RISC-V相關軟硬件技術和生態未完全成熟，應用主要集中在中低端IoT領域，高性能芯片的商用落地尚需繼續尋求突破。

日前舉行的“2022 RISC-V中國峰會”上，中國科學院軟件研究所總工程師武延軍、平頭哥半導體副總裁孟建熠、中國科學院計算技術研究所副所長包云崗，接受了<與非網>等媒體的深度采訪。

一些重大進展

2022年，RISC-V出現了三大標志性事件：

Clockwork發布首臺基于RISC-V的便攜式計算機，十年以后回顧的話，可能是RISC-V架構的一大步；

Intel設立10億美元創新基金，全面支持RISC-V生態發展；

SiFive估值超25億美元，賽道熱度快速提升。

生態方面，RISC-V全球會員超過3100家，比2021年增加130%。并且，RISC-V國際基金會已經布局70多個技術小組開展技術標準制定；超過160個面向各領域處理器核，各行業滲透率越來越深；SPECint性能首次超過10分，進入了高性能計算的行列。

應用方面，也有一個極具標志性的成果：RISC-V處理器在IoT領域的應用規模超過100億，12年的時間完成了量產100億顆的初級階段；更為重要的是，中國公司的出貨量占據50%，RISC-V中國生態伙伴在技術和應用上的貢獻度越來越高。

不論是生態規模還是技術本身，RISC-V都已呈現出加速發展的態勢。那么，發展RISC-V時機確實成熟了嗎？在向高性能拓展的過程中，還面臨哪些挑戰？如何繼續增加產業吸引力、提升成長潛力？……這些仍是發展RISC-V的焦點問題。

RISC-V商用時機已到？

RISC-V指令集從2010年發布到現在經歷了12年的發展，武延軍指出，Arm大約在1991年開始提供對外授權，幾乎經歷了30多年達到目前的狀態。從生態繁榮程度進行對比，RISC-V目前大約處在Arm 2000年-2005年這樣一個階段。

武延軍補充，這個時期也是他本人開始接觸Arm的階段，當時各種培訓資料、書籍、培訓班大量出現，市場對Arm開發者的需求突然爆增，在嵌入式領域已經跟x86、MIPS展開了非常激烈的競爭。

中國科學院軟件研究所總工程師?武延軍?

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RISC-V是在以開源的方式推動一種新的體系結構，大家都可廣泛參與，都有機會。

他認為，RISC-V目前就處于這個階段，而且以一個更高的加速度在增長。因為不光是體現在教育科研、各種文檔材料、人才培訓方面，而且已經有了良好的商用場景、可觀的出貨量。“所以這個階段，我覺得也是整個生態上下游都可以發力了”，武延軍表示，“盡管目前還是局限于一些對算力和軟件豐富程度要求并不太高的領域，但RISC-V的商用時機已經到了。”

孟建熠也贊同這一判斷，他認為RISC-V現在正在初步證明商業化可用的道路上。RISC-V雖然從發布到現在已經12年，但是，在國際上開始推行是在2015年之后，約在2016年正式引入中國市場，真正開始市場化也就是6、7年的時間，并且中國公司已經走在了前列。

就像Arm架構在嵌入式領域的發展經歷一樣，早期先打開一個環節，基本證明可用；接下來，再往更高性能、更加縱深的方向去發展。對于未來的發展前景，孟建熠認為，RISC-V跟其它主流架構相比，最大區別在于它是開源的，這就可以調動全球生態的力量去改進升級，這樣就會讓它更易并行去完善技術、率先響應新的需求，這跟傳統上一家公司維護一個架構是完全不同的模式。

“從產業角度來看，RISC-V是在以開源的方式推動一種新的體系結構，就像Linux這種全球開源的操作系統一樣，大家都可廣泛參與，都有機會”， 孟建熠強調，“那些在體系結構上尋求創新和突破的公司可以持續進來了。”

