在芯片領(lǐng)域，開源RISC-V正展現(xiàn)出重塑市場(chǎng)格局的強(qiáng)大潛力，諸多行業(yè)先鋒已接納這一最新指令集架構(gòu)（ISA ）。

Nvidia現(xiàn)有的圖形處理單元，依復(fù)雜程度不同，由多達(dá)40個(gè)內(nèi)部定制的RISC-V內(nèi)核管理。早在2015年，即RISC-V開放標(biāo)準(zhǔn)推出僅5年后，Nvidia就開啟了從專有微控制器到開源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型之路。

達(dá)摩院玄鐵更是加速布局“高性能+ AI”RISC-V全鏈路，其首款服務(wù)器級(jí)CPU C930也將于今年3月開啟交付。C930通用算力性能達(dá)到SPECint2006基準(zhǔn)測(cè)試15/GHz，面向服務(wù)器級(jí)高性能應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，C930搭載512 bits RVV1.0和8 TOPS Matrix雙引擎，將通用高性能算力與AI算力原生結(jié)合，并開放DSA擴(kuò)展接口以支持更多特性要求。

谷歌、高通、三星等行業(yè)巨頭也紛紛跟進(jìn)，一起助推RISC-V 邁向新高度。倪光南院士指出，開源模式助力RISC-V打造包容、協(xié)同創(chuàng)新的全球化生態(tài)，成為推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)變革的全新引擎。

在RISC-V蓬勃發(fā)展的浪潮中，玄鐵在行業(yè)中率先探索產(chǎn)業(yè)合作新范式。2月28日，達(dá)摩院舉辦的玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)，吸引了中科院軟件所、國(guó)網(wǎng)南瑞、普華軟件、經(jīng)緯恒潤(rùn)、新思科技（Synopsys）、Cadence、西門子EDA等全球數(shù)百家企業(yè)與機(jī)構(gòu)參與。

長(zhǎng)期以來，專有ISA在一定程度上制約了芯片研發(fā)的進(jìn)程。而RISC-V的顯著優(yōu)勢(shì)在于促進(jìn)協(xié)作解決方案的產(chǎn)生，鼓勵(lì)低成本實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而推動(dòng)創(chuàng)新，讓相關(guān)組織不再受限于專有芯片設(shè)計(jì)師緩慢的產(chǎn)品路線圖。

RISC-V International 預(yù)計(jì)，到2025 年，RISC-V IP和軟件市場(chǎng)將達(dá)到10.7億美元。SHD Group最近預(yù)測(cè)，2022年至2030年，RISC-V IP收入的復(fù)合年增長(zhǎng)率約為 40%。比如，歐洲戰(zhàn)略和政策分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，RISC-V有望推動(dòng)歐盟在全球芯片收入中的占比提升，扭轉(zhuǎn)市場(chǎng)占比不足10%的局面。

這種變革將對(duì)全球芯片制造能力與供應(yīng)格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。當(dāng)下，RISC-V發(fā)展迅猛，照此趨勢(shì)，有望比肩 x86、Arm等長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)的專有架構(gòu)。

開源RISC-V在過去15年發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，原因眾多。一方面，其開源特性賦予企業(yè)極大的靈活性。RISC-V的開放標(biāo)準(zhǔn)允許公司設(shè)計(jì)和使用定制處理器，無需支付昂貴許可費(fèi)用，且能修改ISA擴(kuò)展，以適配特定用例，實(shí)現(xiàn)更好的控制與兼容性，這些都是如Arm這樣的傳統(tǒng)架構(gòu)所無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

另一方面，開源RISC-V 得到了來自全球各個(gè)地區(qū)的貢獻(xiàn)和投資，并已經(jīng)聚集了強(qiáng)大的國(guó)際追隨者，降低了半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的進(jìn)入門檻。比如，歐盟承諾投資2.7億歐元構(gòu)建基于RISC-V的硬件和軟件芯片，旨在實(shí)現(xiàn)技術(shù)獨(dú)立，推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)自給自足。

眾多行業(yè)巨頭也紛紛投身其中，像Nordic Semiconductor等企業(yè)成立Quintauris GmbH，通過開發(fā)下一代硬件，推動(dòng)全球應(yīng)用。

另外，RISC-V的增長(zhǎng)與AI（尤其是邊緣AI）的興起同步。眾多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正積極探索其在AI領(lǐng)域的應(yīng)用，未來有望在AI算力市場(chǎng)占據(jù)重要地位。基金會(huì)董事會(huì)主席Lu Dai指出，RISC-V指令集的Matrix擴(kuò)展是激動(dòng)人心的進(jìn)展之一，將推動(dòng)其成為AI領(lǐng)域的強(qiáng)大力量。

