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發(fā)布時間:2023-02-02作者來源:譚章熹瀏覽:1527
2022年,對于略顯年輕的RISC-V行業(yè)來說,這是比較特殊的一年。
作為開源、精簡的計算機架構,它誕生于上個世紀,本世紀初發(fā)展到第五代,卻已經隱隱有和PC領域的x86、移動端的ARM三足鼎立的趨勢。
過去,RISC-V的發(fā)展中,低端、MCU、IoT都是它在市場上的關鍵詞。作為它最早的參與者和支持者,我一直認為這其實對RISC-V的認識是不完整的。它的潛力非常大,有機會給很多有特殊需求的領域提供芯片、生態(tài)擴展到覆蓋各個性能場景,過去一年的一系列消息也恰恰是它走向高端化的有力證明——
2022 年1月,英特爾表態(tài)投入10億美金打造RISC-V創(chuàng)新基金,表態(tài)支持RISC-V發(fā)展;9月,SiFive成為NASA即將推出的高性能航天計算 (HPSC) 處理器提供核心 CPU的供應商,用RISC-V架構的芯片搭建要求極高的航空領域的高性能處理器。
時值2023年初,我在此拋磚引玉,和大家聊一聊過去一年以來RISC-V的幾個重點和未來走向。
從前面聊的消息可以看到,RISC-V的應用場景、和重要程度都在加深,這也印證了我認為的RISC-V的一個最終發(fā)展趨勢:高端化。
這是由于RISC-V最基礎的特點:開源、精簡、模塊化。開源,意味著它不受任何單一公司控制,有著巨大可能性與未來潛力;精簡,意味著它的可擴展性很強,沒有很多歷史包袱;模塊化的特性,則讓它能夠很好地解決目前隨著智能化的精度增加,更特殊的一些計算需求。
也正是因為這些原因,它的特性其實非常契合未來我們在服務器、數據中心等高端場景的芯片需求。
再比如文章開頭我提到的SiFive和NASA的合作—— 2022年9月消息,NASA選擇了美國的RISC-V廠商SiFive為他們即將推出的高性能航天計算 (HPSC) 處理器提供核心CPU。從行星探索到月球和火星表面任務,預計HPSC將用于幾乎所有即將進行的太空任務。
除了一個8核SiFive IntelligenceTM X280 RISC-V矢量核外,HPSC還將使用四個SiFive RISC-V核,以提供當前太空計算機100倍的計算能力。許多太空任務組成部分,包括自主漫游車、視覺處理、太空飛行、制導系統(tǒng)、通信和其他應用程序,都將受益于計算機性能的顯著提高。
這是要上太空的,最核心的部件,也用上了RISC-V,就是對RISC-V真實地位的一個有力證明:它有能力支撐需求極高的高端場景算力需求。
在剛剛過去的RISC-V峰會上,Ventana也宣布推出了Veyron系列高性能RISC-V處理器。Veyron V1是該系列的[敏感詞]個成員,采用高性能Chiplet和IP的形式提供。這些高性能產品的推出都展現(xiàn)了目前RISC-V行業(yè)走向高端的趨勢。
從另一個角度來說,在這些高端場景應用里面,往往需要進行定制化,假如追求新的技術突破或一些創(chuàng)新的時候,RISC-V獨到的優(yōu)勢天然就會吸引到企業(yè)來選用。而它開源的特點又讓研發(fā)沒有太多負擔,商業(yè)化路徑明晰。再想想近期Arm與Qualcomm的訴訟,在授權費用上有著很多爭端,不難明白為什么RISC-V在商業(yè)化方面有著越來越強的吸引力。
可以想象,除了車載芯片,服務器、數據中心等領域我們都會逐漸目睹RISC-V芯片從進場負責邊緣應用、到成為核心處理器的一個過程。
去年這些實際落地的應用已經可以證明,在性能需求很高、要求很專業(yè)的領域,RISC-V能做得好,未來也會越來越好。
除RISC-V高端化,今年大公司的動向也釋放出了一些值得關注的市場信號——為了保證不錯過RISC-V這一浪潮,他們或直接切入,或提前布局。