攻堅高端RISC-V還差什么？

無論是產業需求，還是本身的發展路徑，RISC-V向高性能發展是必然趨勢，但這給處理器設計和軟件生態都會帶來相應的挑戰。

關于軟件生態方面的挑戰，武延軍表示，中科院軟件研究所在國際上游開源社區、以及國內開源歐拉社區、平頭哥等企業都做了大量的RISC-V基礎軟件適配工作。目前看來，還是有很多核心的基礎軟件沒有跑在RISC-V平臺上，這其中有指令集規范尚未成熟的因素，但更多是因為這些基礎軟件包之前都是在x86和Arm平臺上運行的，從維護者、社區的角度，還沒有把RISC-V當成Tier-1或者是First-Class-Citizen去對待，這其中包括理念問題、投入問題，也有商業利益回報問題。

武延軍強調，對于中科院軟件研究所來說，作為一個國立科研機構，有責任把更多支撐高性能的、引領未來生態發展的基礎軟件，率先移植到RISC-V架構上，為商業發展鋪平道路，讓大量的商業公司可以快速參與進來，短期內實現商用場景的部署。

孟建熠認為，處理器要在性能上進一步突破，需要投入大量研發精力、也必然會演進到先進制程，進一步提高性能去適配各種各樣的軟件。

他同時強調了處理器的穩定性。因為軟件棧越多越豐富，越是需要底層的硬件穩定。從安卓到龍蜥Linux、到一些大型操作系統和應用，平頭哥和業界一道，都在進一步提升RISC-V處理器的穩定性，這也是未來向高性能發展過程中必須要解決的問題。

對于業界推崇的通過“異構多核”的方式去實現更高性能，武延軍認為，RISC-V在這方面帶來了更大的可能性。因為通常所說的異構多核，實際上還是要依賴處理器廠商、指令集廠商的規范，像Arm大核小核、x86的擴展指令集等。

而RISC-V可以在“核”的層面，實現更多的異構選擇：比如專門針對AI計算的核，甚至在AI計算中可以根據不同的神經網絡模型定制不同的核，同時還有低功耗的核，做通用處理的核等等。未來，當RISC-V生態達到一定的豐富度，對某一個計算平臺的描述可能不僅僅包括主頻、算力、功耗等，還可能有：包括多少種不同類型的核、每種核都有什么樣的定制能力等等，以及集成后所能實現的處理能力、對不同場景的需求等。

RISC-V向高性能進階的“分水嶺”

此次峰會上，阿里平頭哥發布了高性能RISC-V芯片平臺“無劍600”及SoC原型“曳影1520”，首次兼容龍蜥Linux操作系統并成功運行LibreOffice，刷新了全球RISC-V一系列紀錄——無劍600平臺是當前全球RISC-V性能最高的可量產SoC芯片設計平臺：支持4核高性能RISC-V處理器，最高主頻可達2.5GHz，實現了CPU+XPU異構架構的全面優化；支持64位LPDDR4X，最高吞吐率4266MT；整合4TOPs的Int8 AI算力；全流程滿足GP TEE國際安全標準。

從性能上說，此次RISC-V從1GHz到2GHz的商用落地，是一個重要的分水嶺。“為了更快、更好地孵化出更多高性能的RISC-V芯片，滿足更多不同行業的需求，豐富RISC-V上層應用，平頭哥以‘平臺+SoC原型’的方式推出無劍600，希望推動RISC-V硬件及軟件的齊頭并進”，孟建熠表示。

武延軍認為，RISC-V在驗證平臺方面還存在一定限制，特別是調試過程，如果在模擬器環境下進行調試，效率非常低。而平頭哥這類高性能RISC-V平臺的推出，將會為基礎軟件的高性能遷移提供加速。

RISC-V在AI領域的優勢？

與基于其他指令集的處理器相比，RISC-V在AI方面是否有一定的優勢？

孟建熠認為，RISC-V有全棧優化的優勢。他解釋說，整個軟件是一層一層堆棧的，當處理器架構設計完，蓋到最頂樓、涉及AI的時候，上層的工程師已經不太了解底層硬件的情況了，難以進一步提高軟硬協同的效率。但RISC-V給了這個機會，因為它是一個新興的架構，可以從應用需求、從AI需求，去反推RISC-V架構在AI方面的能力。并且，從處理器、編譯工具到庫、再到上層應用整體來看，因為它是全球生態協同推進的，在制定標準之初，就是全棧各個領域和方向的公司都在參與，天生就具備了全棧優化的能力。