阿里巴巴達(dá)摩院資深技術(shù)專家李春強(qiáng)介紹說，RISC-V從嵌入式系統(tǒng)加速向高性能等復(fù)雜場(chǎng)景挺進(jìn)，并為AI算力提供了新的選擇。在RISC-V國(guó)際基金會(huì)2024年批準(zhǔn)的25項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，超一半與高性能或AI相關(guān)。

目前，達(dá)摩院玄鐵是對(duì)國(guó)際開源社區(qū)貢獻(xiàn)巨大的中國(guó)機(jī)構(gòu)之一，在基金會(huì)技術(shù)委員會(huì)及10余個(gè)技術(shù)小組擔(dān)任要職，積極推動(dòng)高性能和AI相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

在產(chǎn)品研發(fā)上，玄鐵處理器家族也持續(xù)創(chuàng)新。玄鐵推出高性能C910處理器后積極開源，成為全球廣泛探索高性能RISC-V應(yīng)用的起點(diǎn)，目前已推動(dòng)超30%的RISC-V 高性能處理器落地應(yīng)用，加速其在高端領(lǐng)域的滲透。

即將在3月開啟交付的玄鐵最高性能處理器C930，通用算力性能達(dá)SPECint2006基準(zhǔn)測(cè)試15/GHz，面向服務(wù)器級(jí)高性能應(yīng)用場(chǎng)景。它搭載 512 bits RVV1.0 和 8 TOPS Matrix 雙引擎，將通用高性能算力與 AI 算力原生結(jié)合，并開放 DSA 擴(kuò)展接口支持更多特性要求。

此外，達(dá)摩院還披露了C908X、R908A、XL200等玄鐵處理器家族新成員研發(fā)計(jì)劃。其中C908X 定位為玄鐵首款A(yù)I專用處理器，支持4096 bits超長(zhǎng)數(shù)據(jù)位寬RVV1.0矢量擴(kuò)展。

類似于C908X這種具備可拓展性的架構(gòu)，將AI能力融合到GPU中，能使用Unified Memory（CPU和 NPU共享內(nèi)存）。相比單獨(dú)插的NPU芯片或卡的獨(dú)立內(nèi)存，在部署大規(guī)模參數(shù)模型時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。例如，配置高內(nèi)存的CPU就可部署更高參數(shù)的模型。

R908A則面向車規(guī)級(jí)芯片高可靠需求，而XL200 將提供更大規(guī)模、更高性能的多簇一致性互聯(lián)。

配合玄鐵處理器的能力拓展，達(dá)摩院基于三套主流操作系統(tǒng)——Linux、Android、RTOS——推出三套玄鐵SDK，將多年來積淀的玄鐵軟件能力全面整合，以更完整、便捷、穩(wěn)定的方式向行業(yè)輸出。其中，玄鐵Linux SDK提供包括Hypervisor虛擬化、CoVE安全框架、玄鐵AI框架、高性能算子庫(kù)在內(nèi)的豐富子系統(tǒng)，助力RISC-V在高性能和AI場(chǎng)景的開發(fā)啟航。

在通用算力生態(tài)上，玄鐵也已開展諸多工作，與國(guó)際基金會(huì)、RISE組織、國(guó)內(nèi)主流操作系統(tǒng)緊密合作，目前在Linux系統(tǒng)及開源領(lǐng)域的適配度與成熟度方面較高，后續(xù)將重點(diǎn)突破閉源商業(yè)應(yīng)用，通過與下游應(yīng)用廠商合作、采用二進(jìn)制翻譯等方式推進(jìn)。

DeepSeek推動(dòng)AI算力變革

給RISC-V帶來新機(jī)遇

毫無疑問，DeepSeek的爆火對(duì)全球AI算力發(fā)展產(chǎn)生了顯著的推動(dòng)作用，并為RISC-V帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。

DeepSeek的成就在于它能夠創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)大的AI模型，其計(jì)算能力要求遠(yuǎn)低于以前LLM所公認(rèn)的計(jì)算能力，打破了只有大型科技公司才能負(fù)擔(dān)得起開發(fā)領(lǐng)先的AI技術(shù)的觀念，動(dòng)搖了構(gòu)建更大、更好的AI系統(tǒng)需要對(duì)專用AI芯片和數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大量投資的共識(shí)。

