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SiFive：RISC-V三分天下必有其一

2023-07-04 15:00:48 来源: 互联网

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纵观当前全球市场，芯片指令集呈现双寡头格局，基于X86和ARM架构的处理器占据绝大多数市场份额，X86架构在PC及服务器市场一家独大，移动市场则由ARM架构一统江湖。

在这样的格局下，行业厂商大多只能在这二者之间选择，但碍于ARM授权费用昂贵，传统X86授权又过于复杂。同时，也有越来越多的公司意识到，如果他们的未来和命运取决于其他人，那么其商业模式和战略模式就会面临更高的风险。因此，业界一直期待在CPU架构领域能有更多选择。

基于此，凭借开源带来的开放生态、灵活性和高度可定制性，RISC-V正在成为搭建计算生态的一种新选择。

尤其是随着AIoT时代的到来，RISC-V架构开放、灵活、模块化的特点，特别适合AIoT市场场景碎片化、差异化的市场需求，产业界普遍认为其有望成为下一代广泛应用的处理器架构。根据Semico Research预测，到2025年，RISC-V市场规模将超10亿美元。

可见，RISC-V市场预计将迎来快速增长。

在此背景和趋势下，6日26日，2023 SiFive RISC-V中国技术论坛首站在上海正式拉开帷幕。RISC-V主要发明人、SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanović教授与SiFive企业行销与业务开发资深副总裁Jack Kang (刚至坚) 亲临现场，携合作伙伴一同出席并探讨全球RISC-V趋势与RISC-V在中国半导体行业的发展，将RISC-V应用无限拓展。

RISC-V产业现状与发展趋势

作为RISC-V的发明者和主要推动力量，SiFive在近来兴起的RISC-V运算架构发展趋势中扮演了重要角色，且广受国际半导体大厂采用，快速成长。

在本次技术研讨会中，SiFive针对RISC-V的最新发展趋势与应用，以及该公司近年来推出的高端应用处理器、人工智能与矢量运算、以及车用产品组合进行了说明和介绍，以协助业界发挥RISC-V架构的高效能、低功耗特性，提升产品竞争力，推动更多创新应用。

Krste Asanović教授表示，RISC-V在开放性、简易性、可模块化、可拓展性等多个方面，比传统架构都具有优势。

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

这些特性让基于RISC-V的芯片设计易于修改，在应用于广泛的数字应用时，具有更大的灵活性。同时，开放式标准也使RISC-V成为一个有吸引力的选项，特别是对于那些既希望设计定制芯片，又不希望花费数百万美元许可费来使用专有芯片架构的初创公司而言。

通过回顾RISC-V发展背景，Krste Asanović指出，RISC-V与X86和ARM体系的不同之处在于其开放性，不受某一家企业主导。因此使用这一架构的设计企业拥有更独立的主导权，不会被竞争对手牵制。而且，半导体行业需要开源的指令集架构商业模式，企业们会逐渐转移到RISC-V这种高质量的开源架构。此前被人们循序渐进采用的流线型计算机芯片指令集架构（ISA）——第五代精简指令集计算机（RISC-V），现已正式进入高速发展阶段。

RISC-V赛道正吸引着全球众多参与者躬身其中，积极卡位。截止去年7月，RISC-V基金会就指出RISC-V架构芯片出货量已突破100亿颗，仅用12年就走完了传统架构30年的发展历程，预计2025年RISC-V架构芯片更有望突破800亿颗。

Krste Asanović教授：未来5年RISC-V将迎来快速增长

对于RISC-V将强势增长的原因，Krste Asanović教授坦言，RISC-V与X86和ARM体系的不同之处在于其高度开放，不受任何一家企业主导。使用RISC-V架构的芯片设计企业拥有更独立的主导权，专业设计公司和厂商自身都可以参与其中，竞争更加充分，更能保持创新活力。

由此可见，RISC-V的发展势不可挡，RISC-V架构将拥有更好的处理器和生态系统，未来两到三年有望超越传统架构。

同时，在活动现场，刚至坚深入分享了SiFive在各重要领域的产品与技术发展。尤其对RISC-V在中国市场的发展速度感到震惊和兴奋。值得注意的是，在已经出货的100亿颗RISC-V处理器芯片中，有近一半产自中国。

SiFive企业行销与业务开发资深副总裁Jack Kang (刚至坚)

