达摩院发力RISC-V生态，处理器架构迎来新的时代

达摩院发力RISC-V生态，处理器架构迎来新的时代-存储在线

从成功研发到出货100亿颗芯片，RISC-V仅用了10年时间就走完了传统架构30年的发展历程。专家表示，RISC-V采用率正以40%年复合增长率高速增长，到2030年RISC-V架构芯片有望突破160亿颗。

RISC-V的生命力源自其开源开放、简洁、模块化、可定制、可扩展特性，特别适合当前万物互联的智能硬件的发展需求，同时还大幅降低了芯片设计厂商的设计周期、成本。

据统计，RISC-V基金已有高通、NVIDIA和Google等超过4000名成员；国内也有数百家公司在关注或以RISC-V指令集进行开发，阿里巴巴、腾讯等12家中国企业还跻身RISC-V International 25个高级会员名单中。3月14日，达摩院在深圳召开的2024玄铁RISC-V生态大会吸引了众多的生态厂商、开发者和用户，展示了达摩院玄铁RISC-V团队的研发成果及实力强大生态朋友圈。

为什么选择RISC-V

生态伙伴为什么选择RISC-V架构，比科奇微电子、知合计算、忆芯科技的答案一致：除了该架构的优势，还在于达摩院的引领。

比科奇微电子是一家为5G/4G小基站设备商提供符合开放RAN标准的系统级基带芯片（SoC）和具备电信级可靠性的软件产品的半导体公司。

基带芯片又称为通信芯片，负责手机的通信功能，包括语音、数据和视频传输，将数字信号转换为模拟信号，以便在无线通信网络中传输；同时它还负责将接收到的模拟信号转换为数字信号，以便在手机内部进行处理。

该公司芯片研发副总裁沈钲表示，在2019年面向大算力的天线数据处理正式开发物理层基带，选择用RISC-V的同时，其实也考虑选用ARM或者其他小DSP产品，但更看好RISC-V就是因为其生态。

因为移动通信数据量巨大，多个RISC-V的小核在合理调度的情况下比单一的大核效率更高，所以比科奇确定了两个处理器，每个配备16个小核，一个做高层次协议栈的消息解析，每个消息的解析相对独立，另一个16小核主要做空口数据包的处理，针对小任务进行并行处理的强大要求，相当于32个小核植入SOC中。

“现在来看比科奇选择RISC-V是正确的方向。”沈钲解释说，在应用过程中，比科奇发现，DSP有很强的矢量并行能力，但是用于消息的解析过于太浪费资源。鉴于RISC-V也具备矢量扩展的能力，比科奇根据任务的类型和处理特征进行划分，将在下一代产品当中把解决大量并行处理用的CEVA DSP也换成RISC-V。，实现RISC-V的全替代。

沈钲表示，比科奇在提供SOC芯片的同时还提供软件，把芯片和协议栈芯片做成一个完整的主板交付给下游的系统集成商，或以公网面向运营商，或以工业互联网面向智能制造和智能采矿等场景。作为整体解决方案，希望将CPU的执行效率发挥到最高，为此去掉了很多的中间件，上下应用和底部打通，对客户而言，得到的就是一个整体解决方案，无需去关注用的是什么内核，好处则包括很高的能效比，在峰值的情况下甚至实现低于10W的功耗，颇具竞争优势。

AI：RISC-V最重要的方向

在知合计算CEO孟建熠看来，AI对RISC-V来说是最重要的方向。他认为，与其他架构相比，RISC-V凭借优秀的能效比在端侧大模型推理方面占据优势，且兼容性问题少、迭代快速。

知合计算是一家专注于研发高性能通用可扩展处理器的公司，其技术特点包括基于chiplet技术的算力规模扩展和利用光计算、光互联技术提升计算及扩展效率。知合计算的产品主要应用于人工智能、多媒体、通信和安全等领域，以增强算力。目前，知合计算的产品已经在数据中心、5G通信、行业PC和机器人等领域得到应用。

