RISC-V 影響力越來越大
2025-06-16 16:05:21 EETOP業界對 RISC-V 架構的優勢討論愈發頻繁，但它真的是正確的起點嗎？盡管并非完美，但其靈活性或許能為漸進式發展提供必要支持。
計算機架構與軟件始終沿用著 80 年前處理器的設計邏輯 —— 旨在通過基礎技術解決順序標量算術問題，前提是具備足夠內存以處理任何有限問題。芯片行業對突破這一模式顯得猶豫不決，尤其在仍運行著 50 年前開發軟件的領域。軟件范式與向后兼容性影響深遠：編程從單處理器遷移到多處理器架構耗時數十年，直到英偉達開發出 CUDA，面向大規模并行處理器的應用才在專業領域外開始發展。
那么，當許多應用的典型工作負載已演變為“少量控制 + 數據流” 問題時，為何行業仍需要新的 CPU 架構？答案在于 RISC-V 架構的可進化性 —— 它能支持漸進式遷移，而非試圖跨越巨大鴻溝。
RISC-V 的突破：從嵌入式到多領域滲透
兩周前，RISC-V 社區在歐洲舉辦年度峰會，展示了其應用范圍的擴展：尤其在無大量 legacy 軟件束縛的領域，影響力顯著提升。RISC-V 國際首席執行官安德里亞?加洛（Andrea Gallo）表示：“RISC-V 不再僅是產品中不起眼的嵌入式微控制器，它已進入新階段。”
新思科技（Synopsys）業務開發執行董事拉里?拉皮德斯（Larry Lapides）補充：“與往年相比，歐洲峰會的工業界參與度更高，內容更多來自行業，這改變了會議基調。我們看到 RISC-V 正侵入五年前未曾預料的領域。”
加洛列舉了多項進展：“英飛凌宣布在汽車領域采用 RISC-V；歐盟資助高性能計算（HPC）和汽車項目；Meta 在 AI 加速器卡中使用 RISC-V；英偉達估計 2024 年其 GPU 已出貨 10 億個 RISC-V 內核。”
新思科技首席產品經理莫希特?瓦尼（Mohit Wani）強調 RISC-V 在高端處理器中的突破：“它不僅限于低端，還在某些領域作為 GPU 的協處理器或加速器。英偉達展示了其產品組合中近 30 種不同功能，均由 RISC-V 內核實現。”
盡管前景明朗，RISC-V 仍需跨越商業與技術障礙。弗勞恩霍夫 IIS 自適應系統工程部門設計方法論負責人羅蘭?揚克（Roland Jancke）指出：“汽車行業正關注 RISC-V，但曾因架構開放性而猶豫 —— 汽車領域需要明確責任主體，而社區模式難以滿足。如今因成本優勢，他們開始轉向 RISC-V，但仍需完整生態系統：不僅需要開發處理器的工具，還需要上層軟件。RISC-V 正在推進，但成為汽車領域主流仍需時間。”
但并非所有人都認可其價值。Quadric 首席營銷官史蒂夫?羅迪（Steve Roddy）表示：“RISC-V 并非 AI 解決方案 —— 無論是訓練還是推理，它只是另一種控制 CPU，與 Arm、x86、MIPS、Xtensa 和 ARC 處理器類似。后兩者的指令集定制能力與 RISC-V 相當，甚至更優。因此，RISC-V 在技術上并無超越前代的顯著優勢。”
芯片行業極少出現無 legacy 軟件束縛的新應用，但 AI 是例外。加之技術迭代極快，軟件在被顛覆前難以固化，這為持續進化創造了完美環境。
新思科技拉皮德斯稱：“無需兼容舊軟件，可完全根據工作負載定制處理器，省去冗余功能。甚至在微架構層面（如流水線、緩存和內存設計）都有優化空間，這一切在實現前即可規劃。”
RISC-V 的開放性賦予架構設計自由。加洛舉例：“AI 加速器卡可集成大量 RISC-V 內核，甚至同一集群內包含不同內核 —— 數百個模塊中，有的專司數據傳輸，有的負責推理處理。通過添加定制指令（如高效張量單元），RISC-V 正影響芯片架構設計。”
盡管 RISC-V 授權成本更低，但優勢不止于此。瓦尼解釋：“傳統加速器通過內存映射接口與處理器連接，開發者需通過接口發送數據與任務，等待結果返回 —— 這浪費 30% 時間。而 RISC-V 可通過向量流水線直接連接加速器，原生執行操作，這種靈活性獨一無二。”
但羅迪反駁：“所有控制 CPU 在 AI 應用（尤其推理）中均受限于固有缺陷：CPU 設計用于追蹤隨機代碼指針，而非矩陣 / 張量計算。其最大能力僅為向量運算，且受限于傳統加載 / 存儲帶寬。因此，任何用 RISC-V 實現 AI 的方案都需捆綁獨立矩陣引擎，這會引入圖劃分問題 —— 這正是基于 CPU 方案的致命弱點。AI 需要的是原生優化矩陣 / 張量計算的架構，而非依賴緩存與亂序流水線的 CPU。”
加洛回應：“部分成員已開發定制張量指令，這正是 RISC-V 的靈活性。可針對特定工作負載開發定制指令，并完全承擔專屬應用的成本。同時，標準化和擴展規范也有價值 —— 共享編譯器、工具鏈和庫的維護成本。我們已有向量指令，正在開發矩陣指令，根據應用場景（加速器卡、AIoT 或邊緣 AI）會有不同實現方式。”
生態系統曾是應用障礙，但進展顯著。加洛表示：“我們升級為 Yocto 項目白金會員 —— 這是向生態發出的強烈信號。Yocto 是最普及的嵌入式 Linux 發行版，多年來首次新增 RISC-V 架構。它不僅用于嵌入式 Linux、邊緣 AIoT，還適用于消費級機頂盒、汽車信息娛樂系統。”
移動領域也在跟進。瓦尼稱：“谷歌已將 RISC-V 列為 Android 開發的“一等公民”。隨著軟件棧成熟，移動、筆記本等主流領域將出現入門級應用內核。”
行業巨頭的加入推動生態擴張：紅帽發布 RISC-V 版 REL 開發者預覽版；Fedora 支持 RISC-V；今年 1 月，Canonical 宣布計劃通過 Ubuntu 支持 RVA23 配置文件。加洛強調：“這表明 RISC-V 已準備好支持應用處理器和標準操作系統。”
歐洲的 DARE 項目尤為矚目。拉皮德斯介紹：“該項目未來五年將注入 2.6-2.8 億歐元，三家核心廠商各自開發芯片 let—— 通用 CPU、向量加速器和 AI 加速器，并實現集成。RISC-V 與新芯片 let 架構的結合頗具看點。”
RISC-V 或許不是許多應用（尤其是 AI）的完美解，但它提供了一條進化路徑。何況眼下并無更好替代方案。
半導體行業極少有“革命性” 成功。RISC-V 通過開放且不斷壯大的社區，快速迭代當下需求、預判未來方向，以小步快跑的方式降低風險。隨著生態同步跟進，這種漸進式發展或許能引領行業抵達最終目的地。
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