RISC-V躍出IoT圈，高效能計算三分天下雛形初現

作者 | 包永剛

編輯 | 王川

建安十二年，劉備只擁兵士數千，孤城一座。

一紀過後，劉於西川進位漢中王，麾下盡聚荊、益豪傑。孔明口中的三國鼎立之勢，正式確立。從新野走到西川，劉備花了整整十二年。

從指令集到晶片，從無人問津到在IoT市場攻城略地，再到如今成功躍級高效能計算領域，RISC-V也整整走了十二年。

PC和移動網際網路格局未定的年代，計算架構領域也曾刀光劍影，最終只留下了x86和Arm，大量計算架構閃耀一時，然後被世人遺忘。

面對正在到來的萬物互聯時代，一場

x86、Arm、RISC-V三分天下的競賽又將展開。

為了獲得與x86和Arm正面競爭的入場券，RISC-V陣營在2022年交出量產100億顆IoT處理器成績單後，又迅速拿出了高效能RISC-V處理器。

今天開幕的2022 RISC-V中國峰會上，阿里平頭哥釋出的SoC平臺無劍600，CPU主頻達到2GHz，基於無劍600平臺的首款SoC原型曳影1520的最高主頻更是達到了2。5GHz，將RISC-V量產處理器的主頻從1GHz時代帶入2GHz時代。

2GHz主頻的RISC-V CPU與Arm的效能核Cortex-A73和能效核Cortex-A55相當。

與平頭哥同陣營的躍昉科技和賽昉科技，也在近期推出了CPU主頻超過1。5GHz的高階應用處理器。填補RISC-V高效能處理器空白的同時，

RISC-V也實現了從IoT領域向邊緣計算領域的跨越，

2022年成為RISC-V高效能計算的元年。

CPU主流架構三分天下的雛形才剛剛出現。面對這場漫長而艱苦的競賽，RISC-V首先需要打消業界疑慮，然後，領導者們就可以描繪一張藍圖。

蓄力12年，RISC-V躍入高效能計算元年

羅馬不是一日建成，RISC-V能邁入高效能計算領域也並非一日之功。從指令集的開發，到產品的設計，再到商用量產，RISC-V蓄力十多年，硬體的設計才能邁上新的臺階。

RISC-V指令集從走出校園到量產100億顆IoT處理器，耗時12年。

不過，RISC-V處理器在IoT市場快速攻城略地實際上也就是過去的三四年間，憑藉免授權和更靈活的優勢，上百款基於RISC-V的MCU迅速佔領市場。

RISC-V從MCU切入的主要原因是對生態依賴較小，能夠更快速應用，但價效比更高、靈活開放的RISC-V一定會走向高效能計算市場。

今年RISC-V 國際基金會主導的工作從技術完善到推動RISC-V進入雲計算、邊緣計算和車載等領域。

於是，僅僅在今年8月，躍昉科技、賽昉科技、平頭哥就相繼釋出了高效能RISC-V SoC。

“

RISC-V的商用落地從1GHz走向2GHz，效能是一個重要的分水嶺。

”平頭哥副總裁孟建熠表示，“但要實現RISC-V處理器效能的提升需要解決眾多挑戰，包括架構設計的改變，效能、功耗的平衡。另外，高效能的RISC-V晶片需要採用更先進的工藝，設計的難度也更大。還有，更高效能的系統也更加複雜，要能達到量產的水平需要投入大量資源。”

雷峰網注意到，

與另外兩家直接釋出SoC晶片產品不同，平頭哥釋出的無劍600是一個CPU+XPU的軟硬體全棧平臺。

無劍600平臺集成了平頭哥自研的玄鐵C910 CPU，最高主頻可達2。5GHz，同時整合適配了GPU、NPU、VPU、DSP等眾多第三方IP，還集成了豐富的高速介面，並進行了全面最佳化，是一個高效能、高記憶體頻寬、異構計算和人工智慧加持的軟硬體平臺，主要面向平板、智慧大屏、智慧NVR、AR/VR和低速UGV等高效能旗艦級的產品。

