2022年,躍昉科技、賽昉科技和阿里平頭哥相繼發布CPU主頻超過1.5GHz的基于RISC-V的高端應用處理器,實現了RISC-V從IoT領域向邊緣計算領域的跨越,RISC-V的發展也進入新階段。
這是RISC-V與ARM、x86三分天下雛形初具的階段,也是RISC-V開始面臨諸如碎片化和專利池等問題和挑戰的階段。
隨著RISC-V影響力逐步擴大、x86、ARM等外部競爭對手的關注和內部競爭的加劇,使得今天的RISC-V實際已經進入了青銅時代,此前的各種矛盾和爭議,也將在這一時期被放大和激化。
2022年的冬天,我們在談論RISC-V的時候,我們在談論什么?
在本周三舉辦的第二屆滴水湖中國RISC-V產業論壇上,業界大咖對RISC-V的進階之路展開討論,認為在RISC-V 的應用落地方面,無線連接芯片已經可以完全落地,車用芯片已經在路上,進入數據中心會比進入PC端時間更早。
展望未來,AR將是RISC-V的主戰場之一。
另外,在升級進階的過程中,碎片化、軟件生態和專利是RISC-V需要解決的三大難題。
無線連接領域完全落地,RISC-V上車在路上
在此次論壇上,中國RISC-V產業聯盟理事長、芯原股份創始人、董事長兼總裁戴偉民作為圓桌論壇的主持人,讓現場觀眾投票選出目前RISC-V在哪些應用領域或場景已經可以完全落地。
投票結果顯示,無線連接芯片、多媒體處理芯片、工業控制芯片位居前三。
不過,在珠海昇生微電子CEO陽昕看來,RISC-V在無線連接芯片、工業控制芯片和邊緣計算芯片這三個領域落地表現好,生態建設是決定RISC-V落地程度的關鍵因素。
“藍牙、WiFi、NB-IoT等無線連接芯片對生態的訴求更弱,整個珠三角產業鏈已經出現很多基于RISC-V量產的企業,已經實現完全落地。而DSP與RISC-V的結合在技術上是一個非常好的結合點,對工業控制芯片的落地有較大推動力。”陽昕分析道。
“另外,邊緣計算的生態尚未成型,OS操作系統也尚未形成業界統一標準,對各家芯片廠商以及應用廠商的算法集依賴較大,在RISC-V的拓展性和差異化方面有優勢,因此邊緣計算的落地程度在我心中排第三。”
無論是無線連接芯片還是工業控制芯片,中國市場上已經出現不少取得成績的優秀案例。
泰凌微首顆采用RISC-V內核的芯片產品TLSR9可以支持主流的物聯網低功耗無線連接標準,自2021年量產推出之后,已經累計出貨百萬片,廣泛應用于包括無線音頻設備、可穿戴設備等各類智能終端產品。
芯昇科技也于2022年11月推出了全球首顆 RISC-V內核架構的 LTE-Cat1 SoC通信芯片CM8610,采用RISC-V內核和22nm先進工藝,集成射頻、PMU、modem,以及 AP,全面滿足工業物聯網2G轉4G的各種應用場景需求。
中科昊芯基于RISC-V的DSP芯片Haawking-HX2000,其32位微處理器全部基于RISC-V 開放指令集架構H28x,在處理、傳感和驅動方面進行了深度優化,可顯著提高實時控制應用中的閉環性能。目前已成功實現HXS320F2802X和HXS320F2803X兩個子系列量產,并向客戶穩定供貨。
當然,要與ARM和x86三分天下,在近兩年大熱的新能源汽車領域,RISC-V自然也不會缺席。中國工程院院士、中國科學院計算技術研究所研究員倪光南就曾公開表示,RISC-V能很好地滿足“需求定義軟件,軟件定義硬件”的時代需求,是智能網聯車芯片的理想選擇。
在國內,已經有不少芯片公司正在研發基于RISC-V 的車規級MCU。
于2022年3月成立的武漢二進制半導體公司是其中之一,其副總經理蔡敏就在此次論壇上表示,公司正在研發一款基于RISC-V架構的車規級MCU芯片伏羲2360,主要應用于汽車發動機、變速箱、三電控制、ADAS、整車控制等領域,預計2024年12月正式推出。
芯來科技CEO彭劍英表示,無論RISC-V,還是ARM,對于中國企業而言上車均處于起步階段,通過超長的車規級認證是第一道大關,而在智慧座艙領域,高通已經建立起的平臺和生態護城河,新玩家面臨的挑戰巨大,RISC-V更是如是。
“不過在車載以太網,包括自動駕駛或輔助駕駛ADAS等對軟件及生態依賴不太強的領域,RISC-V應該會先落地。”彭劍英補充道。
從服務器向PC滲透,AR或將成未來主戰場
對于CPU來說,服務器、PC以及智能手機才是更加龐大的市場,已經在IoT領域打好基礎的RISC-V,將如何一步一步進軍高性能以及移動計算領域?
