卫·帕特森(David Patterson)设计的新指令集RISC-V,让厂商们看到了更多的可能性。

相关预测认为,未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一,从而在CPU领域形成X86、ARM、RISC-V三分天下的格局。

“中国是世界最大的数据大国,对服务器有重大需求。”倪光南认为,当前,随着AGI(通用人工智能)的发展,中国AI算力中心建设正在蓬勃兴起,目前市场被X86服务器所垄断,性价比、能耗比等难以提升。在这种情况下,基于RISC-V架构的DSA新型服务器有可能实现对X86服务器的替代。

对于RISC-V的最大短板,倪光南指出,与现在垄断主流CPU市场的X86和ARM相比,主要在生态方面。中国的新型举国体制、超大规模市场和人才等优势,可以在发展和完善RISC-V生态方面起重大作用。在AI、物联网、智能网联车等新兴市场,RISC-V生态可以与X86和ARM进行比较公平的竞争,在被X86垄断的服务器市场,RISC-V可以依托DSA新型服务器,取得一定的竞争优势。

倪光南表示,融合RISC-V、扩展指令集、DSA、Chiplet(小芯片)及其互联等技术,发展RV-DSA服务器将是中国的一个机遇。


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编辑:艾丽

设计:艾丽

审核:李子吉

政审王军善

终审朱永旗

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