DeepSeek的出現(xiàn)挑戰(zhàn)了構(gòu)建強(qiáng)大的AI系統(tǒng)需要大量投資專用AI芯片的信念。DeepSeek通過MoE等技術(shù)，大幅降低了激活參數(shù)比。在達(dá)到同等效果的大模型情況下，其所需算力明顯下降，將推動(dòng)在芯片設(shè)計(jì)在計(jì)算能力、存儲(chǔ)容量、芯片間互聯(lián)通信以及存儲(chǔ)帶寬等方面形成新的平衡點(diǎn)。

在DeepSeek出現(xiàn)之前，大模型對(duì)算力的需求極為龐大。全世界能夠運(yùn)行671B這種參數(shù)模型的處理器，無論是通用處理器還是搭配AI芯片，都僅有英偉達(dá)等極少數(shù)選擇。而DeepSeek出現(xiàn)后，以671B的模型為例，在每個(gè)問題中調(diào)用專家激活的模型參數(shù)大概只有37B，算力需求起碼降低了近20倍，為更多類型的算力參與到AI推理運(yùn)算中創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

對(duì)于RISC-V而言，DeepSeek帶來的算力需求變化是一個(gè)良好契機(jī)。DeepSeek使得部分算力無需在算力卡上進(jìn)行，可轉(zhuǎn)移至CPU，對(duì)RISC-V這類專注于CPU發(fā)展的架構(gòu)十分有利。而且，RISC-V具有可擴(kuò)展的特性，特別是在AI方向（諸如Vector、Matrix）、甚至在MT多核、重核方式上不斷創(chuàng)新，與DeepSeek帶來的新需求十分契合。

此前，LLM受限于scaling law，芯片在工藝和算力上難以跟上，而現(xiàn)在大模型算力需求下降約20倍，一方面使得更多芯片有機(jī)會(huì)參與其中；另一方面，原本以云端部署為主的大模型，因算力需求降低開始向更底層延伸。

過去幾年，RISC-V發(fā)展迅速，已從最初僅聚焦于嵌入設(shè)備、小型終端，發(fā)展到如今擁有高性能、高端應(yīng)用。隨著RISC-V軟件與芯片生態(tài)不斷豐富，以及性能的持續(xù)提升，像DeepSeek這類業(yè)務(wù)有望在RISC-V平臺(tái)上展現(xiàn)出更好的效果。

RISC-V 指令集本身開源、開放，生態(tài)自下而上不斷得到發(fā)展，也加速了AI軟件生態(tài)的進(jìn)程。玄鐵目前在Vector、Matrix等方面構(gòu)建的算力體系及其生態(tài)，有機(jī)會(huì)讓各類芯片都具備大模型處理能力，只是針對(duì)不同產(chǎn)品，模型大小有所差異，既解決了算力問題，也完善了整個(gè)大模型生態(tài)。

達(dá)摩院等機(jī)構(gòu)牽頭推動(dòng)RISC-V針對(duì)AI的硬件指令集定義及上層軟件棧、框架建設(shè)，有望促成統(tǒng)一的“RISC-V+AI”軟件生態(tài)。

牽引產(chǎn)業(yè)上下游合作伙伴力量

共建RISC-V全鏈路生態(tài)

在RISC-V技術(shù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，玄鐵積極作為，在大力發(fā)展自身軟硬件技術(shù)的同時(shí)，充分整合產(chǎn)業(yè)上下游合作伙伴的優(yōu)勢(shì)力量，全力共建RISC-V“高性能+AI”全鏈路生態(tài)。

圍繞玄鐵高性能RISC-V處理器，眾多企業(yè)從不同維度聯(lián)合共建。

勞特巴赫專注于提升問題診斷和性能優(yōu)化效率，助力產(chǎn)品在復(fù)雜場(chǎng)景下穩(wěn)定運(yùn)行；兆松科技則在編譯優(yōu)化方面發(fā)力，為程序運(yùn)行提供更高效的基礎(chǔ)；Arteris的NoC互聯(lián)IP提供高性能互聯(lián)，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承浴?/p>

紐創(chuàng)信安提供eHSM模塊和完整的安全啟動(dòng)流程，全方位筑牢芯片安全防線，共同服務(wù)于復(fù)雜RISC-V芯片的設(shè)計(jì)開發(fā)。而愛芯元智提供愛芯通元NPU集成IP模塊，為RISC-V設(shè)備增添強(qiáng)大的AI運(yùn)算能力。

openKylin打造適配RISC-V的AI PC操作系統(tǒng)，從系統(tǒng)層面為AI應(yīng)用提供支撐，極大地豐富和完善了RISC-V的AI生態(tài)體系。

