科创板日报 03-26
开源RISC-V重构全球算力版图?
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《科创板日报》3 月 26 日讯(记者 郭辉) DeepSeek 凭借开源、低成本、高性能的特性,在今年带来一场 AI 算法革命,并引燃 AI 应用的丰富创新。与此同时,AI 爆发也进一步暴露云端与智能终端算力的紧缺。当前,算力资源及话语权,已经成为显性竞争要素,也将在很大程度上决定未来产业的发展上限。

众所周知,在计算芯片产业上游,芯片指令集架构长期由国外厂商主导。尤其以 x86 架构和 ARM 架构为例,构成了指令集生态的两大核心阵营。不过由于其相对封闭,指令集及 IP 使用高度依赖授权,技术自主性具备一定风险。

由此,RISC-V 作为一种开源指令集架构,近年迎来发展契机,并且在政府支持、产业自驱共建以及学术研究等不同层面,均取得持续性进展。

值得关注的是,RISC-V 的商业化,可能是此前业界对这一开源架构前景的最核心担忧之一。但也有业内人士表示," 国内开源机构近年在模式上的一些创新,让我看到,RISC-V 可能比此前预想要更早地能够作为中国芯片的基础架构,将产业发展起来。"

RISC-V 有望满足高性能计算需求

据了解,与 x86 架构和 ARM 架构相对封闭不同,RISC-V 选择了一条完全开源的道路,任何人都能免费使用、修改和扩展,并通过 RISC-V 国际基金会为核心芯片架构设定标准,但不拥有或控制技术。同时,还具备 RISC-V 低功耗和灵活定制的优势,这意味着 RISC-V 在全球算力紧缺以及地缘政治风险中,发展备受期待。

RISC-V 作为一种精简指令集,只有 47 条基础指令。据业内人士介绍,此前,RISC-V 芯片的应用领域以物联网为主,并且被认为性能相比其他架构存在更加明显的 " 天花板 "。

但在人工智能时代下,通过涉及硬件加速器、拓展指令集、优化处理器架构等优化手段,持续实现性能提升,也将有机会满足 AI 等更多应用领域对于 RISC-V 芯片的需求。

中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云岗在日前举行的 " 好望角科学沙龙 " 上表示,RISC-V 正引领芯片设计从 " 私有封闭 " 向 " 开源协作 " 的范式革命。不仅如此,我国香山高性能处理器核 IP、玄铁 C930 服务器芯片等 RISC-V 领域的技术突破,验证了 RISC-V 在高性能计算领域的可行性。

" 开源的 RISC-V 正在快速崛起,成为全球科技产业的重要一环,其生态也将开辟中国芯片自主新赛道。" 包云岗如是称。

" 好望角科学沙龙 " 由硬科技早期投资机构中科创星发起,持续聚焦人工智能、光子科学、量子计算、可控核聚变、生命科学、合成生物学等前沿领域,促成产学研交流。3 月 22 日,在上海举办了 "RISC-V 与开源芯片 " 的专题沙龙,40 多位来自 AI、芯片领域的专家学者与科技企业创始人、硬科技投资机构负责人参与探讨。

Omdia 此前报告显示,2024 年至 2030 年期间,基于 RISC-V 的处理器出货量将以每年近 50% 的速度增长,预计到 2030 年出货量将达到 170 亿颗,RISC-V 处理器将占据全球市场近四分之一的份额。其中,预计到 2030 年,基于 RISC-V 的 AI 处理器出货量将超过 5 亿颗,大量 RISC-V 企业将从中获益。

多地产业政策出台 RISC-V 发展盲区在何处

今年多地政府新增 RISC-V 生态支持政策。

在上海浦东的集成电路设计产业园内,今年新增 RISC-V 生态街区,将以上海开放处理器产业创新中心(SOPIC)为核心,加大力度扶持培养 RISC-V 各应用领域的中小企业。目前已入驻 "RISC-V 生态街区 " 的上海开放处理器产业创新中心,正协同 RISC-V 产业链上下游企业和科研院所,共建 RISC-V 关键共性技术平台,用开放的硬件平台构建开源的软件生态,与国内高校合作培养 RISC-V 专业人才,推动 RISC-V 产业创新发展和产业化落地。

在北京亦庄,2024 年 12 月发布了 RISC-V 产业发展行动计划以及《RISC-V 标准体系》等多项重点项目,提出将开放十大应用场景,通过开放智算中心、工业生产、自动驾驶、政务服务、教育服务、金融服务、医疗健康、大模型终端等应用场景,加速 RISC-V 在北京乃至全国的技术创新与应用落地,同时目标到 2030 年,实现产业规模超过 500 亿元。

