服務器CPU芯片,有了新選擇_風聞
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提到服務器CPU芯片,X86和ARM架構是大眾認知中的“常客”。
而最近,隨着一系列熱點事件的發佈,基於 RISC-V 架構的服務器 CPU 迅速 “破圈”,闖入大眾視野。
01 RISC-V服務器CPU,紛紛亮相
RISC-V架構有着開源、指令精簡和可擴展的優勢,在注重能效比的物聯網領域收穫頗豐。不過,這並不意味着RISC-V無法進軍有更高性能要求的PC和服務器市場。如今,已有多家公司的RISC-V架構服務器CPU芯片亮相。
玄鐵C930
阿里巴巴達摩院旗下品牌玄鐵,一直是RISC-V市場打頭陣的種子選手。
回顧玄鐵RISC-V CPU IP的發展歷程:2018年,玄鐵首款RISC-V架構處理器IP 玄鐵E902發佈;2019年,發佈了主頻可高達2.5GHz的玄鐵C910處理器,刷新了當時RISC-V處理器的性能紀錄;2023年11月,玄鐵推出高性能RISC-V處理器C910的迭代產品C920,主頻提升到3GHz。
據悉,基於玄鐵C920處理器的AI PC概念機已經跑通Llama、Qwen、DeepSeek等開源模型,打通從開源硬件架構到開源操作系統、再到開源AI模型的開源AI全鏈路。
這一次,它帶着更高規格的RISC-V產品來了。
2月28日,玄鐵宣佈其基於開源RISC-V架構首款服務器級中央處理器(CPU)IP核——玄鐵C930,於今年3月開始交付。
“C930通用算力性能達到SPECint2006基準測試15/GHz,越過了不影響用户體驗的服務器級CPU的分水嶺。接下來,更高性能的玄鐵處理器也會更快到來。”達摩院技術專家表示,“就像x86和Arm架構都有其殺手級應用,高性能+AI有可能成為RISC-V的殺手級應用,這是RISC-V差異化的優勢。”
玄鐵C930的高性能和AI加速能力使其適用於多種複雜場景。它不僅可用於傳統的服務器級高性能計算,還能在自動駕駛、AI加速、大數據處理等領域發揮重要作用。
睿思芯科全自研高性能RISC-V服務器芯片落地
3月31日,深圳RISC-V領先企業睿思芯科推出新一代高性能RISC-V服務器芯片“靈羽處理器”。該芯片採用32核CPU + 8核LPU的“一芯雙核”設計,在單核性能和多核並行性能上均實現大幅提升,計算性能比肩Intel、AMD等國際主流型號服務器芯片的性能。
據睿思芯科分享,這是中國首款全自研高性能RISC-V服務器芯片,在算力、能效和接口配置等方面均達到國際主流水平,可滿足高性能計算、全閃存儲、DeepSeek等開源大語言模型的應用場景。
突然間,基於RISC-V架構的服務器CPU成為關注的焦點,那麼該架構下的服務器 CPU 具備哪些特點,又能帶來哪些實際優勢?
02 RISC-V:難,但空間巨大
在服務器CPU領域,相較於X86和ARM架構,可以將RISC-V比喻為一個“毛頭小子”,相較於前面兩位前輩,它簡單、乾淨、在特定應用中更高效,但在應用經驗方面還差的比較遠。
那麼,為什麼要發展RISC-V架構的服務器CPU?這是個值得關注的議題。
在服務器 CPU 領域,x86 架構佔據主流地位。憑藉成本控制和完善的軟硬件生態等特點,x86 架構優勢顯著,短期內難以被其他架構撼動。但技術發展向來各有所長,x86 架構的短板,恰恰成為其他架構突圍的方向。
ARM架構是 x86 架構最有力的挑戰者。ARM架構的服務器支持多樣化和快速變化的工作負載,並且更具可擴展性和成本效益;其次,對於不同的利基型市場能夠提供更高的定製化,生態系統也更靈活;另外,ARM架構服務器體積相對較小,符合現今微型數據中心的需求。
RISC-V架構指令集精簡,沒有歷史的包袱;模塊化;可定製,在一定程度上,可以説ARM架構的這些特點RISC-V也均具備。RISC-V最大的缺點便是生態的欠缺。要知道ARM架構用了十年時間把服務器軟件生態一步步做起來,更何況X86架構已經經歷了數十年的沉澱,因此RISC-V想要短時間內就取得突破實則不易。
儘管RISC-V還有着諸多欠缺,但是未來迎接它的市場空間是喜人的,並且未來的市場,是需要它的。
為什麼説未來的服務器CPU市場,是需要RISC-V的?
