RISC-V未来发展的三大显著趋势

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）近几天，第二届RISC-V中国峰会如期举办，两大线上分会场同时进行。在8月24日的会议上，2022 RISC-V中国峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠、中国科学院计算技术研究所副所长包云岗、芯来科技CEO彭剑英等人发表了主题演讲。

通过他们的演讲，RISC-V发展的三大趋势显露无疑。在核心层面，RISC-V将向高性能计算领域进军；在生态方面，进一步完善“工具链”是产业界的主要任务；在应用层面，基于RISC-V打造的芯片将会根据具体的场景，针对性优化芯片性能，提升RISC-V芯片和场景的融合。

RISC-V发力高性能领域

从产业发展情况来看，物联网IoT相关应用是RISC-V落地的起点，MCU无论是从内核，还是从产品来看，都是目前国内RISC-V发展最成熟的环节。不过，RISC-V显然并不满足现状，进入高端嵌入式以及边缘智能等领域是大势所趋，部分RISC-V核心已经将数据中心应用列为目标应用。

为了冲击高性能计算市场，RISC-V国际基金会成立了高性能计算特别小组，推动RISC-V在高性能计算、超算、边缘计算以及AI、机器学习、深度学习等方面的应用。

孟建熠表示，过去一年，在全球RISC-V生态伙伴的共同努力下，RISC-V有了很大的进展，SPECint性能首次超过10分，进入高性能计算的行列。未来，平头哥将在通用计算和DSA两个方向上持续演进，推动RISC-V架构在性能上达到其他架构的水平。

在第二届RISC-V中国峰会上，平头哥发布首个高性能RISC-V芯片平台“无剑600”及SoC原型“曳影1520”。

据介绍，无剑600平台是全球RISC-V性能最高的可量产SoC芯片设计平台：它支持4核高性能RISC-V处理器，最高主频可达2.5GHz，实现了CPU+XPU异构架构的全面优化；支持64位LPDDR4X，最高吞吐率4266MT；整合4TOPs的Int8 AI算力；全流程满足GP TEE国际安全标准。

将无剑600平台和ARM架构产品横向对比，能够看到，如果后续芯片设计能够发挥出无剑600的100%性能，那么具体芯片的一些性能将比目前全球领先水平的ARM架构MPU更出色。同时，曳影1520证明了RISC-V可以作为一个可量产、稳定可靠的高性能芯片的新选择。

而在第二届RISC-V中国峰会上，芯来科技也展示了自己的下一步产品计划。彭剑英透露，芯来科技已经在900系列内核上进一步规划了1000系列和2000系列，将会满足数据中心在异构计算方面的最高运算性能要求。

彭剑英认为，未来高性能数据中心是应用定义芯片的代表领域，东数西算、云游戏、互联网、信创和金融等行业应用大大增加了高性能CPU的需求量，RISC-V有着巨大的市场机遇。

RISC-V进一步完善工具链

一直以来，在谈论RISC-V的优劣势时，人们总是喜欢讲到RISC-V在生态方面的不足，更进一步是谈到工具链的不完善。不过，通过第二届RISC-V中国峰会能够看到，过去一年RISC-V在工具链和生态建设方面，有了长足的进步。

在这方面，最显著的变化要数包云岗老师谈到的香山处理器相关的进展。根据他的描述，过去的一年，香山处理器不仅是性能进一步提升，在工具链方面也产生了很多积极的改变。

我们都知道香山是一款开源的高性能 RISC-V 处理器，基于Chisel硬件设计语言实现，然而客户在调试的过程中，往往会采用Verilog语言，那么Verilog如果返回Chisel便成为一个关注点。为此，香山项目团队研发了ChiselDB，能够高效自动地传递结构化信息。

为了提升香山处理器性能分析的效率，香山项目团队研发了TopDown性能分析工具，支持从“性能建模-数据处理-结果分析-优化建模”的完整工作流程，针对RISC-V指令集完成了针对性优化适配。

此外，香山项目团队还在分支预测器、缓存敏捷验证以及指令集在线差分验证等方面进行了工具完善，提高开发者对香山处理器的利用效率。

根据彭剑英的介绍，芯来科技也在完善配套国产“芯”工具，Nuclei Studio 2022.04版本的发布增加了全新的Nuclei PacKage（NPK）包管理框架，提供NPK包的离线导入和在线包管理功能，支持B/P/V扩展。芯来科技将持续推动应用库及方案在芯来RISC-V CPU IP特别是高性能产品线上的布局。

平头哥同样在积极地完善自己的工具链，孟建熠提到的该公司和Lauterbach的合作，在调试、跟踪、实现和计划方面增强了工具链能力。比如在调试环节，劳特巴赫深度支持平头哥玄铁系列处理器调试，提供了跨芯片架构经验的调试方案，共同优化共同客户项目开发的迭代速度和鲁棒性。此外，平头哥也在积极推动RISC-V挑战Android乃至Linux的丰富的软件栈。

在最新发布的无剑600平台上，平头哥与龙蜥社区、中科院软件所PLCT实验室进行了软硬件全栈的联合优化，完成了RISC-V与龙蜥Linux操作系统的3000多个基础包适配，并在曳影1520上首次运行FireFox浏览器、LibreOffice等大型桌面级软件，以及Hexo和Open Rocket等基于NodeJS和JAVA的应用。

RISC-V更好地赋能场景

此前，跃昉科技VP袁博浒曾发表言论称，目前的RISC-V芯片产品市场里，95%以上芯片集中在MCU级别，200MHz算力以下的MCU级别的产品大约500款，中端200MHz到1.5GHz的范围内不足10款。

很多人对此的看法是RISC-V会在中低端MCU领域同质化竞争，当然基于国产MCU当前的现状，中低端竞争激烈的情况当然是存在的，但同质化其实是可以避免的。

在第二届RISC-V中国峰会上，沁恒微电子技术总监杨勇便分享了该公司的具体方法。他详细地介绍了沁恒微电子全栈MCU的策略，并表示这样的技术成果给客户带来的价值是，既有“面子”也有“里子”。

通过他的描述，具体的“面子”为免去了外界以太网、高速USB等收发器PHY芯片；减少了PCB布局走线面积，且减少了EMI干扰；免去了因为原厂外购第三方IP的授权费和提成费成本转嫁；免去了因为原厂外购不同家IP整合导致的额外冗余成本转嫁。

而“里子”则是得到了较高的480Mbps高速USB传输速度；得到了较远的USB传输距离；得到了较低的运行功耗。

杨勇提到，沁恒微电子针对蓝牙应用做了专门的优化，成为首家支持RISC-V WFE指令的公司，相关的SoC产品为智能门锁领域带来了超低功耗和快速的唤醒速度。针对蓝牙MESH组网应用，该公司还提供了完备的组网例程和自研协议栈，帮助客户快速完成应用设计。

还有在电机应用方面，沁恒微电子自研支持硬件压栈和免表中断的快速中断技术，为电机应用带来高效的MCU处理器速度，加快客户电机产品的导入速度。

写在最后

随着核心、工具链和芯片产品的不断丰富和完善，RISC-V的生态越来越被开发者认可。后续，走向高性能计算领域的RISC-V核心拓宽了RISC-V的广度，不断完善的工具链和应用方案则进一步挖掘了RISC-V在各领域的深度和价值。三大趋势之下，RISC-V未来可期。