科工力量：反X86和ARM壟斷？很多人低估了RISC-V的顛覆性

【文/觀察者網專欄作者 科工力量】

“中國很多公司都在開發RISC-V內核供內部使用—主要是出於地緣風險原因。我認為中國將100%地將RISC-V用於嵌入式，但這是一條單行道。他們將繼續利用西方公司貢獻的成果並加以改進。中國將繼續吸收所有進步，例如矢量化或特定領域的特殊加速增強。他們將創造自己的內核並在內部自行製造，但他們不會給予RISC-V社區任何回饋”。

這段堪稱“典中典”的言論，出自於一位Arteris高管不久前的訪談，話裏話外，顯露着對開源社區裏中國參與者的輕視和不信任感。

説到Arteris，這家少為公眾關注的公司，其實是互聯IP這一細分市場近年來的明星企業之一，而RISC-V，則是其目前着重佈局的市場，該公司聲稱其片上網絡 (NoC) IP提供即插即用解決方案，可支持RISC-V內核與其他IP模塊的無縫集成，統一各種NoC協議使開發人員可以專注於他們獨特的差異化，由Arteris處理芯片間和芯片內連接的複雜性，降低項目風險。

在技術生態中極力尋找“存在感”，或許是Arteris方面發出此等言論的動因，但毋庸置疑，在軟硬件開源社區中，歐美開發者對中國同行的歧視並不是一個罕見的現象，多年來一些國內團隊的不當操作，也進一步加深了這樣的刻板印象，甚至在咱們自己的網絡上也出現了“國外一開源，國內就趕超”的笑談。

不過時移勢易，在RISC-V社區再給中國人扣帽子，咱可不答應。

事實上，這幾天Arteris已經被中國開發者回敬了一記響亮的耳光。

北京開源芯片研究院5月21日官宣，向會員單位正式發佈了全球首個開源大規模片上互聯網絡（NoC）IP— 研發代號“温榆河”。

2024 年 5 月 21 日，北京開源芯片研究院（簡稱“開芯院”）通過線上會議的方式，向會員單位正式發佈了全球首個開源大規模片上互聯網絡（Network on Chip，NoC）IP——研發代號“温榆河”。這一重大突破標誌着開芯院在推動數據中心服務器芯片技術發展方面邁出了堅實的一步。  圖源：北京開源芯片研究院公號

這個IP的亮相，可以説不僅僅對中國，更是對全球RISC-V生態發展有着重要意義。高端處理器芯片一般包含兩個核心IP：一個是負責計算的CPU Core，比如ARM Neoverse系列的V1/N1/V2/N2核等；另一個是將幾十上百個SoC片上功能模塊互連起來的片上網絡NoC IP，可以看作是芯片內部的橋樑，比如ARM CMN-600/700系列。

ARM Neoverse N1 CPU  圖源：Anandtech

此前，RISC-V開發者能夠選擇的NoC IP，往往只有ARM CMN以及Arteris FlexNoC系列，且不説高昂的授權費用，而且還有諸多限制條款，北京開芯院向全球社區發佈的這款開源IP，則堪稱拼上了全球RISC-V生態的一塊短板，有望廣泛惠及全球開發者。

據科工力量瞭解，2022年，北京開源芯片研究院啓動了第一代NoC IP“温榆河”項目，由總工程師王齊帶領團隊負責研發工作，得到多家企業的支持。經過18個月的研發，目前已成功完成了支持64核互聯的NoC IP開發和驗證。

在高校演講的北京開源芯片研究院總工程師王齊  圖源：山東大學官網

除了NoC IP的這個突破，其實近期RISC-V生態發展還有很多進展，從EDA/IP、設計服務等“基石”商業公司的積極入局，到Linux和安卓等主流操作系統的支持適配，商業化的“飛輪”正越來越順暢地轉動，更重要的是，RISC-V還重振了RISC之後消沉二十多年的體系結構研究，復興了學術界與工業界緊密交融的創新生態。

正是在這樣的背景下，方興未艾的人工智能，也成為RISC-V大展宏圖的舞台之一。

一方面，AI算力需求急劇增長，但算力硬件被英偉達高度壟斷。基於RISC-V擴展AI加速指令來構建AI算力生態，從而打破英偉達壟斷局面，成為全球業界的新共識。例如，Google的TPU芯片、Meta的MTIA芯片、Tenstorrent的AI芯片都使用RISC-V架構，國內也有企業在走這條技術路徑。