基于此，SiFive深耕中国市场，从一开始就在这个生态圈中为中国客户提供各种支持与协助，希望与中国客户和市场一起见证RISC-V产业和生态的腾飞。

不过，从RISC-V芯片当前应用领域来看，更多是集中在低算力的MCU市场以及生态依赖性低的物联网领域。而随着RISC-V在AIoT领域站稳脚跟，以及RISC-V生态完备度和市场需求的进一步增长，以AI、汽车电子、服务器、数据中心为代表的高性能领域成为RISC-V产业下一步的落子方向。

RISC-V基金会CTO Mark Himelstein也曾透露，RISC-V在未来几年将会发力汽车、数据中心和安全等多个应用领域，包括近来备受关注的加速器和智能网卡也是RISC-V未来的关注重点。

综合来看，如果说稳定性是RISC-V的安身之本，开放性是RISC-V的生命力，那么，向高性能领域迈进就是RISC-V的竞争力所在。

SiFive发力高端市场

SiFive作为RISC-V的发明者与领导厂商，正在将RISC-V的潜力从中低端MCU和IoT市场，引领至高性能与数据密集型应用中。SiFive所建构无与伦比的计算平台，能够在芯片设计的每个细分市场中，成功协助全世界众多科技领导厂商。

可以说，SiFive正在引领RISC-V的创新之路。其囊括了全球前十大半导体厂商中大部分企业的合作与订单，三星、高通更于SiFive开始发布高性能应用处理器系列就已率先宣布与之合作。同时，Google已宣布将RISC-V架构作为Android的主要支持平台，至今许多业界领导厂商已将RISC-V架构导入移动设备、高端穿戴设备和其他各类应用芯片。

作为RISC-V最有力的传承者和发扬者，SiFive的RISC-V处理器至今已经涵盖人工智能、机器学习、车用电子、数据中心、移动计算、与消费电子等高效能计算。

据介绍，SiFive的处理器核心IP产品组合基于自由和开放的RISC-V指令集体系结构，提供四大系列的处理器产品，旨在为应用程序和深度嵌入式应用提供不同类别的性能，效率和功能，适合各种应用场景需求:

▪️ 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SiFive专属的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，其面积可优化到无与伦比的算力与能耗效率的最佳方案。凭藉优异的能效与运算密度，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。

对现今的各种应用需求来说，运算密度是非常重要的。更高的运算效能可带来降低SoC成本，以相同面积提供更高效能或是能够整合更多核心，实现最佳化系统设计等多方面效益。新推出的P470和P670能提供数倍优于竞争对手的运算效能，对市场来说这是一个重要指标，不仅加深了业界对RISC-V的信心，也将能推动更多的新应用商机。

▪️ SiFive Inteligence：在近期爆火的生成式AI方面，RISC-V的开源属性所带来的高自由度，使得设计人员可以根据自己的特定需求调整架构。同时其还具有低功耗和低延迟的特点，十分契合生成式AI的发展环境。如今，SiFive Intelligence系列正在发挥RISC-V的矢量运算优势，以应对市场对于AI/ML及更高效能应用的运算需求。

在该系列在处理器设计上，SiFive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。而且由于仅需单一的ISA与工具链并采用开放软件，可大幅简化编程工作。

▪️ 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。

当前，汽车产业正面临巨大变革，随着汽车“新四化”的发展，过去汽车中大量采用的MCU，正移转至以更少芯片的domain control架构。RISC-V的低功耗、高效能以及未来性，成为业者在选用新架构时的最佳选择。

另一方面，现在正是汽车设计改变架构之际，车厂不希望被封闭、专属的架构所限制，RISC-V提供的高效能与灵活性正符合他们的需求。过去几年，RISC-V在汽车市场发展快速，包括Renesas、Intel/Mobileye、Kneron等业者都已推出基于RISC-V核心的车用产品。对SiFive来说，我们看到了业界需求，并已开发多款产品，以因应目前及未来的汽车市场需求。

目前，SiFive Automotive系列有E6-A、S7-A、X280-A三个产品线，是其既有Essential和Intelligent系列产品的扩展。这些产品的效能涵盖了64位元高效能CPU、32位元嵌入式CPU、矢量运算、虚拟化、安全性、多核心／多丛集扩展性，以及符合ASIL-B和ASIL-D等丰富特性。