嘉楠科技副總裁湯煒偉表示,一個新的架構想滲透到一個已經成熟的市場,往往都是“從低向高“滲透,但對比ARM替代x86,RISC-V的滲透路線又有所不同。
“服務器面向B端,PC面向終端消費者(C端),因此需要十分完備和友好的軟件生態,才能得到用戶廣泛認可,這意味著RISC-V滲透到PC比滲透到服務器對軟件的依賴更大,所以RISC-V會更先滲透到服務器而不是PC端。”湯煒偉說道。
x86獨占服務器山頭已久,努力多年的ARM服務器初見成效,為何RISC-V也要進軍高性能領域,關鍵的驅動因素是什么?
陽昕認為,安全可控是關鍵的驅動因素。“ARM之所以可以在服務器中占據一席之地,在于其在手機端的強占有率,因為手機終需要同數據中心相連,連接之后形成自主可控的生態,是產業本身需要的東西。”陽昕說道。
湯煒偉也持有同樣的看法,“但我覺得‘安全可控’不是大家所謂的純粹政治意義上的安全可控,而是指無論是x86和ARM架構集中在少數供應商手中,對于下游客戶而言是一種供應鏈風險,無論是什么樣的客戶,都在追求整個技術鏈路上的安全可控。”
如果說服務器、PC以及智能手機是RISC-V可以去替代的市場,那么被視為下一代移動計算領域的VR/AR/MR,則是RISC-V可以與x86、ARM同臺競技的市場。
戴偉民認為,蘋果在AR的專利布局上投入很大,AR是值得RISC-V注意的增量市場。
芯原股份高級副總裁、定制芯片平臺部總經理汪志偉表示,就芯原幫助客戶設計AR眼鏡的經驗來看,這一領域是深度定制的芯片市場,是異構硬件計算平臺,對功耗和性能都有一定要求。
“對RISC-V而言,需要提升與主流操作系統的融合,尤其是輕量級的操作系統,安卓在這個領域比較重量級,這正是RISC-V的優勢。”汪志偉說道。
避免架構碎片化,加固專利池
由于RISC-V的開源開放,可以擴展指令集,因此就會出現在不同細分領域都存在一定的指令集擴張。一定的指令集擴展是生態多樣化的表現,不過一旦在同一細分領域出現多種指令集擴張,就容易造成RISC-V架構的碎片化。
那么如何避免碎片化?
汪志偉表示,除了在細分領域保持指令集一致之外,還要鼓勵大家開源,支持主流、開源的操作系統,與諸如Linux之類的開源社區合作,與整個軟件生態共同成長。
彭劍英則認為,有競爭力的公司需要越來越有自信心,抱有“我對RISC-V也要有貢獻”的心態,如果要對某一細分領域進行指令集擴張,盡量抽出細分領域的共性,例如DSP共性指令,形成統一的標準之后,相應的編譯器和軟件的供應鏈也能得到統一,每一家企業又可以針對性地做出一些特色性的東西,在實現差異化的同時避免碎片化。
除了碎片化,專利也是RISC-V需要防范于未然的問題。
據上海恒銳知識產權服務有限公司執行主任黃海霞表示,從整個指令集架構的知識產權現狀來看,50% 以上的專利數據鏈都是美國本土企業,而在中國本土企業專利中本土企業的原創貢獻率大占據20%,這意味著有80%是巨頭在中國本體地區布局的。從宏觀層面來看,RISC-V與產業共同發展,發展過程中必然存在一些專利壁壘。
面對這樣的情況,中國在發展RISC-V時,一方面需要加強RISC-V專利布局,收購部分CPU專利,建立專利池,即專利聯盟成員將自己的知識產權放進專利池中,且保證擁有完全自主的許可權和支持產權,一旦專利池中的任何一家被投訴,其他成員都需要同意被訴企業可以“拿起”專利池中的任何一條專利防守對抗對方,抱團取暖,共同抵御未知的風險。
另一方面,在加強RISC-V專利布局的過程中,每個個體化企業需要針對自己的產品優勢做好專利布局,同時知己知彼,對指令集架構中已經失效或有效的部門做標引、分類和篩選,并把失效的專利放進專利池,定期分發給大家。
“在風險管控方面需要小心謹慎,同時也需要大膽嘗試。”黃海霞說道。