電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）2021年可以說(shuō)是RISC-V正式發(fā)力的一年，如今的RISC-V相當(dāng)于僅次于x86和ARM的第二梯隊(duì)，卻也不乏躋身第一梯隊(duì)的潛力。去年的RISC-V繼續(xù)開(kāi)疆?dāng)U土，覆蓋了IoT、數(shù)據(jù)中心、AI和汽車等領(lǐng)域，也成了不少論壇、會(huì)議和發(fā)布會(huì)的頭號(hào)話題。這里筆者盤點(diǎn)了過(guò)去的一年里RISC-V的十大動(dòng)向，讓我們一探去年RISC-V又?jǐn)孬@了哪些成果。

開(kāi)源架構(gòu)下的開(kāi)源內(nèi)核

RISC-V作為一個(gè)開(kāi)源架構(gòu)，自然需要經(jīng)營(yíng)其開(kāi)源生態(tài)。正巧今年RISC-V迎來(lái)了不少開(kāi)源的內(nèi)核，比如在今年RISC-V中國(guó)峰會(huì)上發(fā)布的香山處理器核。2021年7月，香山已經(jīng)完成了第一版雁棲湖的流片，采用了臺(tái)積電的28nm工藝達(dá)到了1.3GHz的主頻。而近日，香山終于完成了第二版南湖的流片，在臺(tái)積電14nm的工藝節(jié)點(diǎn)下達(dá)到了2GHz的主頻。整個(gè)香山開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還為該處理器開(kāi)發(fā)了多套工具，雖然目前香山還無(wú)法與主流ARM核心匹敵，但其團(tuán)隊(duì)目標(biāo)是在未來(lái)通過(guò)迭代優(yōu)化達(dá)到ARM A76的水平。據(jù)悉香山的第二期聯(lián)合開(kāi)發(fā)工作也有字節(jié)跳動(dòng)這樣的大廠參與，相信這個(gè)目標(biāo)是有望達(dá)到的。

香山處理器/中科院

與此同時(shí)，阿里旗下的平頭哥在2021云棲大會(huì)上宣布開(kāi)源四款玄鐵RISC-V處理器核，分別是E902、E906、C906和C910，且一并開(kāi)放一系列工具和系統(tǒng)軟件。這四款內(nèi)核覆蓋了低中高場(chǎng)景，也支持AliOS等一眾系統(tǒng)。平頭哥聲稱后續(xù)也會(huì)進(jìn)一步開(kāi)放更多的IP和處理器，進(jìn)一步降低RISC-V生態(tài)下設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的門檻。

高性能處理器頻出，對(duì)標(biāo)ARM

其實(shí)要說(shuō)高性能，上文提到的香山其實(shí)已經(jīng)是一個(gè)不錯(cuò)的例子了，但商用化的RISC-V往往需要更強(qiáng)勁的性能，為此不少頭部RISC-V公司仍在追求性能更高的處理器。SiFive于去年12月公開(kāi)發(fā)布了P650處理器，并聲稱這是目前商用可授權(quán)RISC-V處理器中性能最高的。P650應(yīng)用處理器采用了13級(jí)流水線4發(fā)射的設(shè)計(jì)，SpecINT2006性能超過(guò)了11/GHz，與上一代P550相比提升大于50%。SiFive表示，即便與ArmA77相比，P650也有顯著的PPA優(yōu)勢(shì)。

P650原理圖/ SiFive

賽昉科技則在去年底發(fā)布了高性能內(nèi)核昉·天樞，該核心基于臺(tái)積電12nm工藝，可達(dá)到2GHz的主頻，SPECint20068.9GHz，Dhrystone 6.6 DMIPS/MHz、CoreMark7.6/MHz，這個(gè)性能也超過(guò)了過(guò)去玄鐵910的7.1CoreMark7.6/MHz。Imagination同樣在去年公開(kāi)了旗下RISC-V CPU產(chǎn)品線Catapult，其中包括動(dòng)態(tài)MCU、實(shí)時(shí)嵌入式CPU、高性能應(yīng)用CPU和主打功能安全的汽車CPU，而首個(gè)MCU產(chǎn)品已經(jīng)在Imagination的高性能汽車GPU中出貨。

HPC和AI領(lǐng)域的香餑餑

初創(chuàng)公司Esperanto于去年推出了千核RISC-V加速器ET-SoC-1，面向數(shù)據(jù)中心的推理應(yīng)用。該芯片基于臺(tái)積電7nm工藝，在單個(gè)SoC中集成了近1100個(gè)RISC-V核心。據(jù)Esperanto強(qiáng)調(diào)，該加速器與傳統(tǒng)的CPU+GPU方案相比，在推薦網(wǎng)絡(luò)上的性能提升高達(dá)50倍，在圖像分類上的提升高達(dá)30倍，能耗比也提升了近百倍。

