SiFive中國技術(shù)論壇圓滿落幕, 實力詮釋RISC-V成“垂直半導(dǎo)體時代”必選項

“RISC-V勢不可擋，” 暌違中國數(shù)年的RISC-V主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovic教授，在近日剛剛圓滿落幕的2023 SiFive RISC-V中國技術(shù)論壇北京、上海、深圳三地巡回演講時，始終強調(diào)了這一核心思想。

起步于2010年的RISC-V架構(gòu)已經(jīng)度過了最初的蟄伏期，在2022年就已實現(xiàn)100億顆的出貨量，據(jù)Asanovic教授預(yù)測，未來五年RISC-V將迎來迅猛增長，截止2025年RISC-V處理器核的出貨量將達(dá)到800億顆，而這仍是保守估計?！?SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅先生在大會上也同樣感嘆道，“RISC-V國際基金會的會員數(shù)從3年半前即2019年12月份時的435個壯大到現(xiàn)在已經(jīng)近4000個，幾乎是近10倍的增長，RISC-V發(fā)展太快了。”

圖1. RISC-V主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovic教授在2023 SiFive RISC-V中國技術(shù)論壇上強調(diào)RISC-V的未來勢不可擋

而在中國，RISC-V更被寄予厚望，中國一直是世界上最大的算力消費國，但并不是算力生產(chǎn)強國，RISC-V的出現(xiàn)讓中國開始有機會參與全球算力的競爭，就像通信時代的5G標(biāo)準(zhǔn)一樣。作為RISC-V的發(fā)明者與領(lǐng)導(dǎo)廠商，SiFive一直聚焦投入RISC-V，與時俱進研發(fā)迭代出業(yè)界最全的產(chǎn)品系列。本次在中國舉辦3地巡回論壇，就是為了向國內(nèi)RISC-V產(chǎn)業(yè)圈布道自身在RISC-V領(lǐng)域的能力圖譜，并重磅宣布SiFive親自運營中國市場與業(yè)務(wù)的決心，這也吸引近2500產(chǎn)業(yè)人士報名參會，共探中國RISC-V發(fā)展大計，共同見證SiFive如何以自己的方式引領(lǐng)開源生態(tài)疊加未來計算新范式的風(fēng)暴圈。

垂直半導(dǎo)體商業(yè)模式時代，RISC-V架構(gòu)為何成必然選擇?

指令集架構(gòu)高度符合馬太效應(yīng)，同時指令集架構(gòu)的競爭不只是技術(shù)層面的競爭，更多的是商業(yè)模式的競爭。為什么說RISC-V勢不可擋，正是因為產(chǎn)業(yè)界對新商業(yè)模式，對一個可用于所有領(lǐng)域的穩(wěn)定、開源、開放的指令集架構(gòu)的渴求。

Asanovic教授認(rèn)為每個時代都會有對應(yīng)主導(dǎo)的指令集，例如微處理器時代的x86架構(gòu)，移動互聯(lián)時代的ARM架構(gòu)，在當(dāng)下更垂直縱深的半導(dǎo)體商業(yè)模式下，以蘋果、特斯拉為代表的行業(yè)領(lǐng)軍公司都在自定義硅系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計，靈活開源的RISC-V架構(gòu)正是為順應(yīng)“Vertical Semiconductor”（垂直半導(dǎo)體）時代而生。

圖2. Asanovic教授指出Vertical Semiconductor時代下選擇RISC-V成必然趨勢

更何況，RISC-V內(nèi)生的指令集架構(gòu)優(yōu)勢正在日趨明顯，優(yōu)異的PPA（Power/ Performance/Area）性能，基于開源架構(gòu)的更多競爭也在激發(fā)更多的創(chuàng)新……高性能處理器和更好的生態(tài)支持都將指日可待。

圖3. RISC-V發(fā)展迅速，其生態(tài)圈迅速崛起

100%投入RISC-V+擴大中國投入，SiFive攜最新全線產(chǎn)品系列亮相中國

100多家遍布全球的客戶；350多個設(shè)計方案；全球前十的半導(dǎo)體大廠中8家都已和SiFive展開合作；600多名員工，85%以上都是研發(fā)相關(guān)高精尖技術(shù)人才，其中100多名員工均具備博士學(xué)位，SiFive用一系列數(shù)據(jù)重申自己有關(guān)RISC-V的初心。