在新生態(tài)建立方面，達(dá)摩院2024年發(fā)起的“無劍聯(lián)盟”發(fā)揮了重要作用，其“頭部牽引、開放普惠”的效果初顯。在平臺(tái)工具層面，新思科技為C910處理器的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與功能驗(yàn)證提供了VC Formal、VC PS、Fusion Compiler等工具，達(dá)成最佳PPA指標(biāo)，并與玄鐵聯(lián)合推出深度融合的“無劍300”芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)，有效助力芯片廠商縮短開發(fā)周期。

在芯片落地方面，中國(guó)電信研究院基于玄鐵C910，打造出業(yè)界首個(gè)RISC-V視頻轉(zhuǎn)碼卡TeleVPU。該卡具備20T AI算力和40路1080p高清視頻編解碼能力，單卡顯存高達(dá)40G，目前已在現(xiàn)網(wǎng)部署。

為進(jìn)一步擴(kuò)大合作版圖、拓展技術(shù)能力，“無劍聯(lián)盟”最近官宣了一批新成員。Cadence、西門子EDA的加入，使得“EDA三巨頭”齊聚，為RISC-V生態(tài)注入強(qiáng)大的技術(shù)力量。西門子EDA將攜手無劍聯(lián)盟伙伴，憑借在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)及軟件工具鏈方面的深厚積累，加速RISC-V芯片全面驗(yàn)證，助力應(yīng)對(duì)RISC-V深入復(fù)雜場(chǎng)景的挑戰(zhàn)。

經(jīng)緯恒潤(rùn)將基于RISC-V提供芯片定義、AUTOSAR基礎(chǔ)軟件和自研工具鏈開發(fā)，構(gòu)建從芯片到軟件的完整車規(guī)級(jí)解決方案；普華基礎(chǔ)軟件發(fā)布的首個(gè)規(guī)模化、量產(chǎn)級(jí)開源安全車控操作系統(tǒng)小滿（EasyXMen）已完成與RISC-V架構(gòu)適配，并將持續(xù)跟蹤支持最新RISC-V架構(gòu)相關(guān)規(guī)范，推動(dòng)RISC-V在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用；網(wǎng)易有道和南瑞瑞騰也將在教育硬件和電網(wǎng)領(lǐng)域積極擁抱RISC-V架構(gòu)，助力行業(yè)數(shù)智化升級(jí)，共同推動(dòng)RISC-V“高性能+AI”全鏈路生態(tài)向更廣闊的領(lǐng)域拓展。

目前玄鐵RISC-V在高性能和AI場(chǎng)景的落地應(yīng)用成果也不斷涌現(xiàn)。2024年，RISC-V開源筆記本電腦“如意BOOK甲辰版”驚艷亮相，實(shí)現(xiàn)了大型商用軟件的穩(wěn)定、流暢運(yùn)行，展現(xiàn)出RISC-V架構(gòu)在高性能計(jì)算領(lǐng)域的潛力。

今年，中科院軟件所推出了“如意BOOK乙巳版”、智能機(jī)器人、AI PC等RISC-V高性能應(yīng)用。其中，基于玄鐵C920處理器的AI PC概念機(jī)表現(xiàn)出色，成功跑通Llama、Qwen、DeepSeek等開源模型，打通從開源硬件架構(gòu)到開源操作系統(tǒng)、開源AI模型的“開源AI全鏈路”，且單位計(jì)算能耗降低30%。

玄鐵引領(lǐng)RISC-V產(chǎn)業(yè)合作新范式

驅(qū)動(dòng)行業(yè)革新

在RISC-V蓬勃發(fā)展的浪潮中，玄鐵率先開拓出別具一格的產(chǎn)業(yè)合作新范式，為行業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力，不僅助力眾多終端廠商快速推出RISC-V芯片，而且更能全方位賦能千行百業(yè)。

首先，玄鐵提供RISC-V核心IP，為生態(tài)合作奠定了基石。阿里巴巴達(dá)摩院資深技術(shù)專家李春強(qiáng)介紹說，玄鐵為產(chǎn)業(yè)合作提供關(guān)鍵的IP資源。作為玄鐵最高性能的CPU IP核，C930并非直接成型的芯片。玄鐵將其授權(quán)給下游芯片公司，這些公司便能依據(jù)自身產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景與領(lǐng)域，靈活設(shè)計(jì)芯片的內(nèi)核數(shù)量，如16核、32核等。