德勤预测，预计到2025年，基于RISC-V技术的芯片销量在汽车领域的可服务市场有望达到29亿个。

此外，由于RISC-V的可靠性、开放性和耐用性都很突出，在十分注重安全性的航空航天和工业领域都有着巨大商机。例如，SiFive此前就被NASA选中，为NASA的下一代高性能航天计算(HPSC)处理器提供CPU核心。HPSC将用到8个SiFive Intelligence X280 RISC-V矢量核，以及四个额外的SiFive RISC-V内核。据了解，该配置下的HPSC将提供超过当前太空电脑近100倍的计算能力。

刚至坚先生在接受采访时表示：“通过2023 SiFive RISC-V中国技术论坛这一舞台，SiFive不仅展示了RISC-V在各大热门高性能领域的成熟产品和技术进展，同时也携手众多生态合作伙伴实现创新发展、推动产业前行。”

SiFive拥有最广泛的RISC-V产品组合，至今已与全球前十大半导体厂商中大部分企业达成合作并交互产品。SiFive的RISC-V处理器不仅适用于消费电子、IoT等领域，还涵盖人工智能、机器学习、车用电子、数据中等高效能计算场景。

除了SiFive外，一众行业厂商也在布局卡位，比如Ventana开发了面向数据中心的多核 RISC-V小芯片Veyron V1；MIPS公司宣称放弃自研架构而押注RISC-V，目前MIPS正在利用其经过硅验证的CPU技术来加速RISC-V在数据中心等高性能应用中的采用；Imagination推出RISC-V CPU IP——Catapult系列为异构计算铺路；Mobileye推出EyeQ Ultra在芯片中配备12个RISC-V内核和神经网络加速器等等...

能看到，行业发生的一系列“事件”都在为RISC-V向高端进阶按下加速键。

综合来看，无论是X86还是ARM架构，都是在新兴市场和新兴应用中成长起来的。RISC-V也要找到突破口，形成规模化应用的示范效应，再逐渐向更多的领域扩展，然后形成一个“滚雪球”似的生态循环。

回溯发展历程，RISC-V在初步证明其商业化可用的路上发展速度非常快。在IoT市场站稳脚跟后，正在往更高性能、更加纵深的方向深入发展。

生态建设，成为RISC-V胜负手关键

回过头看，无论是Wintel（Windows+Intel），还是AA联盟（Android +Arm），以及那些早已凋零的MIPS、PowerPC等芯片架构，决定竞争终局的或许从来不是技术本身，而是丰富的上层应用、高效的软硬协同以及爆发的市场需求。

总结起来就是两个字：生态。

生态依旧是RISC-V未来发展过程中绕不开的重要挑战。对于RISC-V未来的生态发展趋势，无论是IoT市场的规模化应用，还是高性能领域的未来潜力，RISC-V这个新兴架构吸引着全球众多参与者积极投入。

国内外各大科技公司正大力布局RISC-V架构，通过这款开源、精简的架构平台，设计出所需的芯片产品，或者通过RISC-V延伸出其它的生态系统。不管是软件还是硬件，RISC-V的适配能力正逐步扩大。

如今RISC-V已是成长最快速的软件生态系统，从整合开发环境和工具、编译器、中介软件、程序库，到商业解决方案，都已有众多业者参与研发。

Krste Asanović 教授在采访中表示，除了Linux相关的软件支持齐备之外，由于受到来自市场的要求，Google已宣布不仅会把Android移植到RISC-V架构，更将把RISC-V视为Android的一级平台，已为RISC-V生态系统带来了强劲动能。

此外，英特尔、三星、高通等龙头企业都已经开始导入SiFive RISC-V方案。RISC-V生态系统正在迅速发展，逐渐完善。随着加入的企业逐渐增多，它们之间的竞争将进一步促进RISC-V的生态发展。

展望未来，Krste Asanović认为，“三分天下必有其一”，RISC-V终将打破X86时代两大巨头与移动终端Arm所垄断的局面，回归到可转换、多元供应商的生态平衡，走向更广的生态合作，商业合作上也涌现更多新模式、新合作、新生态，在半导体垂直时代“晶圆厂＋软件IP＋EDA工具”业者携手协同创新。

本次论坛，SiFive不仅展示了自身对RISC-V如何开拓于各热门高性能领域的成熟产品和技术进展，更携手一众生态合作伙伴共襄开源盛会。新思科技、Imperas、Green Hills Software、思尔芯（S2C）、芯带科技等企业的专家代表，从EDA工具、软硬件的仿真、面向RISC-V系统的软件方案、RISC-V应用于无线通讯领域等角度，带来自己的洞察和见解，同时开设展台展示自身创新方案，合力加码RISC-V重塑未来计算。

责任编辑：sophie

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