香港特别行政区政府在 2025 至 2026 年度财政预算案中提到,香港投资管理有限公司将促进人工智能技术的研究和产业化发展,包括开源技术,尤其是 RISC-V 开源芯片的设计和应用。日前港投公司正式宣布投资赛昉科技,赛昉科技将在香港设立子公司并开展业务,双方将合力推动 RISC-V 产业的发展,包括整合芯片设计、系统开发与应用场景资源,构建指令集架构到终端应用的垂直创新链。

中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云岗表示,RISC-V 在应用中还需要攻克 " 三座大山 ",分别是工具链短板、标杆案例缺失和人才缺口。尤其是人才缺口方面,包云岗认为 RISC-V 领域从芯片设计、验证、解决方案、技术支持等各个层次人才均不足,教学、资料、培训、认证等需加强。

但就当前的产业应用落地而言,有 ARM 架构 CPU 芯片企业的负责人向《科创板日报》记者表示,RISC-V 生态 IP 资源不足,更大的考验还在于商业闭环的形成,以及自研 IP 带来的高成本和生态碎片化。" 但国内开源机构近年在模式上的一些创新,让我看到,RISC-V 可能比此前预想要更早地能够作为中国芯片的基础架构,将产业发展起来。"

据了解,2021 年由北京市和中国科学院组织了国内一批行业龙头企业和顶尖科研单位,发起成立北京开源芯片研究院,主要攻关 RISC-V 领域关键共性技术、建设关键支撑平台、优化生态治理、推动重点行业规模商用等内容,同时围绕 " 香山 " 开源高性能 RISC-V 处理器核与 " 一生一芯 " 人才培养计划开展研究工作。2024 年,阿里达摩院则牵头成立了 "RISC-V 无剑联盟 ",以加速 RISC-V 的生态产业化。

在商业模式上,据业内人士介绍,类似基于 Linux 进行发行版开发,对发行版进行收费创造价值,或者类似谷歌对安卓系统进行开发后,再由手机厂商在此基础上进行定制," 其他开源系统已形成能够实践的商业模式,RISC-V 生态的商业化同样有很大空间 "。

RISC-V 架构版图加速扩张 国内产业处第一梯队

RISC-V 架构发展势头迅猛。据了解,RISC-V 架构技术自 2010 年诞生后,15 年时间里完成了其他指令集架构 30 年的发展历程,2015 年首款 RISC-V 物联网芯片落地。

在 2024 年,英伟达宣布年出货 10 亿颗 RISC-V 内核。

RISC-V 生态共建有赖于头部芯片厂商打造并提供开源 IP,同时也有越来越多国内的芯片企业加入 RISC-V IP 开发当中。

以达摩院为例,此前玄铁已授权 300 多家企业,出货量超过 40 亿颗,在 PC、电力、机器人等领域催生创新应用。

芯原股份此前牵头成立了 RISC-V 专利联盟,并参与筹建上海开放处理器产业创新中心。该公司有多个以 RISC-V 核为架构的客户项目正在推进。

国芯科技近期表示,该公司已开展基于 RISC-V 指令架构的神经网络扩展指令集架构研究,形成神经网络处理器专用指令集,能够支持神经网络算法的加速处理,推出了 CRV4AICPU 和 CRV7AICPU。该公司最新已完成设计和正在流片验证的极高性能云安全芯片 CCP917T,也正是基于 RISC-V 架构的 CRV7 多核处理器进行设计,将适用于人工智能、云计算安全、网络安全和运营商核心网应用。

乐鑫科技表示,其基于 RISCV 开源指令集自研处理器的产品线收入已进入高增长阶段,自研的高性能双核 RISC-V 处理器驱动下的 SoC 产品,拥有 AI 指令扩展、先进的内存子系统,并集成高速外设,将充分满足下一代嵌入式应用对人机界面支持、边缘计算能力和 IO 连接特性等方面提出的更高需求。

在研究领域,据东壁科技数据创始人、深圳大学特聘教授吴登生近日发布的《RISC-V 领域发展态势研究报告》显示,RISC-V 领域的科研版图正加速扩张,美国、中国、欧洲正在成为这一领域的创新三角。

其中,RISC-V 在人工智能与机器学习、物联网与边缘计算、高性能计算等应用领域的拓展,处理器架构优化、低功耗设计、指令集拓展与优化等技术方面,成为近年学界热度持续攀升的研究焦点。吴登生表示," 从整体上看,RISC-V 领域的研究已进入稳定增长阶段,RISC-V 技术的未来发展趋势值得持续关注。"

海通证券表示,在 RISC-V 生态建设上,中国处于第一梯队。在技术和应用上的贡献度越来越高,这也意味着中国在 RISC-V 全球生态建设中正起到关键核心作用。

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