圖4. SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅先生表示SiFive全力投入RISC-V以及將親自耕耘中國市場的決心

“SiFive從一開始就堅定投入RISC-V，并致力于幫助全球各產(chǎn)業(yè)界加速‘RISC-V化’，”剛至堅先生說道，“我們布局了最全面的RISC-V IP產(chǎn)品。此外，不僅是CPU，CPU周邊的軟件生態(tài)例如Multi-core、Multi-cluster，我們SiFive的軟件團隊都在跟進，以輸出一套完整的方案幫助客戶加速落地?！?/span>

加大中國投入，是此次SiFive RISC-V中國技術(shù)論壇向業(yè)界官宣的另一重點。以上海為中國區(qū)總部，構(gòu)建本地團隊以及本地生態(tài)合作伙伴生態(tài)，SiFive在論壇上官宣未來要親自運營中國市場，并向中國產(chǎn)業(yè)界充分展現(xiàn)了自身的能力圖譜。

圖5. SiFive構(gòu)建了RISC-V領(lǐng)域最全面的IP產(chǎn)品矩陣體系

僅僅歷時3年，SiFive的產(chǎn)品路線圖已從過去Essential系列下的5大CPU IP產(chǎn)品，擴充到新增Automotive、Intelligence、Performance多條產(chǎn)品線的RISC-V業(yè)界最全產(chǎn)品矩陣。

AI+高性能+車用成RISC-V發(fā)力的關(guān)鍵領(lǐng)域，SiFive全線布局

在談?wù)撃男┦袌鰧⒊蒖ISC-V未來發(fā)力的重點時，剛至堅先生在現(xiàn)場梳理了4點：其一，對功率效率有較高要求的領(lǐng)域，比如移動市場，目前RISC-V的功率效率相比arm會有30%~40%的提升，同時，谷歌已經(jīng)正式宣布RISC-V 成為 Android 支持的 Tier-1 架構(gòu)平臺；其二，汽車領(lǐng)域，電動化和自動駕駛已經(jīng)徹底顛覆汽車業(yè)，從硬件到軟件的徹底煥新將催生一個全新的生態(tài)；其三，即AI，特別是生成式AI和大語言模型提升了對可編程性的需求；其四，特定的關(guān)鍵領(lǐng)域，例如NASA已在大型航天和工業(yè)項目中采用了RISC-V。這4個領(lǐng)域不僅將成RISC-V未來破局的關(guān)鍵，更是SiFive率先布局以期搶占市場的重要支點。

RISC-V高性能領(lǐng)航者SiFive Performance系列——據(jù)SiFive首席工程師王開懷先生介紹，追求計算密度的Performance系列是當(dāng)前RISC-V領(lǐng)域中高性能的領(lǐng)航者。從簡單的可穿戴市場，智能家居產(chǎn)品到對性能有著更高要求的移動和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域都是SiFive Performance的目標(biāo)應(yīng)用。

其中需要特別強調(diào)P400-Series和P600-Series是率先符合RVA22規(guī)范的。眾所周知，RVA22規(guī)范的重要性在于解決RISC-V碎片化的問題，這也要求未來的各項應(yīng)用都需要符合該規(guī)范。同時，谷歌在6月初的RISC-V歐洲峰會上也揭示了未來第一版Android 15需要支持的RISC-V硬件規(guī)格，SiFive的P400-Series和P600-Series是目前市面上唯一完全合規(guī)的RISC-V CPU IP。

圖6. SiFive P470和P670和Arm產(chǎn)品的性能/效率對比圖

SiFive也在展區(qū)實時展示了轉(zhuǎn)至最新版Android，即可演示AOSP內(nèi)Android 15的Demo，方便未來客戶去搭建更上層的應(yīng)用。雖然僅是一個簡單的開發(fā)板，但從去年底谷歌官宣Android將支持RISC-V指令集，到SiFive更新此版Demo，可以看出Android與RISC-V的結(jié)合并不難，最重要的還是生態(tài)的支持和RISC-V指令集商業(yè)模式的賦能。據(jù)專家透露，最快2024年市場上就會有基于Android相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品面市。

