?2023年8月23日RISC-V中國峰會于北京隆重召開，吸引了業界廣泛關注。大會設立了一個創新產品發布環節，推出了多項基于RISC-V指令集的新型芯片設計、EDA設計和生態構建，在本次發布會上，中國科學院計算技術研究所和之江實驗室推出了聯合研制的代號為“之江”的RISC-V多核處理器芯粒，這是國際上第一個采用標準接口的RISC-V處理器芯粒，該芯粒推出率先將RISC-V從IP核形態推向芯粒這一新創新形態，為我國RISC-V產業生態的繁榮和探索構建芯粒和集成芯片生態打下堅實基礎。

RISC-V相關研究被學術和企業界日益增長的熱度，逐漸形成了ARM、X86、RISC-V生態三足鼎立的趨勢。RISC-V指令集具有因為其開源開放、靈活定制的獨特優勢，依據此設計芯片依然存在制造上的障礙。一方面，先進工藝的流片成本巨大，流片周期較長，如果芯片的生產規模達不到一定量級，會給芯片成本帶來很大壓力；另一方面，依然存在先進工藝無法獲得的問題。

芯粒（Chiplet）和先進集成技術為RISC-V生態的繁榮和發展一條新的半導體技術途徑。芯粒技術可以像搭樂高積木一樣，把一些預先生產好、具有特定功能、可組合集成的芯片裸片（die），通過精密半導體工藝（比如3D, 2.5D）集成在一起形成一個集成芯片（Integrated Chips）系統。而這些預制件就是芯粒。隨著先進封裝技術與高速接口技術的發展， 將整個芯片系統設計分解為多個小的可復用芯粒，有效提升了芯片的制造成本和設計靈活性，其中芯粒作為一種新的可“物理IP”復用，讓模塊化芯片組合的想法，在近年來逐漸成為商業化的現實。其中，最關鍵的可復用標準化芯粒就包括CPU主控芯粒，算力芯粒，IO芯粒或互連芯粒，其中CPU芯粒是任何集成芯片系統都離不開的核心組件。

在工業界，AMD公司推出的Epyc系列處理器、蘋果公司的M1 Ultra以及Intel公司的Lakefield相繼證明了CPU芯粒這種新的系統組件形態對于降低集成芯片系統開發費效比和能效比的重要意義，然而，這幾類CPU芯粒皆面臨特定公司產品型號并通過垂直設計得到，無法開放給更多的異構集成系統或第三方集成者滿足其自由定制集成芯片產品的需求。相比而言，本次發布的“之江一號”：RISC-V多核處理器芯粒，是首個采用標準接口開放式的CPU芯粒形態，這一成果為高性能計算領域帶來新的活力。

中科院計算所項目負責人王穎副研究員表示，該標準化RISC-V處理器芯粒是瞄準集成芯片開放式開放生態，可作為構建集成芯片系統的核心，為高算力計算領域提供基礎算力支撐。同時，該芯粒基于可控工藝制造，該芯粒可以實現大型處理器芯片的制造，而不依賴于昂貴的先進工藝。這為高性能處理器的設計提供了新的思路和可能性。
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高算力應用是當前RISC-V指令集和芯片正在大力開拓的一個場景。然而，高算力的處理器設計面臨著兩個關鍵性的挑戰。一方面，增加芯片晶體管的數量是提高芯片算力最直接的辦法，但是光刻的芯片制造方法使得面積難以突破，這種問題被稱為“面積墻”。這意味著無法通過傳統方式進一步減小芯片的物理面積，從而限制了處理器的規模和功能集成度。另一方面，隨著領域專用架構（DSA）的盛行，通過定制化專用芯片滿足端邊云芯片的碎片化需求成為后摩爾時代獲得能效飛躍的一條重要技術路線，然而大規模大算力專用芯片的設計成本攀升動輒花費數千人月開發成本，又成為一道橫亙在國產大算力專用芯片道路之上的”設計墻“。

通過芯粒集成無疑為探索高算力芯片提供了一條不同于基于先進工藝、新器件新材料的第三條技術途徑。中科院計算所智能計算中心與之江實驗室先進計算中心負責人、集成芯片項目首席架構師韓銀和研究員表示之江一號RISC-V處理器芯粒是首個標準化接口的RISC-V處理器芯粒，對于建立芯粒預制件生態與開放的芯粒組合設計模式具有重要突破意義，該芯粒不但具有很好的可擴展性用于搭建國產工藝高性能處理器芯片，此外該芯粒可以和其他智能處理器芯粒直接拼接在一起，配合先進封裝工藝快速定制新的智能集成芯片系統。
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韓銀和研究員認為認為未來芯粒的生態將是相互融合、開發敏捷的生態，這一點與RISC-V的開源開放理念相結合。項目主要設計人員王郁杰副研究員在強調了“之江一號”的潛力。他認為“之江一號”芯粒的設計初衷是未來根據場景需求結合高低不同性能的芯粒，快速實現面向新領域的處理器設計，該芯粒集成了4個并行片間互聯接口，為芯粒間高速互連提供了支持，其具備的可擴展性與標準化低延遲高帶寬接口特點，也在將來高性能計算、物聯網設備等多個領域都具備廣泛的應用前景。
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