當然，現在一個問題是這些企業都還是各自為戰，以“垂直煙囱”式來基於RISC-V構建AI算力，也就是每家企業從芯片到編譯器、運行時（RUNTIME）、算子庫都獨立開發。若能統一基於RISC-V的AI擴展指令集標準，那麼就有望在統一的AI擴展指令集上構建AI算力軟件生態。長遠來看，也許是打破CUDA生態壟斷的有效路徑。

打破x86和ARM的生態壟斷，也是RISC-V的使命之一。

目前最炙手可熱的RISC-V大芯片開發商Tenstorrent首席架構師、傳奇華人工程師練維漢（Wei-Han Lien），就曾明確表示，x86由AMD和Intel控制，而Arm由Arm Holding控制，這限制了創新的步伐。

Tenstorrent Inc首席CPU構架師練維漢在第三屆滴水源RISC-V產業論壇演講

相比之下，RISC-V 發展迅速，由於它是一種開源指令集體系，因此使用它進行創新更容易、更快捷，尤其是在新興且快速發展的AI解決方案方面：“我當時正在尋找一個用於 [Tenstorrent] AI 解決方案的配套處理器解決方案，然後我們想要BF16數據類型，然後我們聯繫了Arm，問‘嘿，你能支持我們嗎？’他們説‘不’，這可能需要兩年的內部討論以及與合作伙伴的討論，但我們與SiFive（高性能RISC-V CPU IP開發商）進行了交談；他們就把它放進去了。所以，沒有任何限制，他們為我們構建了它，這是自由”。

很多人低估了RISC-V帶來的產業顛覆性，僅僅把它看成是有可能發展成為和x86、ARM三足鼎立的一個指令集，於是很多芯片企業僅僅把RISC-V作為ARM的替代方案。正如練維漢所總結的，事實上，RISC-V本質上是一種開放標準，它打破了過去半個世紀“指令集屬於公司私有”的格局，這將會塑造一個開源芯片新世界。

就如今天的軟件產業已經是兩個世界，一個閉源軟件世界，一個開源軟件世界。根據Black Duck針對17個行業1700多個軟件的統計數據表明，96%的商業軟件中包含開源代碼，而且開源代碼的比例達到76%。如今，僅我國就有400多萬個APP，為何會有這麼多？一方面是需求側場景豐富，打車、外賣、社交、休閒，不但每一個傳統場景都數字化，而且誕生了諸如美團、抖快、拼多多、小紅書等基於全新商業邏輯的新企業、新業態；另一方面，是供給側的開源軟件，極大地降低了APP的開發門檻，讓3-5人的APP開發團隊便能勝任。

軟件如此，硬件同樣如此，以5G、5G-A、6G的快速迭代來説，通信技術發展會帶來至少兩方面影響：一方面對芯片需求不斷提高，比如6G標準中開始融入大量AI，傳統的DSP不一定能滿足需求，因此已經有企業開始規劃基於RISC-V進行擴展和定製的通信芯片，從而更好的支持6G；另一方面，通信技術的不斷升級，會促進物聯網（IoT）的發展，對芯片的需求將會增加一個數量級，達到數千億顆，IoT場景海量、多元的需求，只能通過RISC-V的高度可定製化，結合開源模式降低門檻與成本才能匹配。

衞星通信  圖源：pixabay

RISC-V生態快速發展，會讓芯片設計門檻大幅降低，定製芯片的難度會降低，從而釋放出更大的芯片定製需求。未來就有機會出現一些全新的平台型公司，一方面，在這個平台上可以集成越來越多開源IP核，包括CPU、GPU、DDR控制器、WiFi，NB-IoT等等，和基於開源軟件的移動互聯網APP開發模式類似，這些開源IP核將提供80%甚至90%的基礎功能，從而同樣讓3-5人的團隊便能快速定製針對不同應用場景的IoT芯片。

另一方面，這個平台可以提供芯片敏捷設計雲服務，提供各類基礎IP核、開源EDA工具鏈，和德州儀器的底層共享平台類似，大幅降低芯片設計的前期投入，讓3-5人的小作坊團隊也能在雲平台上根據IoT場景開發定製芯片。

德州儀器（TI）  圖源：新浪科技

今天，在5G移動互聯網為代表的、全球最完善的新型基礎設施支持下，在全球最繁榮的移動互聯網生態基礎上，RISC-V的生態也一定會率先繁榮。一旦國內的市場需求和技術供給對接上，那麼就會快速迭代起來，從而形成“滾雪球”效應。

這是一個新賽道，也是一個產業重塑的機遇，科工力量相信，哪些企業抓住機遇，更早地切換到這個賽道上，更早地在這個賽道上探索出新的商業模式，那就更有機會形成未來的世界級領軍企業。

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