有大佬Jim Keller坐鎮(zhèn)的AI創(chuàng)企Tenstorrent也宣布在自己的AI SoC設(shè)計(jì)中引入RISC-V，在其自研的Tensix核心中用到五個(gè)RISC-V小核，分擔(dān)計(jì)算和協(xié)調(diào)工作。與此同時(shí)，Tenstorrent也在打造自己的RISC-V處理器Ascalon，一個(gè)6發(fā)射64位的高性能處理器。

火熱的硬件生態(tài)

RISC-V 2021峰會(huì)上，賽昉科技正式發(fā)布了昉·星光RISC-V單板計(jì)算機(jī)，該開(kāi)發(fā)板搭載了昉·驚鴻JH7100視覺(jué)處理芯片。JH7100采用了U74雙核CPU，2MB的二級(jí)緩存，工作頻率達(dá)到了1.5GHz。開(kāi)發(fā)板還配備了8GB的LPDDR4內(nèi)存、40pinGPIOheader，加上JH7100自帶的深度學(xué)習(xí)處理引擎和圖像視頻處理系統(tǒng)，其硬件資源足以完成各種圖像處理和視覺(jué)計(jì)算工作。

昉·星光開(kāi)發(fā)板/賽昉科技

RVBoards同樣在去年發(fā)布了基于全志D1芯片的RISC-V開(kāi)發(fā)板哪吒，全志D1采用了玄鐵C906內(nèi)核，主頻達(dá)到1GHz。哪吒配備了512MB的DDR3內(nèi)存，并通過(guò)RTL82111F和XR829無(wú)線模組實(shí)現(xiàn)了千兆以太網(wǎng)和2.4GHzWi-Fi與藍(lán)牙的支持。哪吒可選擇預(yù)裝Debian系統(tǒng)和RVBoardsOpenSDK，支持C、C++、Rust和Python等語(yǔ)言的編程。在這些硬件的支持下，勢(shì)必會(huì)有越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者加入RISC-V的生態(tài)建設(shè)。

RISC-V汽車芯片開(kāi)始冒頭

汽車半導(dǎo)體可以說(shuō)是擠破頭都難分一杯羹的巨型市場(chǎng)，尤其是對(duì)于RISC-V這種新生架構(gòu)，要想完成車規(guī)的認(rèn)證需要一系列繁雜的流程，然而我們卻在2021年看到了喜人的進(jìn)展。去年，瑞薩不僅與SiFive達(dá)成合作共同研發(fā)面向汽車的RISC-V方案，也推出了集成NSITEXE RISC-V協(xié)處理器的汽車MCU RH850。

KL530芯片/耐能

去年11月4日，耐能發(fā)布旗下首款車規(guī)級(jí)芯片KL530，這也是耐能首款基于RISC-V指令集的芯片。KL530集成了耐能新一代的NPU和先進(jìn)的ISP，算力功耗比相較KL520提升了2倍之多。這一低功耗高效率的邊緣AI芯片，滿足了目前L1和L2自動(dòng)駕駛的應(yīng)用需求。而去年的滴水湖RISC-V論壇上，凌思微電子也公開(kāi)了旗下車規(guī)級(jí)RISC-V無(wú)線MCU LE503x，該芯片基于平頭哥的玄鐵E902。

RISC-V指令集新動(dòng)向

作為一個(gè)尚在成長(zhǎng)中的指令集，RISC-V還有不少處于開(kāi)發(fā)改進(jìn)中的規(guī)范和擴(kuò)展，比如向量擴(kuò)展等。去年年底，RISC-V國(guó)際基金會(huì)正式宣布批準(zhǔn)15項(xiàng)新規(guī)范，擴(kuò)大RISC-V在AI、IoT、汽車和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

這其中比較重要的就是虛擬化，對(duì)于目前不少主打數(shù)據(jù)中心和HPC的RISC-V處理器來(lái)說(shuō)，虛擬化是一項(xiàng)關(guān)鍵的功能，方便在云端架構(gòu)中對(duì)RISC-V的硬件資源做到物盡其用。

逐步完善的RISC-V開(kāi)發(fā)工具

去年10月25日，著名軟件工具供應(yīng)商IAR Systems宣布，其支持RISC-V在Linux下的開(kāi)發(fā)部署工具已經(jīng)通過(guò)了TüV SüD的功能安全認(rèn)證，這一認(rèn)證囊括了ISO 26262車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、IEC 62304醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，為RISC-V在各種專業(yè)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)和商業(yè)化提供了更快捷的路線。

