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[导读]在目前的CPU市场,x86架构及Arm架构仍然是全球最为主流的指令集架构。其中,x86架构统治着PC及服务器市场,而Arm架构则几乎完全垄断了移动市场。近年备受追捧的RISC-V架构,得益于其指令精简、模块化、可扩展、开源的优势,也迅速在对功耗、成本更为敏感的物联网市场站稳脚跟,并开始持续向着高性能的市场进行开拓,大有与x86、Arm三足鼎立之势。

在目前的CPU市场,x86架构及Arm架构仍然是全球最为主流的指令集架构。其中,x86架构统治着PC及服务器市场,而Arm架构则几乎完全垄断了移动市场。近年备受追捧的RISC-V架构,得益于其指令精简、模块化、可扩展、开源的优势,也迅速在对功耗、成本更为敏感的物联网市场站稳脚跟,并开始持续向着高性能的市场进行开拓,大有与x86、Arm三足鼎立之势。

值得注意的是,在RISC-V基金会的3180名会员当中,中国企业占比近一半。特别是随着近日腾讯也加入了RISC-V基金会成为Premier Members高级会员,使得在RISC-V基金会目前的25家最高级别的Premier Members会员当中,中国厂商的数量达到了14家。

由于RISC-V是一个面向未来的非常年轻的新架构,其内部采用的是模块化、可扩展的设计,这也就意味着,参与者在创新上拥有很大的自由度,只要增加相应的模块,就能够扩展到移动、桌面、数据中心市场,并且在AI、安全等很多方面,相比传统架构更具天然优势。据高通公司产品管理总监Manju Varma透露,高通在2019年就已经将RISC-V应用到了其骁龙865 SoC当中的微控制器,截至目前已经出货了6.5亿个RISC-V内核。

RISC-V是加州大学伯克利分校 RISC ISA 设计的第五版。罗马数字“V”表示“变体”和“向量”,表示它支持一系列计算机体系结构研究。2010年,当时加州大学伯克利分校计算机系教授Krste Asanović 博士想要制定一个像Linux 一样的开源计算机系统规范。在获得了David Patterson 博士的帮助后,它们于1990 年代开始RISC 芯片的设计工作,最终形成了 RISC-V。后来,RISC-V 基金会成立,旨在维护、宣传和管理RISC-IV IP,并协助厂商相互合作。

此后由于美国对先进芯片的出口限制,RISC-V基金会从美国加利福尼亚州转移到瑞士工作。目前,它在 50 个国家和地区拥有约 1000 多个会员(公司),其中包括华为、阿里巴巴、谷歌、英伟达和 IBM 等重量级企业。

不过,RISC-V在高性能计算的应用还面临一些亟待解决的问题。在澎峰科技联合创始人兼首席运营官王军辉看来,RISC-V体系需要构建一套数学计算库,以支持 RISC-V在高性能计算的应用,保证计算精度、计算效率与源代码级安全可控。

在算力驱动的数字经济时代,计算硬件呈现出多样性的特点。RISC-V因其开放性,比X86和Arm的生态更加丰富多样,会导致严重的碎片化问题。基于此,王军辉认为,RISC-V应回归到垂直整合的思路上来,要去思考如何前瞻性地理解应用。

最受关注的市场之一是采用 Andes、MIPS、NSI-TEXE (Denso) 等汽车级内核的汽车市场。Redmond 在她的主题演讲中引用的一项估计是,到 2025 年,RISC-V 将占新车的 10%。

欧洲 IP 供应商认为汽车 OEM 也喜欢 RISC-V,因为可以验证 RTL 代码并将形式验证方法应用于设计,而无需信任 IP 供应商。随着设计的更多垂直整合,原始设备制造商喜欢使用定制来优化成本、性能和功率。

凭借其定制化,RISC-V 在嵌入式设计中越来越受欢迎也就不足为奇了。Imperas 是一家提供设计验证和虚拟平台工具的公司,支持针对多个供应商 IP 的自定义指令。

“我们 2022 年的愿景是让 RISC-V 无处不在,随着 RISC-V 在汽车、航空航天、数据中心以及消费设备等各个领域的采用和开发,这一愿景已经真正实现,”RISC-V International首席执行官 Calista Redmond 说道。

“随着这种风潮,市场上已经有数十亿个 RISC-V 核心,我们预计到 2023 年还会有数十亿个,因为世界各地的公司和国家都在拥抱 RISC-V。”她接着说。

在过去的一年里,RISC-V 的一些最重要的技术进步是社区在 RISC-V Profiles 上的工作,以定义指令、行为和状态的版本化集合,从而实现应用程序之间的可移植性。RISC-V Profiles RVI20、RVA20 和 RVA22 的公开审查刚刚结束,将在 2023 年第一季度进行投票批准。

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