芯耀
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全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，RISC-V（第五代精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）憑借開源等優(yōu)勢(shì)有望改寫芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。隨著國(guó)際形勢(shì)不斷復(fù)雜化，RISC-V為中國(guó)在處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控提供了一條加速路徑。近年，在政策支持、產(chǎn)業(yè)投資以及RISC-V架構(gòu)自身優(yōu)勢(shì)的共同推動(dòng)下，中國(guó)已成為全球RISC-V開發(fā)和應(yīng)用的主要中心，國(guó)內(nèi)RISC-V芯片正加速突圍崛起。
RISC-V快速崛起，生態(tài)鏈蓬勃發(fā)展
RISC-V誕生于2010年左右加州大學(xué)伯克利分校的一項(xiàng)學(xué)術(shù)研究，其初衷是創(chuàng)建一種現(xiàn)代、簡(jiǎn)潔、可擴(kuò)展且不受現(xiàn)有架構(gòu)（如ARM、x86）遺留問(wèn)題和知識(shí)產(chǎn)權(quán)束縛的全新指令集架構(gòu)（ISA）。
開源是RISC-V核心理念，旨在促進(jìn)協(xié)作和廣泛采用。通過(guò)提供一個(gè)高質(zhì)量、開放標(biāo)準(zhǔn)的ISA，且免除版稅和許可費(fèi)用，RISC-V從根本上改變了芯片設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)學(xué)，挑戰(zhàn)了ARM和英特爾、AMD等公司數(shù)十年來(lái)建立的專有模式。
RISC-V極大地降低了芯片設(shè)計(jì)的門檻，這使得初創(chuàng)公司、中小型企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)能夠以更低的成本進(jìn)行創(chuàng)新。
憑借開源、免費(fèi)、高度可擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，RISC-V在AIoT、邊緣計(jì)算、汽車電子等領(lǐng)域快速滲透，市場(chǎng)空間不斷打開。
業(yè)界指出，目前，RISC-V已經(jīng)成為繼x86、ARM架構(gòu)之后的第三大CPU架構(gòu)。與此同時(shí)，RISC-V生態(tài)正蓬勃發(fā)展，全球RISC-V基金會(huì)成員已超4000家，覆蓋50多個(gè)國(guó)家，已在全球范圍內(nèi)形成了從IP、設(shè)計(jì)到應(yīng)用的完整生態(tài)布局。
中國(guó)是RISC-V產(chǎn)業(yè)重要參與者，目前正呈現(xiàn)多元化發(fā)展：既有阿里平頭哥、華為、騰訊等科技大廠，它們是RISC-V International的高級(jí)會(huì)員，并在核心開發(fā)和生態(tài)建設(shè)上投入巨資；也有芯來(lái)科技等專業(yè)IP供應(yīng)商；以及賽昉科技、睿思芯科等SoC與芯片設(shè)計(jì)商；其他重要成員還包括芯原股份、奕斯偉計(jì)算、飛騰信息、聯(lián)想、長(zhǎng)城等。
中國(guó)發(fā)力，國(guó)內(nèi)RISC-V芯片新突破
我國(guó)“十四五”規(guī)劃明確提出發(fā)展RISC-V架構(gòu)芯片，與此同時(shí)工信部推動(dòng)開源芯片生態(tài)培育計(jì)劃，地方政府也設(shè)立專項(xiàng)基金扶持RISC-V。政策賦能之下，國(guó)內(nèi)RISC-V廠商不斷崛起，近期RISC-V取得新一輪突破。
01、中國(guó)首款全自研高性能RISC-V服務(wù)器芯片發(fā)布
近期，睿思芯科在深圳前海正式發(fā)布了其新一代高性能處理器——靈羽。作為中國(guó)首款全自研高性能RISC-V服務(wù)器芯片，靈羽在算力、能效和接口配置等方面均達(dá)到國(guó)際主流水平，滿足高性能計(jì)算、全閃存儲(chǔ)與Deepseek等開源大語(yǔ)言模型的應(yīng)用場(chǎng)景。
睿思芯科表示，靈羽處理器基于公司全自研的CPU核心IP與片上網(wǎng)絡(luò)IP，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)亂序執(zhí)行、高速數(shù)據(jù)通路與Mesh互聯(lián)結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)軟硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)-工藝協(xié)同優(yōu)化，在產(chǎn)品工程、EDA工具鏈、物理設(shè)計(jì)與晶圓制造流程中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，顯著提升運(yùn)算中的能效比以及優(yōu)化總體擁有成本（TCO）。
靈羽計(jì)算性能已比肩Intel、AMD等國(guó)際主流型號(hào)的服務(wù)器芯片，推動(dòng)RISC-V邁入高性能時(shí)代。在內(nèi)存和I/O接口支持方面，靈羽處理器支持DDR5高速內(nèi)存，支持PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)及CXL 2.0協(xié)議，并支持高達(dá)8路互聯(lián)。同時(shí)，靈羽處理器具備企業(yè)級(jí)RAS特性，滿足RISC-V服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)置專用管理核心并支持動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，保障高負(fù)載運(yùn)行的穩(wěn)定性，滿足企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心需求。