Imperas在去年更新了RISC-V仿真器和參考模型，用以支持新批準(zhǔn)的規(guī)范和擴(kuò)展。同樣是在去年，SiFive、Codasip以及轉(zhuǎn)投RISC-V的MIPS均選擇了與Imperas達(dá)成合作，利用Imperas參考模型來(lái)完成RISC-V的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作。

RIC-V出貨量與投資猛增

在去年底的RISC-V峰會(huì)上，RISC-V International預(yù)估單論2021這一年，市面上的RISC-V核心數(shù)就已經(jīng)達(dá)到20億。阿里平頭哥公開(kāi)宣布玄鐵系列處理器累計(jì)出貨超過(guò)25億顆，芯來(lái)宣布基于其RISC-V內(nèi)核的啟英泰倫AI語(yǔ)音芯片出貨數(shù)百萬(wàn)顆。據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到了2025年全球RISC-V架構(gòu)的芯片出貨量將達(dá)到624億顆，與x86和ARM平分秋色。

在這樣的龐大出貨量和積極的生態(tài)下，2021年的資本似乎也更加愿意為RISC-V買單。去年8月，賽昉科技完成了A+輪融資，累積融資金額達(dá)到10億元，本輪領(lǐng)投包括國(guó)科瑞華和中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)投資基金；9月2日，數(shù)據(jù)中心級(jí)RISC-V處理器開(kāi)發(fā)公司Ventana Micro Systems宣布完成3800萬(wàn)美元的B輪融資，由美滿電子創(chuàng)始人周秀文和戴偉立領(lǐng)投；9月8日，初創(chuàng)RISC-V企業(yè)睿思芯科完成了數(shù)千萬(wàn)美金的A輪融資，本輪領(lǐng)投方包括字節(jié)跳動(dòng)和高瓴創(chuàng)投。

移植和適配工作進(jìn)行中，RISC-V系統(tǒng)軟件生態(tài)可期

去年年初，平頭哥就成功將安卓10移植到了基于玄鐵C910的RISC-V平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了基本的系統(tǒng)運(yùn)行，后續(xù)的軟件支持還需要SDK等一系列代碼移植與優(yōu)化工作。中科大軟件所的PLCT實(shí)驗(yàn)室也在去年透露，他們正在開(kāi)展ChromiumOS的移植工作，該系統(tǒng)主要面向筆記本和平板設(shè)計(jì)。如果這兩項(xiàng)系統(tǒng)適配工作后續(xù)進(jìn)展順利的話，RISC-V有望盡情地?fù)肀М?dāng)下的安卓生態(tài)。

HiFiveUnmatched開(kāi)發(fā)板/ SiFive

不僅如此，RISC-V也收獲了更多Linux發(fā)行版支持，比如SUSE就在去年8月宣布加入RISC-V基金會(huì)，與社區(qū)展開(kāi)合作完成OpenSUSE的移植工作，并提供軟件開(kāi)發(fā)工具。Arch開(kāi)發(fā)者FelixYan也已經(jīng)通過(guò)PLCT實(shí)驗(yàn)室提供的HiFiveUnmatched開(kāi)發(fā)板，在上面成功啟動(dòng)了Arch系統(tǒng)。在RISC-V和Linux兩者的密切合作下，Linux基金會(huì)還合作推出了免費(fèi)的RISC-V課程，為L(zhǎng)inux開(kāi)發(fā)者提供認(rèn)知RISC-V的窗口。

巨頭紛紛將目光轉(zhuǎn)向RISC-V

華為海思在去年底發(fā)布了一款全自研的模擬電視主處理芯片Hi373V110，該芯片采用了海思自研的32位RISC-V CPU和LiteOS操作系統(tǒng)，支持全球各種制式，也支持CVBS/YPbPr/VGA/HDMI 1.4信號(hào)的輸入。作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的龍頭企業(yè)，該芯片只能說(shuō)是牛刀小試，華為如若未來(lái)繼續(xù)投入RISC-V開(kāi)發(fā)的話，必將是對(duì)國(guó)內(nèi)生態(tài)的一大助力。

蘋果作為一家全身心投入ARM開(kāi)發(fā)的廠商，似乎也在探索RISC-V的可能性。去年9月，蘋果在其官方招聘頁(yè)面上發(fā)布了一個(gè)RISC-V資深程序員的職位，負(fù)責(zé)高性能計(jì)算方面的開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)并改進(jìn)iOS等系統(tǒng)中的嵌入式子系統(tǒng)。蘋果還有一份系統(tǒng)架構(gòu)師的職位，其中也提到了需要對(duì)基于RISC-V/ARM的系統(tǒng)與工具鏈有所了解。如此看來(lái)蘋果還在探索的初期，RISC-V有一定可能成為其ARM芯片中的協(xié)處理器。