圖7. SiFive 在中國大陸首秀Android 15 on RISC-V的Demo

此外，深度數(shù)智 CTO Sun Chan（陳新中）先生也在本次論壇現(xiàn)場代表公司贈予Krste Asanovic 教授一臺 RISC-V 筆記本電腦——ROMA。作為世界首臺 RISC-V 筆記本電腦，ROMA由 RISC-V 基金會牽頭，并由深度數(shù)智開發(fā)、鑒釋科技調(diào)試，是一款具有尖端功能的 RISC-V 筆記本電腦，搭載openKylin 操作系統(tǒng)，旨在讓用戶體驗原生 RISC-V 開發(fā)及 RISC-V 軟件生態(tài)系統(tǒng)。ROMA的誕生也向產(chǎn)業(yè)界充分展示了 RISC-V 在中國乃至全球的無限可能，對行業(yè)伙伴將 RISC-V 應(yīng)用無限拓展提出了更高期待。

圖8. 深度數(shù)智 CTO Sun Chan先生在深圳論壇現(xiàn)場贈予Asanovic教授 RISC-V 筆記本電腦ROMA

在本次中國巡回論壇上，SiFive全球首次官宣P870-A：Automotive系列業(yè)界最高性能代表——以軟件定義汽車的時代特征正加速變革汽車行業(yè)?！案嗟腁DAS功能正蓄勢待發(fā)地上車，據(jù)統(tǒng)計，自2020年至2030年，車載SoC和MCU的年復(fù)合增長率分別為19%和9%，”SiFive產(chǎn)品營銷高級經(jīng)理林宗民先生說道。從傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)變至域控制架構(gòu)，不僅可以統(tǒng)一軟件開發(fā)，大幅提升整車數(shù)字化升級的靈活性，對高性能中央計算也提出了更高要求。

圖9. SiFive Automotive產(chǎn)品系列roadmap展示

SiFive加碼汽車市場，推出了從MCU到高性能計算的可擴展產(chǎn)品系列，包括Performance系列最高性能產(chǎn)品系列P870-A。

據(jù)林宗民先生透露，P870-A是面向自動駕駛，中央網(wǎng)關(guān)等需要高性能計算的應(yīng)用場景，而該產(chǎn)品也是SiFive的客戶，一家全球一線車用芯片大廠主動向SiFive提出的硬件規(guī)格要求。可以說，在車用處理器方面P870-A是目前市面上可授權(quán)的RISC-V處理器IP中性能最高的。

SiFive Intelligence系列：開放式標(biāo)準(zhǔn)和開源才是生成式AI芯片的基礎(chǔ)——今年初，生成式AI席卷全球，并在解決seq-to-seq的任務(wù)上展現(xiàn)了它驚人的能力，而這些大模型會讓數(shù)據(jù)中心在未來20年擁有無限大的市場和未來。聚焦當(dāng)下，如何在當(dāng)前針對還未發(fā)明的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計一個AI芯片成為關(guān)鍵，SiFive AI/ML產(chǎn)品高級總監(jiān)李本中先生認(rèn)為開放式標(biāo)準(zhǔn)和開源才是生成式AI芯片的基礎(chǔ)，靈活的硬件架構(gòu)，穩(wěn)定的高效軟件開發(fā)工具鏈，RISC-V、MLIR和LLVM都將給客戶提供最穩(wěn)定的科技基礎(chǔ)。

圖10. SiFive AI領(lǐng)域重要產(chǎn)品X280

以X280為例，這個產(chǎn)品已被包含谷歌在內(nèi)的全球眾多一線客戶采用，后期這些客戶也將把相關(guān)的工具、軟件包、框架以及代碼庫開源出來惠及產(chǎn)業(yè)界。X280也因此被定義為RISC-V目前在人工智能領(lǐng)域中最成功的處理器產(chǎn)品。

在論壇同期的展位上，SiFive也展示了其基于X280產(chǎn)品的人像/物品識別AI/ML解決方案Demo。Google已于2023年2月公開推出MLIR框架下完整的AI/ML解決方案OpenXLA，SiFive已將OpenXLA/IREE軟件棧成功整合，SiFive Intelligence系列也是目前市面上唯一支持OpenXLA RISC-V的軟件與硬件解決方案。該Demo也是向業(yè)界宣布SiFive具備讓客戶快速進入AI各應(yīng)用市場的能力。

