科工力量：反X86和ARM垄断？很多人低估了RISC-V的颠覆性

【文/观察者网专栏作者 科工力量】

“中国很多公司都在开发RISC-V内核供内部使用—主要是出于地缘风险原因。我认为中国将100%地将RISC-V用于嵌入式，但这是一条单行道。他们将继续利用西方公司贡献的成果并加以改进。中国将继续吸收所有进步，例如矢量化或特定领域的特殊加速增强。他们将创造自己的内核并在内部自行制造，但他们不会给予RISC-V社区任何回馈”。

这段堪称“典中典”的言论，出自于一位Arteris高管不久前的访谈，话里话外，显露着对开源社区里中国参与者的轻视和不信任感。

说到Arteris，这家少为公众关注的公司，其实是互联IP这一细分市场近年来的明星企业之一，而RISC-V，则是其目前着重布局的市场，该公司声称其片上网络 (NoC) IP提供即插即用解决方案，可支持RISC-V内核与其他IP模块的无缝集成，统一各种NoC协议使开发人员可以专注于他们独特的差异化，由Arteris处理芯片间和芯片内连接的复杂性，降低项目风险。

在技术生态中极力寻找“存在感”，或许是Arteris方面发出此等言论的动因，但毋庸置疑，在软硬件开源社区中，欧美开发者对中国同行的歧视并不是一个罕见的现象，多年来一些国内团队的不当操作，也进一步加深了这样的刻板印象，甚至在咱们自己的网络上也出现了“国外一开源，国内就赶超”的笑谈。

不过时移势易，在RISC-V社区再给中国人扣帽子，咱可不答应。

事实上，这几天Arteris已经被中国开发者回敬了一记响亮的耳光。

北京开源芯片研究院5月21日官宣，向会员单位正式发布了全球首个开源大规模片上互联网络（NoC）IP— 研发代号“温榆河”。

2024 年 5 月 21 日，北京开源芯片研究院（简称“开芯院”）通过线上会议的方式，向会员单位正式发布了全球首个开源大规模片上互联网络（Network on Chip，NoC）IP——研发代号“温榆河”。这一重大突破标志着开芯院在推动数据中心服务器芯片技术发展方面迈出了坚实的一步。  图源：北京开源芯片研究院公号

这个IP的亮相，可以说不仅仅对中国，更是对全球RISC-V生态发展有着重要意义。高端处理器芯片一般包含两个核心IP：一个是负责计算的CPU Core，比如ARM Neoverse系列的V1/N1/V2/N2核等；另一个是将几十上百个SoC片上功能模块互连起来的片上网络NoC IP，可以看作是芯片内部的桥梁，比如ARM CMN-600/700系列。

ARM Neoverse N1 CPU  图源：Anandtech

此前，RISC-V开发者能够选择的NoC IP，往往只有ARM CMN以及Arteris FlexNoC系列，且不说高昂的授权费用，而且还有诸多限制条款，北京开芯院向全球社区发布的这款开源IP，则堪称拼上了全球RISC-V生态的一块短板，有望广泛惠及全球开发者。

据科工力量了解，2022年，北京开源芯片研究院启动了第一代NoC IP“温榆河”项目，由总工程师王齐带领团队负责研发工作，得到多家企业的支持。经过18个月的研发，目前已成功完成了支持64核互联的NoC IP开发和验证。

在高校演讲的北京开源芯片研究院总工程师王齐  图源：山东大学官网

除了NoC IP的这个突破，其实近期RISC-V生态发展还有很多进展，从EDA/IP、设计服务等“基石”商业公司的积极入局，到Linux和安卓等主流操作系统的支持适配，商业化的“飞轮”正越来越顺畅地转动，更重要的是，RISC-V还重振了RISC之后消沉二十多年的体系结构研究，复兴了学术界与工业界紧密交融的创新生态。

正是在这样的背景下，方兴未艾的人工智能，也成为RISC-V大展宏图的舞台之一。

一方面，AI算力需求急剧增长，但算力硬件被英伟达高度垄断。基于RISC-V扩展AI加速指令来构建AI算力生态，从而打破英伟达垄断局面，成为全球业界的新共识。例如，Google的TPU芯片、Meta的MTIA芯片、Tenstorrent的AI芯片都使用RISC-V架构，国内也有企业在走这条技术路径。