從市場角度來看,筆者總結主要有四點:
第一點,它是開源的,這意味着它自主可控。
第二點,它是可定製化的,如此便十分契合專用服務器的定製化需求。
第三點,它的成本更低,目前RISC-V IP核的授權費和版税只有ARM的1/3-1/4。如果採用RISC-V方案,能很大程度降低芯片、服務器廠商的成本。
第四點,RISC-V存在一些獨特的性能優勢,比如其有能力在單位面積上提供更高性能和核數,這使其在有着高效能需求的AI等應用中更加高效。
RISC-V市場規模正在逐年增長。中國科學院計算技術研究所副所長包雲崗透露,到2030年,全球RISC-V芯片市場規模將達到927億美元(約合6752.08億元人民幣),年均複合增長率為47.4%。
RISC-V基金會首席執行官Calista Redmond於去年底表示,目前有超過20億個SoC正在使用RISC-V架構內核,到2031年,採用RISC-V內核的SoC數量將激增至200億個。
03 RISC-V服務器CPU,大波公司入局
目前RISC-V領域的公司主要分為兩種,第一種是利用RISC-V架構銷售IP核;第二種是通過RISC-V架構設計出芯片產品,並流片、量產和銷售,或者使用其他RISC-V IP核量產芯片或終端產品。
典型案例包括算能科技的RISC-V架構服務器芯片,便是採用了玄鐵的RISC-V內核。
2023年3月,算能科技發佈了基於RISC-V架構的服務器芯片——SOPHON SG2042。這款芯片基於平頭哥高性能玄鐵RISC-V內核,主頻高達2GHz,支持亂序執行,擁有64個核心和64MB共享三級緩存。
據悉,算能在2023年已開始出貨。
不止上述幾家公司,其實業內對於RISC-V服務器CPU的探索已有時日。
早在2022年12月,Ventana公司就曾發佈了全球首款基於RISC-V架構的服務器CPU——Veyron V1。
該芯片採用5nm製程工藝,基於Ventana自研的高性能RISC-V內核,8流水線設計,支持亂序執行,主頻超過3GHz,每個集羣最多16個內核,多集羣最多可擴展至192核,擁有48MB共享三級緩存,擁有高級側信道攻擊緩解措施、IOMMU和高級中斷架構(AIA)、支持全面的RAS功能、自上而下的軟件性能調整方法,可以滿足數據中心的各種需求。號稱性能可超越AMD EPYC 7763。
而在2023 RISC-V峯會上,Ventana又發佈了其第二代服務器CPU——Veyron V2,在指令擴展、內核設計、互聯標準、製程工藝等眾多方面進行了全面升級。官方宣稱其性能超越了AMD的高端服務器芯片Epyc 9754。
不過,目前還未檢索到其產品商用情況。
進迭時空成立於2021年,是由一批國內知名RISC-V 芯片專家共同發起並創建的創新型芯片公司,專注於研發RISC-V高性能CPU並提供軟硬一體優化的計算解決方案。
今年初,進迭時空宣佈,其服務器CPU芯片SpacemiTVitalStoneV100研發取得突破性進展,提供完整RISC-V CPU芯片軟硬件平台,全面支持服務器規格。
藍芯算力自2023年成立以來,業務方向便專注於RISC-V指令集的高性能服務器CPU研發,公司研發團隊具備自研高端內核的能力,目前已經取得了多核SOC CPU子系統在硬件仿真器上運行程序等重要的階段性進展。
超睿科技成立於2021年,專注於基於RISC-V架構的高性能CPU開發,該公司的核心業務包括高性能處理器核IP、高性能CPU以及相關SoC芯片的設計開發以及銷售。公司產品廣泛應用於邊緣計算、物聯網、工業控制、雲計算等信息技術應用創新產業領域。
微核芯科技成立於2020年專注於服務器高端芯片,並已具備高性能 RISC-V CPU 的完整研發能力,包括高性能 CPU 核、NoC 多核互連及 SoC 架構的自研,實現了 CPU 控制流與 AI 數據流的高效協同。
希姆計算也是國內最早基於RISC-V做數據中心芯片設計的企業,成立於2019年4月,公司主要專注於研發以RISC-V指令集架構為基礎的AI芯片DSP處理器,同時疊加大算力NPU,主攻數據中心、服務器等場景的雲端大卡。
04 RISC-V服務器CPU,何時上量?
目前,RISC-V 服務器 CPU 的應用情況引發了諸多業內人士的關注與疑問。
阿里雲無影事業部總裁張獻濤表示“我覺得經過5-8年的發展,未來在服務器裏面的大規模應用應該是不成問題的。很多公司對它的期待很高,一定會加速進程往前發展的。RISC-V架構從低功耗IoT終端大規模應用到數據中心,大概5-8年內就能實現。”
微核芯CEO郇丹丹表示高性能計算場景才是打開RISC-V市場空間的關鍵。“過去RISC-V大多都是面向AIoT領域,低成本低性能領域已經是紅海市場,作為新興指令集的RISC-V產業要想發展壯大,只有伴隨着數據中心在高性能領域(服務器、AI計算)的新興應用成長才是打開市場空間的關鍵。”
在2025年2月28日 “玄鐵 RISC-V 生態大會” 上,倪光南院士也指出,玄鐵 C930 的交付不是終點,而是 RISC-V 征戰高性能計算疆場的起點。
在此背景下,誰將直接面臨RISC-V服務器CPU的挑戰?筆者認為,ARM 架構或首當其衝。
ARM 架構採用授權模式,企業需要向 ARM 公司支付授權費用。在服務器 CPU 市場競爭日益激烈的情況下,這種模式可能導致產品成本上升,尤其是在面對 RISC - V 架構的低成本競爭時,ARM 架構在價格敏感型市場可能處於劣勢。此外,ARM 架構的指令集相對固定,雖然在生態上有一定優勢,但在靈活性和定製化方面不如 RISC - V 架構。
這也意味着,未來幾年,服務器CPU市場或許會迎來較大的變革。那麼,關於RISC-V架構的服務器CPU未來的發展前景,身為讀者的你怎麼看?