圖11. 基于AI/ML解決方案的人像/物品識別Demo在SiFive展臺同期展出

“軟件！軟件！軟件！”，SiFive攜伙伴合力構(gòu)建RISC-V生態(tài)體系核心

在論壇的專題討論環(huán)節(jié)，有觀眾現(xiàn)場詢問Asanovic教授RISC-V未來發(fā)展最關(guān)鍵的3個要素是什么，Asanovic教授回答：“Software！Software！Software！”確實，對RISC-V來說，僅僅指令集的開源還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，整個產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)敏捷開發(fā)、快速迭代，需要包括開源處理器、開源工具鏈、開源IP、開源SoC、操作系統(tǒng)、編譯支持等全方位的生態(tài)。特別是面向高性能芯片領(lǐng)域，RISC-V尚需統(tǒng)一操作系統(tǒng)、算法庫等軟件生態(tài)的支持。

因此，SiFive首席現(xiàn)場應(yīng)用工程師張巖先生在介紹RISC-V從嵌入式到應(yīng)用處理器及開發(fā)工具時首先強調(diào)了，“RISC-V有著增長最快的軟件生態(tài)系統(tǒng)?！盨iFive可以說是RISC-V軟件工具和操作系統(tǒng)的最有力貢獻(xiàn)者，提供從編譯器（GCC, LLVM, PoCL）到調(diào)試工具、實用程序庫（GDB, binutils, newlib, glibc）到Linux內(nèi)核端口、ISS模型（QEMU）等?！岸裉欤蠸iFive的軟件工具都將免費提供，沒有任何許可證秘鑰控制?！?/span>

當(dāng)然，RISC-V的生態(tài)構(gòu)建需要行業(yè)參與者的合力，SiFive也深知此事不易，從一開始便注重生態(tài)體系的構(gòu)建，目前已在軟件工具、操作系統(tǒng)等維度構(gòu)建了自己的生態(tài)圈。

圖12. SiFive軟件工具、操作系統(tǒng)及IP合作伙伴示例

在這次論壇上，眾多生態(tài)合作伙伴，例如Synopsys、Imperas、思爾芯、芯帶科技、 IAR、LAUTERBACH、Green Hills Software一同亮相，或通過專題演講、或通過Demo展示，紛紛從自身視角闡述了對RISC-V生態(tài)構(gòu)建的助力以及如何與SiFive展開合作。Synopsys作為業(yè)界領(lǐng)先的從驗證到實現(xiàn)IP技術(shù)的提供商，在針對RISC-V這一新興的CPU生態(tài)體系，將加強和RISC-V生態(tài)中的領(lǐng)軍企業(yè)比如SiFive展開全方位合作，通過系列合作共同幫助客戶快速解決SoC設(shè)計當(dāng)中使用RISC-V CPU面臨的驗證和實現(xiàn)流程當(dāng)中的各種挑戰(zhàn)。Imperas致力于開發(fā)RISC-V模擬技術(shù)和處理器驗證，和SiFive合作也為開發(fā)出軟硬件開發(fā)人員適用的系列仿真模型，進一步幫助客戶降低開發(fā)風(fēng)險，加速產(chǎn)品上市流程。

圖13. SiFive一眾生態(tài)合作伙伴展臺同樣引人關(guān)注

而對于如何實現(xiàn)RISC-V微架分析及汽車架構(gòu)級方案優(yōu)化，思爾芯重點推薦了其Genesis芯神匠平臺，在該架構(gòu)平臺中，從航空電子、軟件無線電、多媒體網(wǎng)絡(luò)、自動駕駛、半導(dǎo)體等多領(lǐng)域，借助軟件本身特點，自帶有標(biāo)準(zhǔn)的模型庫，助力客戶像搭積木一樣構(gòu)建自己的架構(gòu)。另外，作為一個突破性的多標(biāo)準(zhǔn)芯片平臺，芯帶科技的專家也宣稱其WAVE?芯片平臺將徹底改變基帶芯片設(shè)計，兼具硬件的速度和軟件的靈活性，將面向RISC-V提供全新的架構(gòu)方法來設(shè)計基帶ASIC。

RISC-V生態(tài)大軍正以想象不到的加速度席卷而來，正如剛至堅先生在演講中總結(jié)的，“RISC-V的優(yōu)勢就是精簡、開源、低功耗、模塊化，而充分的參與和競爭會帶給RISC-V領(lǐng)域更多的動能和活力，這是其他架構(gòu)都無法比擬的優(yōu)勢！”