SiFive：RISC-V的發(fā)展勢不可擋，RISC-V也可以高性能！

RISC-V，作為一個新生的精簡指令集的開源指令架構(gòu)，自2010年誕生之日起，就開始逐漸被業(yè)界所關(guān)注。RISC-V指令架構(gòu)摒棄了ARM指令架構(gòu)中很多冗余的部分，使得核非常的簡潔高效，同時它又是開源的，所以使得CPU核設(shè)計(jì)愛好者有了一個公共的平臺，深入理解CPU核的指令設(shè)計(jì)和擴(kuò)展。由于其后發(fā)優(yōu)勢，RISC-V采用了固定大小的指令長度，并且指令的數(shù)目相對較少。這種設(shè)計(jì)簡化了處理器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，同時提供了更好的性能和能效。同時，RISC-V 提供了可選的指令擴(kuò)展，如浮點(diǎn)指令集、向量指令集和多核處理器指令集，這使得 RISC-V 可以根據(jù)具體應(yīng)用的需求進(jìn)行靈活選擇，從而在不同領(lǐng)域展現(xiàn)其強(qiáng)大性能。

但是一直以來，RISC-V架構(gòu)在業(yè)內(nèi)都給人以小型、快速、低功耗的特點(diǎn)，普遍認(rèn)為RISC-V架構(gòu)最大的掣肘是其性能，但是如今的RISC-V經(jīng)過多年的發(fā)展，早已不是當(dāng)年的吳下阿蒙，隨著RISC-V生態(tài)系統(tǒng)的不斷壯大，各種硬件設(shè)計(jì)工具、編譯器、操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境也在迅速發(fā)展。就在6月28日，“2023 SiFive RISC-V中國技術(shù)論壇”在北京舉行，本次論壇重點(diǎn)旨在向外界傳達(dá)一個重要的信息：RISC-V架構(gòu)的發(fā)展勢不可擋，高性能需求的工作，RISC-V架構(gòu)同樣也可以勝任！

在論壇的開始，RISC-V的主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovi?教授表示，RISC-V發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。他預(yù)測到2025年，RISC-V內(nèi)核數(shù)將達(dá)到800億顆。他相信RISC-V架構(gòu)將提供更強(qiáng)大的處理器和生態(tài)系統(tǒng)，并有望在未來兩到三年超越傳統(tǒng)架構(gòu)。

RISC-V的主要發(fā)明人、SiFive共同創(chuàng)辦人兼首席架構(gòu)師Krste Asanovi?教授

那么，維持未來RISC-V高速增長的底氣和最重要的機(jī)遇在哪里呢？答案是生成式AI和汽車電子領(lǐng)域。

在如今這個生成式人工智能大紅大紫的時期，RISC-V無疑是對于AI領(lǐng)域十分契合的架構(gòu)。SiFive AI/ML產(chǎn)品高級總監(jiān)李本中先生在論壇上表示：“今天大部分硬件的利用率都不到20%?！币簿褪钦f有大部分時間，硬件性能并沒有充分得到發(fā)揮，大量電能成本被白白消耗，而RISC-V的低功耗設(shè)計(jì)，恰恰切入了這個行業(yè)痛點(diǎn)，其在生成式人工智能任務(wù)中可以提供更好的能效，從而節(jié)約大量從事軟件能效優(yōu)化的人員，為企業(yè)節(jié)約大量AI訓(xùn)練成本。不僅僅在節(jié)能方面，RISC-V架構(gòu)的可擴(kuò)展性，還可以支持各種不同的處理器核心和指令集擴(kuò)展。這使得它適用于生成式人工智能領(lǐng)域中的各種任務(wù)和應(yīng)用，包括機(jī)器翻譯、音頻生

成、圖像生成等。從而使用更小的成本，實(shí)現(xiàn)比原來更多的可能性。

而另一個支持RISC-V高速增長的方面則是汽車自動駕駛。SiFive注意到：最近這兩年對于國內(nèi)來說汽車電子是變得越來越熱，可能有一半的芯片企業(yè)都想和汽車電子有一些交集，而自動駕駛領(lǐng)域從硬件到軟件都和傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域有所區(qū)別，可以說是一個全新的生態(tài)系統(tǒng)，尚未有統(tǒng)治市場的產(chǎn)品和企業(yè)，而且對靈活性和開放性都有更高需求，這對RISC-V來說，是個很好的機(jī)遇。而RISC-V架構(gòu)本身的特性也使得它比傳統(tǒng)的x86，甚至于arm更加應(yīng)該在汽車電子上使用。其本身的開源架構(gòu)，就注定了其生態(tài)中包含大量開源軟件資源，可以幫助工程師快速搭建出雛形，探索出最優(yōu)架構(gòu)。而在另一方面，眾所周知，安全性和可靠性是整個汽車電子的重中之重，RISC-V架構(gòu)可以提供實(shí)時處理和響應(yīng)能力，滿足自動駕駛系統(tǒng)對快速感知、決策和控制的需求；與此同時，RISC-V可通過硬件和軟件層面的安全特性加強(qiáng)自動駕駛系統(tǒng)的安全性，保護(hù)其免受潛在的攻擊和威脅。

正是因?yàn)檫@些優(yōu)勢的存在，RISC-V才得以在業(yè)內(nèi)快速發(fā)展，SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅(jiān)先生表示：“2019年12月，總共有435個RISC-V會員，三年以后達(dá)到快4000個會員，有近10倍的增加。另外，2019年我們在國內(nèi)辦RISC-V的峰會，有500人來參加。今年的峰會估計(jì)會有3000多人參加，線上預(yù)計(jì)有5萬多人參加，增加了100倍！這三年改變很大，特別是我們這個行業(yè)?！?/p>

SiFive企業(yè)營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁剛至堅(jiān)先生

本次論壇之上，SiFive還有一個重要觀點(diǎn)，想要向業(yè)界表達(dá)，對于高性能需求的項(xiàng)目，使用RISC-V架構(gòu)同樣可以完成。SiFive首席工程師王開懷先生在論壇上表示：“SiFive的Performance系列可以說是現(xiàn)在RISC-V里面的領(lǐng)先者，我們關(guān)注點(diǎn)是計(jì)密度，也就是在最小面積功耗下提供最高的性能，包括NASA、谷歌，他們都采用我們的RISC-V，技術(shù)得以加強(qiáng)?！痹赟iFive的 Performance系列產(chǎn)品線中，P470的SPEC跑分可以達(dá)到19，這是一個相當(dāng)高的分?jǐn)?shù)，對比arm架構(gòu)的同規(guī)格的Cortex A55相比，RISC-V架構(gòu)的P470是A55的2.75倍，而芯片面積則大幅減少了35%，如果換算成單位計(jì)算密度，P470則有這高達(dá)4倍的優(yōu)勢。不僅如此，SiFive所推出的P600系列更是在SPEC中跑分可以達(dá)到37，對Cortex-A78，P670計(jì)算密度是2.14倍，這就是RISC-V的優(yōu)勢。

最后通過這次“SiFive RISC-V中國技術(shù)論壇”，筆者對RISC-V架構(gòu)的發(fā)展充滿期待。筆者希望RISC-V能夠進(jìn)一步成為計(jì)算領(lǐng)域的主流架構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備和領(lǐng)域，在高性能計(jì)算領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的x86和arm架構(gòu)競爭更加激烈，這對于開發(fā)者、對于消費(fèi)者來說，都是樂于見到的未來。筆者相信這一天一定在不久的未來就可以來到現(xiàn)實(shí)，相信RISC-V將繼續(xù)為計(jì)算領(lǐng)域帶來新的可能性，并在未來的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。