電子發燒友網報道(文/吳子鵬)近日,國內RISC-V行業迎來行業嘉年華,SiFive聯合創始人兼首席架構師Krste Asanovic來到中國,其是RISC-V架構主要發明人之一。Krste Asanovic在自己的演講中提到了一個聽起來頗為大膽的言論,他指出:“RISC-V沒有性能天花板和應用限制,將擁有更好的處理器和生態系統,未來兩到三年有望超越傳統架構。”
站在今天的視角來看,要實現對x86和ARM兩大主流架構的超越,RISC-V需要實現巨大的跨越。不過,這也并非完全只是思想上的“大躍進”,RISC-V在前沿創新方面也確實取得了一些驚人的成績。我們在過往的報道中曾多次提到算能的RISC-V CPU算豐SG2042,這款芯片將RISC-V架構帶入了高性能計算(HPC)領域。
RISC-V架構對ARM架構的沖擊
Krste Asanovic的言論看起來雖然很大膽、很冒進,但要實現也不是毫無可能。那么,接下來我們用RISC-V過往的發展速度結合現狀來推論,Krste Asanovic的言論要實現的可能性有多大。
在RISC-V完成100億內核出貨量時曾有數據指出,ARM架構用了17年完成了這一里程碑,RISC-V只用了12年。從這個角度來看,RISC-V的發展速度大概是ARM架構的1.5倍左右。不過,我們也不能小瞧了ARM架構,這一架構內核在Arm公司2021財年里完成了年出貨292億顆。RISC-V內核出貨量要從2021年底的100億顆到2025年的800億顆。分析機構Semico Research預測認為,這期間RISC-V內核出貨量的年復合增長率可能將達到114.9%。在2025年,RISC-V一年的內核出貨量可能高達400億顆。
屆時,RISC-V在各個主要市場的市占率將會有一個顯著的提升。比如在物聯網市場,市占率將達到28%,在工業市場的市占率將達12%,在汽車市場的市占率將達10%。而在Arm公司2022財年第三財季的報告中,單季度出貨80億顆已經是歷史新高,以此推算這一財年ARM內核的出貨量最多在320億顆,同比增長不足10%。
當然,RISC-V要想實現這樣大跨度的增長,完全可以說是爆發,那么性能和生態確實都不能耽擱。從當前的行業現狀來看,主流的商業RISC-V內核公司推出的內核性能基本都是對標ARM Cortex-A76,其中包括商用RISC-V內核昉·驚鴻8100芯片等,以及開源RISC-V內核第二代“香山”(南湖架構)開源高性能 RISC-V 核心。
從這個維度來看,RISC-V和ARM架構之間的差距至少還有3-4年,因為ARM Cortex-A76發布于2018年5月,而很多對標的RISC-V內核都是發布于2021-2022年。不過,SiFive的Performance P600系列內核已經對標ARM Cortex-A78,時間差距已經被縮小到了1-2年。同時,顯然RISC-V性能提速很快,預計今年底或者明年就會有對標ARM Cortex-X1或者ARM Cortex-X2的內核出現,而在這個領域,Arm公司最新發布的產品是ARM Cortex-X4。
因此,以現在RISC-V內核性能提升的速度,2025年前后很可能在移動智能和嵌入式智能市場給高端ARM架構內核造成一定的沖擊。
可能你會說光有芯片還不夠,還需要配套。這個問題筆者在上一篇文章已經提到,目前幾乎所有的主流操作系統都已經支持RISC-V,并且幾乎都是主線支持。就以Linux來說,基本上發行版的Linux操作系統都是支持RISC-V的。就連更適配的開源操作系統方面,也有谷歌這樣的科技巨頭參與其中,國內則是中科院計算所在主攻。
確實,在幾年前當RISC-V還在起步的時候,生態是最讓人詬病的地方,并且當時看來這個問題很難去解決。不過,現在隨著主流操作系統全部倒向RISC-V,再加上開源操作系統在研,生態的問題一下子便迎刃而解了。實際上,這個問題的核心所在還是內核性能,只要硬件夠強,軟件生態向RISC-V靠攏實際上只是時間的問題。
RISC-V架構對x86架構的沖擊
當然,主流架構還有x86架構,這一架構主要面向的是嵌入式、電腦和服務器等。我們回過頭去看一下算能基于RISC-V 的64核服務器級CPU算豐SG2042。該芯片基于高性能RISC-V內核,9-12流水線設計,支持亂序執行,主頻高達2GHz,每個Cluster最多4個內核,單SoC芯片擁有64核,64MB共享三級緩存,多達32條PCIe Gen 4.0通道的CPU連接。在高性能計算這個市場,除了算能的SG2042,基于RISC-V核心的AI芯片Celerity,嘉楠科技全球首款支持RISC-V Vector1.0標準的商用量產芯片K230等。
并且,我們有注意到,賽昉科技曾在2020年12月就推出過一款頻率可達3.5GHz@TSMC 7nm的內核,也是面向數據中心、PC、移動終端、高性能網絡通信、機器學習等領域,相信基于這款內核也會有更多RISC-V高性能計算芯片產品。
對于高性能計算的RISC-V芯片,生態也已經逐步完善。比如,在PLCT的支持下,算能SG2042芯片目前已經適配了Ubuntu、Arch Linux、openEuler、Deepin等多款操作系統,Firefox和 LibreOffice等常用辦公軟件也能成功運行。
其實RISC-V對x86架構的沖擊強不強,從英特爾的反應就可以看出來,該公司已經大力投資開發各種基于RISC-V架構的芯片。
結語
中國工程院院士倪光南曾表示,“今天,RISC-V是中國CPU領域最受歡迎的架構。中國芯片產業和整個芯片生態將會越來越多地聚焦于RISC-V架構,中國的巨大市場將成為支撐RISC-V的重要基地。”
在RISC-V出貨100億顆內核的成績里,有50%由中國市場貢獻。在當前的國際形勢下,再結合中國芯片成長的歷史,確實中國對于RISC-V架構的需求最為迫切,也更希望RISC-V架構能夠覆蓋從傳統嵌入式、物聯網到通用計算、高性能計算市場。
RISC-V國際基金會肯定也看到了中國市場的潛能和創新力量,因此在2020年3月將總部位于美國的芯片技術非營利組織RISC-V基金會正式遷移至瑞士。RISC-V基金會首席執行官Calista Redmond稱:“基于持續保證對開源技術和軟件的支持以及規避可能帶來的政治風險等諸多因素的綜合考量,決定選擇將基金會總部搬遷到瑞士。”
反過來,如果RISC-V在2025年前后成為全球主流架構的排頭兵,那么中國市場無疑是受益最大的。
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