2022年剛開年時,Intel就丟了一個重磅消息:將投入10億美金打造創(chuàng)新基金,提供資金、晶圓廠服務和重要技術,其中大部分都將用于協(xié)助RISC-V創(chuàng)新企業(yè)的長期發(fā)展。作為半導體領域長期霸主之一,Intel擁抱RISC-V可謂意味深遠:首先,從其公司戰(zhàn)略上,可能代表著扶持RISC-V與Arm競爭,并借開源的RISC-V打磨自己的晶圓廠;其次,Intel這樣的行業(yè)巨頭積極表態(tài)并參與其中后,RISC-V的生態(tài)發(fā)展,將得到一股強勁的驅動力。
在這次真金白銀的投入之前,Intel已經多次表達過對RISC-V的興趣。比如領投RISC-V IP開發(fā)商SiFive的C輪融資,并在去年出價20億美元提出收購案。雖然收購并未落地,然而Intel在積極擁抱RISC-V,已經是顯而易見的事情。
而這次Intel宣布的10億美金基金并加入RISC-V國際基金會,更是意味著Intel對于扶持RISC-V在微架構領域與Arm競爭、以及將RISC-V架構芯片納入IDM2.0版圖的長遠愿景。
這對于整體RISC-V生態(tài)是一個好消息——Intel作為行業(yè)非常資深的企業(yè),能作為一個重要推手,加速RISC-V生態(tài)成形。
尤其是Intel這次發(fā)布的新消息,在各個層面上提供針對RISC-V企業(yè)早期需求的幫助,包括10億美金的資金,授權差異化RISC-V IP以加速創(chuàng)新,提供對基于 RISC-V 的開放式IntelChiplet block的訪問,探索RISC-V相關的創(chuàng)新芯片架構和先進封裝技術。
這也是因為,Intel看好未來RISC-V落地很廣闊——并非局限在IoT領域,而有很多高端場景。RISC-V的這些潛力,意味著它可以和Arm競爭,并最終形成X86、Arm、RISC-V三足鼎立的格局。
另一方面,借助開放開源的RISC-V,Intel也可以進一步打磨自己的晶圓廠,更快地迭代晶圓廠、半導體工藝,維持自己主要業(yè)務模式上處理器霸主的地位。
從歷史角度看,可以回望當年微軟崛起,IBM對Linux一路扶持的往事,其中邏輯是類似的。這樣的戰(zhàn)略投入成就了開源的Linux在操作系統(tǒng)中的地位;而RISC-V作為[敏感詞]一代開源指令集,前景可期。
可以說,這是Intel一個長遠的布局,不是僅僅跟一兩家公司競爭,而是看到了RISC-V未來巨大的的潛力。
除了Intel以外,市面上很多企業(yè)或多或少都做出了對RISC-V的投入、或表示關注。
2022年年初的CES上,Mobileye(已被Intel收購)發(fā)布12核RISC-V自動駕駛芯片EyeQ Ultra,CPU內核全部用的是RISC-V。從產品角度來看,他們去做這個選擇,正是因為RISC-V的特點,在這個例子中就是可定制化的特性以及商業(yè)上的靈活性,所以它選擇了RISC-V。
還有Apple之前開始招募RISC-V相關工程師等消息。
如果說高端場景的應用驗證了RISC-V架構的能力,那這些企業(yè)的關注很大程度上都是來自RISC-V在商業(yè)上的潛力。
這是因為最初的設計就意味著它沒有授權的桎梏,更靈活,這些定制化的解決方案迭代周期也更快,可以說,RISC-V本身就是非常鼓勵創(chuàng)新的架構。
這和兩個市場的需求是非常匹配的:充滿活力的中國市場,和變動不斷、受成本影響較大的創(chuàng)業(yè)市場。在此之前,中國市場在IoT領域的RISC-V處理器出貨量就占全球的50%以上,而隨著RISC-V處理器走向高端,我相信中國市場也會是其中很重要的參與者和探索者。
2023年我對RISC-V領域的預期,是“破而后立”。
首先 ,今年以來資本市場轉冷,而高端RISC-V芯片的研發(fā)投入較高,這可能意味著一些新創(chuàng)立的公司會面臨比較多的困難,甚至一些已經成立一段時間的公司也會有資金上的壓力。
但RISC-V的熱度仍將持續(xù)。在此期間,一定會有一些公司受到市場的壓力,也一定會有一些公司找到自己的市場地位并且加速發(fā)展。最終會留下的都是掌握了核心技術、在垂直領域擁有競爭力的企業(yè),也是一個大浪淘沙的過程。
在高性能的RISC-V領域,我認為未來的市場版圖會是比較分化的,各個公司會有自己專注的垂直領域。
