硅谷开源芯片设计正兴起 - 《华尔街日报》

2023年7月上海世界人工智能大会上展出的中国芯片制造商算能科技SG2042芯片。该芯片基于RISC-V开放架构设计，随着科技巨头寻求专用硬件，这一架构正越来越受欢迎。图片来源：Cfoto/Zuma Press随着科技公司考虑为人工智能和移动设备自主设计高性能专用芯片，已有十年历史的半导体设计标准RISC-V正日益受到青睐。

RISC-V（发音同"risk five"）于2010年作为简化的开源芯片"指令集"被开发出来。它可用于为智能手表、笔记本电脑和数据中心服务器等设备创建各类芯片设计方案，且更容易针对AI计算等特定用途进行定制。与市场主导者Arm的专有芯片设计不同，RISC-V完全免费，因此能以更低成本构建出能效更优的处理器。

科技巨头与细分领域厂商竞相开发针对特定功能的定制芯片，助推了RISC-V的崛起。市场研究与咨询公司SHD Group分析师理查德·瓦兹尼亚克表示：“这是多年来市场上出现的首个真正替代方案。“他指出，开发者社区和工具等RISC-V生态要素正让芯片设计者更愿意采用该架构。

虽然企业通常需为附加功能（如企业级特性或技术支持）向供应商付费，但像RISC-V这类开源技术对开发者免费开放。例如初创公司SiFive就出售其基于RISC-V的芯片设计许可。芯片指令集本质上是软件与硬件通信的基础层，用于定义处理器功能。

Meta公司在其5月的博客文章中透露，正采用RISC-V架构驱动部分人工智能计算。Meta表示，运行生成式AI和其他大型AI模型需要更高效的硬件系统，因此选择自主设计而非仅依赖传统的图形处理器。Meta拒绝对RISC-V相关事宜置评。

谷歌称去年已开始为Android移动操作系统提供RISC-V支持。10月，谷歌宣布与高通合作推出基于RISC-V的可穿戴设备。11月，谷歌研究院发布了基于RISC-V的AI与机器学习开源工具集。

部分专家指出，随着晶体管逼近物理极限，针对特定专业应用设计的硬件将成为提升芯片效能的关键。这正是RISC-V等开放标准的优势——谷歌表示该架构支持深度定制。Meta称其RISC-V处理器内核为提升AI计算效率进行了"深度定制”。

包括高通、三星、英伟达乃至拥有x86这一广泛使用的芯片指令集的英特尔，都在探索该技术。高通于8月联合恩智浦、英飞凌等芯片制造商成立新公司，开发面向汽车、移动等领域的RISC-V芯片设计方案，并将向其他企业授权使用。

“使用这些较旧的指令集时，企业必须获得授权许可才能开始制造产品，”高通产品管理高级副总裁齐亚德·阿斯加尔表示，“但RISC-V作为开放指令集，无需支付前期许可费即可投入研发。”

弗雷斯特研究机构总监格伦·奥唐奈指出，这正是相比Arm等付费架构设计，RISC-V吸引企业的核心原因。他强调：“授权费用不再构成致命门槛，因此能够制造真正廉价的处理器。”

去年，Arm采取了非常规举措起诉高通（其销售额占比超10%），指控后者通过收购公司开发的芯片试图降低专利费支付。

SHD集团预测，基于RISC-V的芯片出货量年复合增长率将达40%。该机构表示，生成式AI为RISC-V芯片开发带来重大机遇，到2030年相关芯片营收有望突破千亿美元，占据25%的SoC（“系统级芯片”）市场份额。

近期行业动态可能威胁去年9月上市的英国芯片设计商Arm，该公司目前占据智能手机、平板及笔记本处理器市场90%份额。Arm拒绝对RISC-V置评。

若RISC-V生态在中国持续扩张，或将形成更大挑战——中国科技企业正积极拥抱这一开放标准以摆脱西方芯片技术依赖。

尽管如此，戴尔首席技术官约翰·罗斯表示，支持RISC-V的"中间件"软件（使企业无需额外开发工作即可使用）尚未为数据中心等高性能应用完全开发成熟。

“在建立足够的软件和开发者生态系统之前，这些技术仍将非常小众，“罗斯在谈及RISC-V在企业买家中的认知度时表示。

RISC-V国际首席执行官卡莉斯塔·雷德蒙德称，该标准管理机构计划明年推出认证和更多开发者资源。“它确实是一个强大的第三架构，“她表示，“就在几年前，市场上还只有x86和Arm两大主流架构。”

联系作者贝勒·林，邮箱：[email protected]

更正声明高通正在出售基于RISC-V的芯片设计许可，这是其与其他芯片制造商联合成立公司的一部分。本文早期版本错误称高通正在销售基于RISC-V的设备。（更正于12月18日）

本文刊登于2023年12月15日印刷版，标题为《开源芯片设计获得市场青睐》。