与阿里巴巴有着密切渊源的孟建熠（前平头哥副总裁）介绍说，达摩院团队和很多合作伙伴一直在创新和拓展新型架构。这一观点也得到了达摩院玄铁RISC-V团队资深技术专家李春强的认可。在接受媒体采访时，李春强表示，“RISC-V是开源开放的架构，因可定制、可扩展而被认为是为AI而生的架构。玄铁团队在RISC-V方向上做了很多AI相关的工作，前期从C910的Vector 0.7到920的Vector 1.0扩展指令设计实现，以及当前进一步定义的Matrix指令集，从性能方法学上的提升，辅以大模型的支持，加之在国际基金会上推进，性能有4-7倍的提升等。“

据悉，玄铁RISC-V团队在AI方向上的布局将以扩展定义的方式将CPU和AI算力相结合，使得AI的算法模型快速、便捷地跟RISC-V高效融合。据李春强透露，玄铁后续还将跟产业下游合作，重点加强芯片和终端产品与RISC-V AI的扩展应用。

AI存储：从内存下沉到SSD

忆芯科技是一家存算一体化AI芯片研发商，其产品在电力、水利、石化等行业的关键基础设施成功实现了产业化示范应用。忆芯科技还基于客户体验，基于RISC-V平台开发硬件及应用系统。作为一家整体解决方案的供应商，忆芯科技意识到，为客户提供兼容性、稳定性、可靠性最佳的产品至关重要。

在存算一体设计过程中，忆芯科技一直在关注大模型和AI。业内普遍认同的观点是，AI焦点在内存侧，而内存设备价格非常昂贵，故都在设法把参数选中下沉到更下一级的存储空间，包括将来可能出现的内存池。由于技术局限，前期基于SSD角度实现起来难度很大。今年春节前后，苹果透露自己2020年化解了这个难题并且在其AIPC上已经应用了这项技术，引起了忆芯科技的高度重视。忆芯科技有限公司合伙人朱旭涛表示，大模型应用于SSD上并尽量把参数通过加预测的方式跟GPU联动，或者将自己的协议控制器与内部的神经网络处理器（Neural Processing Unit，简称NPU）及专用领域架构(Domain Specific Architecture，简称DSA)有效整合。

营造可持续发展的RISC-V生态

无论是什么技术路线，都离不开生态合作。这对RISC-V架构来说更加重要，毕竟对手早已经有了大量的积累。

“这也是考验企业前瞻性目光。”朱旭涛表示，尽管技术在快速突破，他仍然希望跟生态合作伙伴紧密沟通。忆芯科技关注RISC-V在软件开发层面的体验，包括指令执行的效率、指令密度、编译系统对客户的友好性。针对存在的一些疑问跟玄铁团队一直密切沟通，借助RISC-V架构的SSD应用也反馈了客户大量的意见。一旦硬件出现故障，总指望软件能帮助解决一些后顾之忧。未来忆芯科技跟玄铁团队以及RISC-V生态将会有更紧密的沟通。

孟建熠则表示，知合科技和达摩院一直都在关注RISC-V的发展潜力并通过架构的创新提供高性能、高能效以及AI算力，力争与相关机构一起引导整个行业。知合科技深知，自己在其中扮演的只是一个很小的角色，希望借助达摩院以及更多的生态伙伴一起成长壮大。

RISC-V本身开源开放，但生态更多的是关注如何推动RISC-V从开源开放的指令集到产业的落地。

谈到阿里巴巴在软件生态的维度上持续布局，李春强表示，玄铁团队也是一直在参与处理器指令集的标准制定，在软件工具、操作系统等方面投入了大量的资源，开展了很多的研发工作，与openKylin、OpenAnolis、openEuler、OpenHarmony等国产操作系统及厂家，跟Ubuntu、Debian、安卓等国际上的操作系统紧密的沟通合作，碰撞出更多的火花，推动RISC-V相关产业软硬件的生态。

“合作的过程并不仅是做的简单的移植，而是包括性能、功耗的优化并以产品化的方式推进。”李春强强调，这些到目前为止还是一个阶段性的工作，后续还将更多的原生开发，往产业化方向开展更多的工作，最终让合作伙伴在RISC-V的生态圈真正赢利良性发展。