当然，现在一个问题是这些企业都还是各自为战，以“垂直烟囱”式来基于RISC-V构建AI算力，也就是每家企业从芯片到编译器、运行时（RUNTIME）、算子库都独立开发。若能统一基于RISC-V的AI扩展指令集标准，那么就有望在统一的AI扩展指令集上构建AI算力软件生态。长远来看，也许是打破CUDA生态垄断的有效路径。

打破x86和ARM的生态垄断，也是RISC-V的使命之一。

目前最炙手可热的RISC-V大芯片开发商Tenstorrent首席架构师、传奇华人工程师练维汉（Wei-Han Lien），就曾明确表示，x86由AMD和Intel控制，而Arm由Arm Holding控制，这限制了创新的步伐。

Tenstorrent Inc首席CPU构架师练维汉在第三届滴水源RISC-V产业论坛演讲

相比之下，RISC-V 发展迅速，由于它是一种开源指令集体系，因此使用它进行创新更容易、更快捷，尤其是在新兴且快速发展的AI解决方案方面：“我当时正在寻找一个用于 [Tenstorrent] AI 解决方案的配套处理器解决方案，然后我们想要BF16数据类型，然后我们联系了Arm，问‘嘿，你能支持我们吗？’他们说‘不’，这可能需要两年的内部讨论以及与合作伙伴的讨论，但我们与SiFive（高性能RISC-V CPU IP开发商）进行了交谈；他们就把它放进去了。所以，没有任何限制，他们为我们构建了它，这是自由”。

很多人低估了RISC-V带来的产业颠覆性，仅仅把它看成是有可能发展成为和x86、ARM三足鼎立的一个指令集，于是很多芯片企业仅仅把RISC-V作为ARM的替代方案。正如练维汉所总结的，事实上，RISC-V本质上是一种开放标准，它打破了过去半个世纪“指令集属于公司私有”的格局，这将会塑造一个开源芯片新世界。

就如今天的软件产业已经是两个世界，一个闭源软件世界，一个开源软件世界。根据Black Duck针对17个行业1700多个软件的统计数据表明，96%的商业软件中包含开源代码，而且开源代码的比例达到76%。如今，仅我国就有400多万个APP，为何会有这么多？一方面是需求侧场景丰富，打车、外卖、社交、休闲，不但每一个传统场景都数字化，而且诞生了诸如美团、抖快、拼多多、小红书等基于全新商业逻辑的新企业、新业态；另一方面，是供给侧的开源软件，极大地降低了APP的开发门槛，让3-5人的APP开发团队便能胜任。

软件如此，硬件同样如此，以5G、5G-A、6G的快速迭代来说，通信技术发展会带来至少两方面影响：一方面对芯片需求不断提高，比如6G标准中开始融入大量AI，传统的DSP不一定能满足需求，因此已经有企业开始规划基于RISC-V进行扩展和定制的通信芯片，从而更好的支持6G；另一方面，通信技术的不断升级，会促进物联网（IoT）的发展，对芯片的需求将会增加一个数量级，达到数千亿颗，IoT场景海量、多元的需求，只能通过RISC-V的高度可定制化，结合开源模式降低门槛与成本才能匹配。

卫星通信  图源：pixabay

RISC-V生态快速发展，会让芯片设计门槛大幅降低，定制芯片的难度会降低，从而释放出更大的芯片定制需求。未来就有机会出现一些全新的平台型公司，一方面，在这个平台上可以集成越来越多开源IP核，包括CPU、GPU、DDR控制器、WiFi，NB-IoT等等，和基于开源软件的移动互联网APP开发模式类似，这些开源IP核将提供80%甚至90%的基础功能，从而同样让3-5人的团队便能快速定制针对不同应用场景的IoT芯片。

另一方面，这个平台可以提供芯片敏捷设计云服务，提供各类基础IP核、开源EDA工具链，和德州仪器的底层共享平台类似，大幅降低芯片设计的前期投入，让3-5人的小作坊团队也能在云平台上根据IoT场景开发定制芯片。

德州仪器（TI）  图源：新浪科技

今天，在5G移动互联网为代表的、全球最完善的新型基础设施支持下，在全球最繁荣的移动互联网生态基础上，RISC-V的生态也一定会率先繁荣。一旦国内的市场需求和技术供给对接上，那么就会快速迭代起来，从而形成“滚雪球”效应。

这是一个新赛道，也是一个产业重塑的机遇，科工力量相信，哪些企业抓住机遇，更早地切换到这个赛道上，更早地在这个赛道上探索出新的商业模式，那就更有机会形成未来的世界级领军企业。

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