主要原因在于,目前RISC-V的軟硬件生態(tài)還正在完善過程,從垂直領域入手更容易突破,通用芯片則挑戰(zhàn)更大。另一方面來看,在垂直市場里企業(yè)可以基于對終端應用的理解,結合RISC-V可定制化、Open License的特性,更容易做出商業(yè)上有競爭力的產品。
除了這個趨勢以外,從RISC-V行業(yè)發(fā)展角度來說,目前我們仍舊面臨著一些挑戰(zhàn),這也是未來進步的方向。
首先是生態(tài)問題。說實話,比較年輕的RISC-V目前生態(tài)確實還比較有限,包含軟件的生態(tài)和硬件的生態(tài)。硬件方面生態(tài),比如說像一些IP,包括一些周邊輔助的東西,IP其他的一些知識,軟件的編譯器、library庫等,都仍舊有欠缺。
整體而言,RISC-V的技術是[敏感詞]有做高端產品的能力的,未來這也是一個必然的發(fā)展方向,只是在發(fā)展過程中,生態(tài)仍不完備。
當然,這個問題只是暫時的——在科技進步的過程中,我們是向前看而非向后看,隨著時間的推移,越來越多的參與者進入行業(yè),生態(tài)必將進一步繁榮,一些重量級企業(yè)的參與,也會加速這一過程。
這也是為什么上文中我提到,Intel的明確表態(tài)和投入會對生態(tài)起到一個加速作用。
另一方面,由于RISC-V本身的開源特性,越來越多的IP核開發(fā)、共享后,生態(tài)發(fā)展會很快。
世界上[敏感詞]的存儲設備制造商之一Western Digital也已經開始使用RISC-V架構。目前所有連接到 RAM 和 SSD 的微控制器都是在其內部基于 RISC-V 設計的硅片上制造的。去年他們開源了其內部設計的寄存器傳輸級(RTL)設計抽象 SweRV RISC-V核心。
Western Digital認為,通過讓第三方使用核心,它將有助于推動硬件和軟件設計人員采用RISC-V架構。這也將確保Western Digital自己的未來設計將得到更好支持。
正如之前我提到的,其實很多企業(yè)都感受到了開源的RISC-V的魅力,它給大家?guī)砹艘粋€全新的選擇。在很多過去可能局限在Arm或者X86架構的場景下,RISC-V的存在就意味著大家會有一個額外的選擇,這就會不斷再次反向促進行業(yè)的發(fā)展。
其次是人才問題。從數十年前開始,半導體人才培養(yǎng)的模式就是需要至少6-7年的學習,并且至少要在行業(yè)有過幾年經驗,可能才是一個較為合格的工程師。因為僅僅在學校里面科研論文,跟真實參與產品設計、制作、流片等過程,還是有很大區(qū)別的。
這意味著,這是一個入門比較難、比較慢的行業(yè)。
然而前幾十年,不管是風險投資,還是普通群眾,對于芯片這個行業(yè)都不算特別感興趣——回報周期長,投入高——真正會花這么多時間投入這個行業(yè)的還屬少數。
之前新京報采訪了清華大學集成電路學院王志華教授、華南師范大學半導體科學技術學院院長李京波教授等人,結合報告數據,分析報道我國芯片人才缺口以數十萬計。而每年能學成畢業(yè)進入行業(yè)的,可能就幾萬人。
當然全世界芯片行業(yè)都缺人,但是中國尤甚。這件事情并沒有一蹴而就的解決辦法,只有逐漸補缺口。
總體而已,2022年以來,RISC-V已經成為半導體領域最不可忽視的關鍵詞,而我相信隨著整個行業(yè)生態(tài)成型、技術迭代,RISC-V將給半導體領域持續(xù)提供創(chuàng)新的基礎,走上發(fā)展的快車道。
作者介紹:譚章熹,博士,清華伯克利深圳研究生院兼職教授。睿思芯科公司的創(chuàng)始人和CEO。他在加州大學伯克利分校獲得計算機科學博士學位。他和獲得2017 年圖靈獎的David Patterson教授建立起RISC-V國際開源實驗室。譚博士專攻計算機體系結構和超大規(guī)模集成電路設計。2013年從伯克利大學畢業(yè)后,他加入了Pure Storage,擔任Pure的[敏感詞]位芯片設計師。譚博士擁有超過20項美國閃存系統(tǒng)和硬件加速器專利。
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