【IC设计】倪光南院士：RISC-V是“中国芯”掌握主动权的重要机遇

在2022 RISC-V中国峰会上，阿里平头哥发布首个高性能RISC-V芯片平台“无剑600”及SoC原型“曳影1520”。中科院院士、计算机专家倪光南表示，RISC-V将发展为世界主流CPU架构之一，是我国芯片产业掌握主动权的重要机遇。

近年来，RISC-V正从碎片化、定制化的物联网领域，向移动设备、HPC、服务器等高性能计算领域渗透。在国内外均有不少企业已发布了可量产的高性能RISC-V芯片。

倪光南指出，未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成与英特尔x86、ARM三分天下的格局。有数据显示，到2025年，采用RISC-V架构的芯片数量将增至624亿颗。

据了解，RISC-V处理器目前主要在微控制器、手机周边、智能家电、工业控制、汽车电子、智能电网，办公自动化等中低端IoT领域得到应用。高性能是下阶段需要突破的方向。而要进入CPU服务器主流领域，依然还要较长的路要走。

RISC-V迎来发展机遇

多位业内人士告诉《科创板日报》，芯片架构就好比一栋大楼的地基，没有地基的支持，芯片设计就好比空中楼阁。所以芯片设计厂商会根据各自的需求,选择芯片架构。

从芯片发展沿革看，近十几年来，移动终端选择ARM，PC端选择X86，这两大架构垄断了全球芯片架构市场，对应的生态十分庞大。但从最新趋势看，MIPS、RISC-V架构等新架构也正在兴起。

作为新兴的开源指令集架构，RISC-V近年来备受业内瞩目。

2018年7月，上海首度宣布将RISC-V列入政府产业扶持对象，成为国内第一个发力RISC-V的城市。同年10月和11月，中国 RISC-V产业联盟与中国开放指令生态（RISC-V）联盟相继成立。

据了解，前者的成员单位已超过140家，吸引了晶晨股份、芯原股份、全志科技、乐鑫科技等上市公司，以及芯来科技、赛昉科技等创业公司纷纷加入。

后者则由中国工程院院士倪光南领衔，吸引了包括阿里巴巴、中芯国际、紫光展锐、北大清华、紫光国微在内的企业成员。一直以来，倪光南院士都十分看好RISC-V架构。RISC-V是目前全球三大主要CPU指令集之一。与ARM和X86相比，RISC-V是开源指令集，允许任何人设计制造芯片，并且免版税，这意味着公司可以采用设计而无需支付许可费。

有业内人士告诉记者，RISC-V的机会在于当下AIoT时代万物互联的浪潮。“物联网时代对定制化、低功耗、低成本、灵活性的行业需求，让 RISC-V有可能成为继英特尔 X86、ARM后的下一代广泛应用的CPU架构。”

2022 RISC-V中国峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠在接受《科创板日报》采访时表示，RISC-V的优势主要在于硬件开源、定制化、价格更低，让芯片更普惠、更透明。当下，RISC-V芯片主要应用于机器视觉、工业控制、车载终端、移动通信、多媒体和无线接入等物联网端侧领域。比如，天猫精灵中就有搭载RISC-V架构的玄铁处理器。

RISC-V正走向高性能应用

孟建熠向《科创板日报》记者介绍，这次无剑600的发布，正是希望推动更多的RISC-V芯片进入高性能应用场景。

作为高性能RISC-V异构芯片的软硬件全栈平台，开发者和厂商可基于无剑600定制高性能RISC-V芯片，并降低芯片开发成本和风险，缩短研发周期。

目前，基于该平台的首颗SoC原型芯片曳影1520，采用4核高性能玄铁RISC-V处理器C910，最高主频达2.5GHz，最高吞吐率4266MT，AI算力达4TOPs，已兼容龙蜥Linux操作系统，并支持运行FireFox浏览器、Libre Office等大型桌面级软件，可覆盖边缘计算、人工智能、图像识别、多媒体等场景。

《科创板日报》记者留意到，已有不少巨头和初创企业在试水RISC-V芯片用于高性能场景。

比如赛昉科技在8月23日发布了一款量产高性能RISC-V多媒体处理器JH7110；跃昉科技也在8月16日宣布将在今年底量产12nm RISC-V SoC芯片NB2，其定位于高端工业级应用。而在国际市场，Si-Five公司此前推出了面向数据中心的64位RISC-V核心“U”系列，并发布了高性能计算处理器P650。

中科院计算机所研究员包云岗认为：“高性能是RISC-V下阶段需要突破的技术方向。平头哥的无剑600平台及量产芯片，证明了RISC-V架构完全能够胜任更高性能的商用场景，今后在这个平台必定会涌现出更多高性能RISC-V芯片。RISC-V正从IoT终端走向边缘侧和云端，未来在数据中心场景的潜力同样巨大。”

中科院软件所PLCT实验室项目总监吴伟则相信，在未来五到十年之内，RISC-V会和X86、Arm一起成为三大CPU主流架构。

“这个过程并非自然发生，而是需要全球软件及硬件开发者的共同努力，有一个漫长艰苦的爬坡期。”

软硬件生态尚待成熟

当前，RISC-V架构面临应用碎片化、开发效率低、软硬件适配难等问题，其整个生态还远未成熟。

对于正在上升期的RISC-V架构技术而言，只有更多的开发者和企业使用，才能共同推进生态进步，让这一技术在芯片和操作系统等软硬件层面发展起来。

孟建熠指出，RISC-V的发展最需要的是生态支持和培育。相比传统芯片架构，RISC-V生态的配套软硬件及工具仍然较为稀缺，这极大地限制了开发者在RISC-V生态上的创新。

中科创星董事总经理张思申对《科创板日报》记者分析，技术并不是主要门槛，主要差距在软件生态的完善。

“在成熟的生态里，RISC-V短期内很难撼动X86、ARM的地位。但在一些新的、特殊的领域，RISC-V有应用的空间，比如无历史应用负担的AIoT，无外部交互需求专用SOC，无生态依赖的MCU，有自主可控要求的特殊领域等等。但要逐步过渡到CPU服务器主流领域，预估这个过程相对较长。”

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