此外，他認為AI應用需要一定的可編程性，這是RISC-V的優勢。隨著算法的不斷演進，RISC-V的靈活性以及對未來的擴展性，將會越來越多地體現出優勢。

在支持AI計算的軟件方面，武延軍表示，這是中科院軟件研究所在RISC-V平臺上布局的一個領域。他指出，在其他平臺上，軟件的一些優化設計未必能夠在硬件上得到體現和支持。但在AI方面，中科院軟件研究所深度參與了RISC-V的“V（向量）擴展”、“P（Packed SIMD）擴展”等重要標準的制定和參考實現，最近也發起了一個“Buddy Compiler”的項目，能夠把LLVM/MLIR這些已有的編譯框架，進一步擴展到軟硬件全棧協同。

跨越“死亡之谷”的努力

去年舉辦的首屆RISC-V中國峰會上， 中科院計算所的香山開源高性能RISC-V處理器首次亮相。日前，一篇關于香山敏捷開發方法的論文被第55屆 IEEE/ACM 國際微架構研討會(MICRO 2022)接收。

據中科院計算所副所長包云崗介紹，這篇關于香山敏捷開發的總結性論文從去年10月份就開始撰寫了，其實第一版投稿于ISCA，但當時由于“雁棲湖”流片還未返回，“南湖”也還在開發中，最終被拒。經過修改后投稿于MICRO 2022，此時已有雁棲湖芯片測試數據，南湖前端設計也已完成，論文最終被接收。可以說，香山開發過程中所形成的這套芯片敏捷開發方法的先進性，得到了國際學術同行的認可。

中科院計算所副所長??包云崗

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香山聯合團隊的形成，為跨越“從原型到產品”這個死亡之谷邁出關鍵一步。

對于RISC-V學術界和產業界的深度融合，包云崗認為，美國學術界的很多創新成果之所以能夠很快就應用到產業界，背后一個很重要的原因是：學術界與工業界共享一些科研基礎設施，這起到了橋梁作用。

據他觀察，美國一些科技企業內部會構建一套和學術界總體打通的科研基礎設施（有開源共享的、有內部自研的）。通過將業務需求和內部數據導入到企業的科研基礎設施中，就能很容易“消化”學術界產生的新想法，并集成到企業的產品中。“打通基礎設施+人才流通，讓美國學術和產業界形成了‘創新想法—得到應用—收集反饋—新的創新想法—得到新的應用’這個閉環”，包云崗指出。

目前，中國的學術界和產業界之間尚未形成這種高效閉環。對于中國的學術界來說，包云崗認為，更需要參與科研基礎設施的建設，尤其是和企業一起來補科研基礎設施的課。“香山”項目就是希望能成為打通產業界和學術界的底層科研基礎設施。

香山近來還迎來了一個新的里程碑——由中科院計算所、北京開源芯片研究院、騰訊、阿里、中興通訊、中科創達、奕斯偉、算能等形成了聯合研發團隊，開始開展第三代香山（昆明湖架構）的聯合開發。

包云崗在博文中寫道：香山聯合團隊的形成，標志著得到了香山及其開源模式得到了產業界的初步認可，為跨越“從原型到產品”這個死亡之谷邁出了關鍵一步。

寫在最后

據調研機構Semico Research預測，到2025年，全球RISC-V處理器出貨量將增至624億顆，廣泛應用于工業、PC、消費電子、物聯網等領域。

盡管發展潛力巨大，但一個客觀事實仍是：RISC-V相關軟硬件技術和生態未完全成熟，應用主要集中在中低端IoT領域，高性能芯片的商用落地尚需繼續尋求突破。

正如此次“2022 RISC-V中國峰會”上所傳來的進展和突破，以及多位專業人士對產業的分析和預測，RISC-V將繼續向高性能演進，高主頻、高性能是必然發展趨勢，今年，RISC-V生態會將性能從1GHz推向2GHz。

此外，隨著穩定硬件的出現，RISC-V架構軟硬件全棧成為必然趨勢，從IP到SoC、到開發板、SOM、操作系統和應用軟件等方面將得到全面的優化。RISC-V架構將走向更廣的生態合作，在商業上將會有更多的新模式，軟件也將持續豐富，應用繼續走向多樣化。

編輯：黃飛