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  • RSIC-V进入应用爆发期,AI领域展现应用潜力

    发布日期:2024-03-25 05:39    点击次数:128

    21世纪经济报道记者 董静怡 深圳报道

    从软件到硬件,开源已经成为数字产业的大势所趋。回顾RISC-V作为一种新兴开源芯片架构的发展历程,达摩院院长张建锋认为,RISC-V以其开放、模块化和可扩展的核心特性,极大地降低了开发者参与创新的技术门槛,为整个半导体产业带来了前所未有的机遇。

    2023年,麻省理工科技评论将RISC-V评选为十大突破性技术,并给出了高度评价,认为其有望改变一切的芯片设计。中国工程院院士倪光南预测——在CPU领域,未来将形成英特尔(x86)、Arm、RISC-V三分天下的格局。

    目前,全球70多个国家和地区已经投入到RISC-V领域,软硬件生态日趋成熟,AI浪潮也给RISC-V带来了更大的想象空间。

    3月14日,在达摩院举办的2024玄铁RISC-V生态大会上,达摩院宣布玄铁系列将面向低功耗、AI加速、车规及安全领域全面迭代升级。

    张建锋表示,“RISC-V在产业发展趋势上越来越清晰。第一方面是在嵌入式系统里面变得更普及,第二能够向更平台化的PC端承载更多的应用,第三是在一些新型的算力方面,比如人工智能方面有新的突破。”

    他表示,随着新型算力需求激增,RISC-V发展迎来蝶变,即将进入应用爆发期。

    需要更强大的生态

    “在全球半导体产业发展史上,开源开放的RISC-V第一次让所有企业和开发者都能充分地、自由地贡献自己的智慧。”张建锋表示。

    从成功研发到出货100亿颗芯片,RISC-V用了约10年时间,走完了传统架构30年的发展历程。2023年,RISC-V International首席执行官Calista Redmond在RISC-V峰会中表示,未来几年RISC-V采用率将以40%年复合增长率增长,2030年RISC-V架构芯片更有望突破160亿颗。据统计,RISC-V基金已有高通、NVIDIA和Google等超过4000名成员。

    集由于其开放性和灵活性,RISC-V指令过往在嵌入式领域迅速获得关注和应用。嵌入式系统通常是针对特定任务设计的,它们的软件和硬件紧密耦合,不需要广泛的第三方软件支持或复杂的生态系统。

    然而,随着技术的发展和市场需求的变化,RISC-V也在不断演进。这种演进体现在它从原本主要应用于嵌入式系统,逐渐扩展到需要更高性能的系统级应用。在这些应用中,系统可能需要支持更多的软件和硬件组件,以及更复杂的生态系统,例如操作系统、中间件、开发工具等。

    RISC-V的这种变化意味着它不仅仅局限于那些一次性开发的嵌入式应用,而是开始支持需要二次开发、持续更新和扩展的平台,例如,服务器、个人电脑、高性能计算等领域,这些领域的系统通常需要一个强大的生态来支撑,包括广泛的软件兼容性、开发社区的支持、以及硬件和软件的持续更新。

    “RISC-V发展的动力不是要取代传统架构,而是以开放创新充分发挥自身优势”,张建锋表示,“无论是嵌入式系统的小型化设计,还是大数据分析和机器学习所需的算力支撑,RISC-V都以其开放性、灵活性和高效能赢得了市场和更多用户的认可。”

    在刚刚过去的2023年,RISC-V生态也有了进一步发展。

    5月,Meta基于RISC-V架构推出首代AI推理加速器,简称MTIA,用于加快生成式AI模型的训练;

    6月,谷歌、英特尔、英伟达、高通、阿里等13家企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE”正式启动,旨在加速RISC-V的软件生态建设及应用商业化进程,成员将联合推动RISC-V处理器在移动通信、数据中心、边缘计算及自动驾驶等领域的市场化落地;

    10月,高通宣布将与谷歌合作推出基于RISC-V架构、支持Wear OS系统的智能穿戴芯片,并将在全球市场进行商用推广。

    “面向更多的不同应用之后,要面临怎么标准化、避免碎片化等等很多问题。RISC-V要真正走向主流的系统,需要更多的标准化,也要更多的生态来参与进来。”张建锋认为。

    目前,中国已有数百家公司在关注或以RISC-V指令集进行开发,在RISC-V International 25个高级会员中,12家为中国企业,包括阿里巴巴、腾讯等。

    AI带来爆发新机遇

    眼下,RISC-V的生态正在产生裂变,达摩院玄铁RISC-V团队资深技术专家李春强向21世纪经济报道记者表示,已经看到越来越多的客户在使用RISC-V的技术,行业内对于该技术的使用接受度越来越高。

    “上一届大会还在讲‘要让RISC-V’触手可及,让更多开发者去体验,今年情况已然不同,”李春强表示,市场上将会看到越来越多基于RISC-V架构的芯片和软件。

    2023年,RISC-V架构在更多实际应用场景中得以落地生根,从物联网设备、边缘计算逐渐迈向AI计算、高性能计算等领域,产生代表性的应用案例。

    得益于RISC-V简化的架构,与传统CPU架构相比,它具有更高的性能和更低的功耗,这是支持AI革命的一个良好起点。

    “RISC-V可以在比较低的功耗下面处理计算,意味着在有限的能量下面还可以做得更多,所以这一块我们正在跟进,尤其在大模型对算力要求高且算力吃紧的背景下。”知合计算CEO孟建熠向21世纪经济报道记者表示。

    与此同时,RISC-V架构具有可扩展性和模块化的特性,这意味着允许设计者定制指令集来优化特定类型计算操作,也可以根据AI工作负载特点提供专门的硬件加速器,更适用于AI爆发带来的极大算力需求。

    在达摩院过往的产品中,玄铁推出的C907处理器是全球首款针对AI的拓展处理器,其端到端性能提升了7倍,表明RISC-V架构在AI领域的应用具有显著的优势。此外,张建锋还提到了C920处理器的全面升级,其AI性能提升了4到6倍,进一步证明了RISC-V在满足未来以AI为主的算力需求方面的巨大潜力。

    “玄铁处理器接下去还会继续提升,最主要是往更高端的算力上做,”张建锋表示,“我们目标是向行业提供更加稳定、更加可靠、更加可定制化的芯片。”

    会上,达摩院宣布面向AI加速、低功耗、安全等全面升级迭代玄铁产品线,计划于今年内推出下一代处理器C930,为RISC-V向更高性能的探索奠定重要基础。

    李春强认为,大模型的发展对于RISC-V来说是一个非常好的机会,因为所有的竞争者都处在相近的起跑线上。他表示,达摩会在硬件(如多核处理器和片上系统设计)和软件(如算法和操作系统)方面进行前期的布局和研发,以确保RISC-V架构能够充分利用其优势来支持大模型。

    同时,他也表示,单靠指令集的优化是不够的,需要与下游的合作伙伴一起,包括芯片制造商和软件开发者,共同推进大模型专用芯片的研发。这种合作可以帮助RISC-V更好地适应市场需求,提供更高效的解决方案。

    本次大会上,达摩院发起成立“无剑联盟”,通过构建开放、协同、普惠的RISC-V芯片服务体系,向全行业释放基于玄铁RISC-V的生态势能,加速RISC-V产业化进程。

    “面向AI、工业控制、车载、机器人、无人操作系统,有新的机会。我觉得RISC-V会发挥开源社区的最大优势,接下去一定会成为一个最主要的计算平台。”张建锋在演讲中表示。

    (编辑:杨清清)