目前靈羽處理器生態(tài)體系已集結(jié)超50家合作伙伴，涵蓋關(guān)鍵器件廠商、整機(jī)OEM、系統(tǒng)軟件與行業(yè)解決方案。
業(yè)界有觀點(diǎn)認(rèn)為，靈羽處理器的發(fā)布不僅是一項(xiàng)重大的技術(shù)突破，而且也帶來(lái)了更為深遠(yuǎn)的意義。RISC-V的早期應(yīng)用集中在MCU和嵌入式領(lǐng)域，靈羽明確以服務(wù)器為目標(biāo)，并直接與Intel/AMD進(jìn)行性能對(duì)標(biāo) 。這印證了RISC-V支持者所設(shè)想的架構(gòu)可伸縮性，并支撐了RISC-V正向更高要求的市場(chǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展的趨勢(shì)。
02、全球首款基于二維半導(dǎo)體材料的32位RISC-V架構(gòu)微處理器問(wèn)世
今年4月，復(fù)旦大學(xué)官微消息，二維半導(dǎo)體芯片取得里程碑式突破，復(fù)旦大學(xué)集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成功研制全球首款基于二維半導(dǎo)體材料（二硫化鉬MoS2）的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無(wú)極（WUJI）”，相關(guān)成果于北京時(shí)間4月2日晚間發(fā)表于《自然》（Nature）期刊。
該芯片通過(guò)自主創(chuàng)新的特色集成工藝，以及開源簡(jiǎn)化指令集計(jì)算架構(gòu)（RISC-V），集成5900個(gè)晶體管，在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)二維邏輯芯片最大規(guī)模驗(yàn)證紀(jì)錄。
RISC-V作為一種開源簡(jiǎn)化指令集計(jì)算架構(gòu)，已逐漸成為當(dāng)前芯片研發(fā)領(lǐng)域的主流選擇。本次研發(fā)的芯片正是采用RISC-V架構(gòu)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
微電子學(xué)院研究員韓軍在本次工作中負(fù)責(zé)RISC-V架構(gòu)設(shè)計(jì)。他介紹，選擇這一架構(gòu)意味著對(duì)接全球技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且無(wú)需依賴封閉架構(gòu)，未來(lái)可自主構(gòu)建用戶生態(tài)，不受制于國(guó)外廠商的架構(gòu)和IP專利。
03、芯來(lái)科技攜手矽力杰共推RISC-V車規(guī)芯片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程
近期，芯來(lái)科技重點(diǎn)展示了其NA900系列高性能RISC-V處理器IP在矽力杰SA32D系列車規(guī)MCU中的成功應(yīng)用。
芯來(lái)科技指出，SA32D系列MCU采用芯來(lái)科技6核NA900 RISC-V CPU IP，創(chuàng)造了多項(xiàng)行業(yè)突破：
性能表現(xiàn)上：搭載NA900 IP的SA32D MCU實(shí)現(xiàn)了300MHz下4.6KDMIPS的高效運(yùn)算能力，在Dhrystone和Coremark跑分上大幅領(lǐng)先基于Cortex-R5和R52的同級(jí)別MCU。
功能安全方面：該方案已通過(guò)ISO 26262 ASIL-D認(rèn)證，滿足汽車電子最嚴(yán)苛的安全要求，是國(guó)內(nèi)首款基于RISC-V的高性能ASIL-D車規(guī)MCU。
矽力杰成為國(guó)內(nèi)唯一一家可提供ASIL-D MCU + ASIL-D PMIC套片的半導(dǎo)體廠家。
芯來(lái)科技指出，RISC-V正在以開放、靈活的架構(gòu)重新革命汽車行業(yè)。特別是在功能安全與信息安全方面，RISC-V的可定制特性使其能夠快速適應(yīng)汽車電子的演進(jìn)需求。
結(jié)語(yǔ)
十五年間，RISC-V從學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室逐漸走向芯片產(chǎn)業(yè)主戰(zhàn)場(chǎng)，從物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)不斷朝高性能領(lǐng)域邁進(jìn)，未來(lái)RISC-V引發(fā)的芯片革命仍將持續(xù)，業(yè)界持續(xù)看好其在AI、汽車電子領(lǐng)域的發(fā)展。
RISC-V的可擴(kuò)展性使其能夠通過(guò)自定義指令集或?qū)Ｓ眉铀倨鱽?lái)優(yōu)化AI/ML任務(wù)，它被認(rèn)為尤其適合AI推理（Inference）負(fù)載 ，多家廠商正積極開發(fā)面向AI的RISC-V解決方案；由于汽車行業(yè)對(duì)低功耗、高性能、定制化和功能安全的需求日益增長(zhǎng)，RISC-V在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷加速 ，應(yīng)用場(chǎng)景包括高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、動(dòng)力總成控制單元、車載MCU等。
與此同時(shí)，隨著RISC-V不斷重塑芯片產(chǎn)業(yè)版圖，一個(gè)開放、多元的計(jì)算新時(shí)代開啟，中國(guó)廠商將不斷實(shí)現(xiàn)RISC-V領(lǐng)域“芯”突圍，與全球廠商共同書寫芯片規(guī)則的未來(lái)。