這種IP授權(quán)模式，給予了芯片設(shè)計(jì)企業(yè)極大的自主性，滿足不同市場(chǎng)需求，為后續(xù)一系列產(chǎn)業(yè)合作搭建起穩(wěn)固的基礎(chǔ)框架。

在整個(gè)芯片設(shè)計(jì)長(zhǎng)鏈條中，玄鐵拉通從IP到芯片公司，再到下游應(yīng)用整機(jī)及云廠商等合作伙伴、客戶，并行推進(jìn)相關(guān)工作，加速產(chǎn)品落地。

其次，聚焦生態(tài)合作，凝聚產(chǎn)業(yè)合力。正如前文所言，生態(tài)合作始終是玄鐵在RISC-V領(lǐng)域工作的重中之重。RISC-V作為新興的ISA，其軟件生態(tài)與硬件生態(tài)的建設(shè)都亟待各方協(xié)同推進(jìn)。玄鐵通過與眾多合作伙伴攜手，共同構(gòu)建起龐大且完善的生態(tài)體系。

在芯片新品發(fā)布環(huán)節(jié)，江原科技、物奇微電子、憶芯科技、速顯微等多家芯片企業(yè)借玄鐵搭建的平臺(tái)，成功推出涉及AI推理、高性能網(wǎng)絡(luò)、SSD主控、GPU SoC等關(guān)鍵方向的RISC-V芯片。

同時(shí)，中科重德、泰芯、矽昌、匠芯創(chuàng)、聰鏈等企業(yè)也借助玄鐵生態(tài)，展示了RISC-V芯片在機(jī)器人、工控、智能終端等行業(yè)的落地應(yīng)用成果。

此外，玄鐵發(fā)布無劍聯(lián)盟新成員，圍繞RISC-V處理器IP，整合互聯(lián)總線、AI等IP，形成成熟的上游子系統(tǒng)，大幅縮短下游客戶產(chǎn)品的上市周期。

不僅如此，在算力互聯(lián)方面，玄鐵一方面自主研發(fā)片內(nèi)互聯(lián)總線，如XL200；另一方面積極與外部互聯(lián)總線IP公司合作，從CPU子系統(tǒng)維度，為下游芯片公司提供全方位支撐，加速RISC-V在整個(gè)產(chǎn)業(yè)中的推廣進(jìn)程。

第三，創(chuàng)新合作范式，加速芯片落地。玄鐵所倡導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)合作新范式，實(shí)現(xiàn)了從IP供應(yīng)到芯片設(shè)計(jì)，再到下游應(yīng)用整機(jī)及云廠商等全產(chǎn)業(yè)鏈條的協(xié)同運(yùn)作。與傳統(tǒng)串行推進(jìn)方式不同，玄鐵拉通合作伙伴與客戶，并行開展各項(xiàng)工作。

在這種模式下，終端廠商能夠借助玄鐵的IP資源、生態(tài)體系以及高效協(xié)同機(jī)制，快速完成RISC-V芯片的設(shè)計(jì)與開發(fā)，極大地提升了行業(yè)效率，降低了研發(fā)成本與時(shí)間成本，促使更多符合市場(chǎng)需求的RISC-V芯片快速推向市場(chǎng)。

最后，釋放技術(shù)生態(tài)勢(shì)能，拓展全球影響力。在全球RISC-V從業(yè)者的共同推動(dòng)下，玄鐵的技術(shù)和生態(tài)勢(shì)能正不斷向更廣闊的領(lǐng)域釋放。

例如，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院教授Luca Benini通過視頻連線分享了在“RISC-V+AI”方面的實(shí)踐與見解。歐洲近年來持續(xù)加大對(duì)RISC-V的投入，Benini團(tuán)隊(duì)基于玄鐵C910等處理器，全力打造開源AI軟硬件平臺(tái)，致力于提升AI計(jì)算效率。

這一國(guó)際合作案例充分彰顯出玄鐵在全球RISC-V生態(tài)中的重要地位，其技術(shù)與生態(tài)優(yōu)勢(shì)正吸引著全球范圍內(nèi)的科研力量與產(chǎn)業(yè)資源，攜手共進(jìn)，推動(dòng)RISC-V在全球范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用與創(chuàng)新發(fā)展，不斷拓展其在國(guó)際市場(chǎng)的影響力與應(yīng)用邊界。

隨著RISC-V和玄鐵開放生態(tài)的持續(xù)拓展，以及在AI領(lǐng)域投入不斷加強(qiáng)，“RISC-V+AI”必將釋放出巨大潛能。