孟建熠指出，“無劍600平臺與單純買賣晶片的生意不同，與授權標準的、幾乎不可改的處理器IP也不一樣，它的目標在於幫助更多的人設計滿足需求的高效能RISC-V晶片，共同推動RISC-V生態繁榮。”

也就是說，

與直接購買晶片相比，無劍600可以有更高的定製化，

可以在無劍600平臺上增加定製化的IP，實現差異化的功能，而這種差異化的實現，讓晶片設計公司可以直接進入系統級、體系化的框架，能夠更高效地開發晶片。

與直接購買授權IP相比，無劍600有更明顯的開放性優勢，

不會被限制只能採用某一家的IP。

顯然，與此前推出並已經被大量應用的無劍100平臺一樣，平頭哥推出無劍600也是要將RISC-V高效能處理器推向各行各業。

“很長一段時間，

許多人選擇觀望RISC-V的原因還是對RISC-V處理器的可靠性、穩定性有疑慮。

”平頭哥生態副總裁楊靜表示，“經過平頭哥過去幾年的努力，讓RISC-V處理器在很多行業實現了量產，

有些客戶量產的晶片達到了千萬級，

證明了RISC-V是一個可量產、穩定可靠的選項。”

但是，剛剛邁入高效能計算領域的RISC-V處理器，需要再次面對潛在使用者對於技術可靠性、產品穩定性以及軟體生態的疑慮。

首次適配國產雲作業系統，RISC-V進入桌面軟體生態

要消除外界對新事物的疑慮，最好的方法就是給出一個完整、具體啟發性的“使用指南”。放到RISC-V高效能計算晶片中，就可以選擇幾個明確的合作伙伴，在有代表性的實際應用中量產落地，給業界傳遞信心，邁出堅實一步。

基於無劍600平臺，平頭哥先“打樣”了SoC原型晶片曳影1520。

曳影出自“古有神劍曳影，置匣中如龍虎之吟”，命名曳影，取其內含巨大威力，輕巧、但鋒芒初露之意。曳影1520整合4核高效能玄鐵RISC-V處理器C910，最高主頻達2。5GHz，最高吞吐率4266MT，AI算力達4TOPs，支援全鏈路安全防護，具有4K影片處理能力，包含豐富的異構計算和高速IO資源。

硬體能力只是曳影1520成功的一半，另一半是軟體。

平頭哥選擇與龍蜥開源社群、中科院軟體所PLCT實驗室合作，打通了從曳影1520底層核心硬體到作業系統再到上層應用軟體的全鏈路，

實現了RISC-V高效能處理器首次相容龍蜥Linux作業系統，

能夠執行大型桌面級軟體，足以覆蓋邊緣計算、人工智慧、影象識別、多媒體等多種場景，已在阿里展開應用，接下來將以晶片、開發板等多種形式對外供給開發者。

孟建熠表示，“曳影1520，讓大家能夠對RISC-V的能力看得見、摸得著、可評估。對於那些在等待定製化晶片到來的開發者，可以提前在曳影1520晶片上開發自己的系統，縮短產品的上市時間。”

實際上，曳影1520更重要的意義是推動RISC-V生態的繁榮。

RISC-V從對軟體生態依賴不強的MCU走向對效能要求更高的邊緣計算市場，執行在硬體上的軟體棧越來越厚重，所以

RISC-V高效能處理器首先要解決的是可用的問題。

解決可用性的問題，可以選擇從對生態需求相對小一點的垂直應用，比如工業、軌道交通等市場切入，先選擇少量合作伙伴深度合作，共同打造全棧解決方案，再向行業推廣。

“

細分行業的生態建設相對簡單一點，但平頭哥要引領RISC-V生態往前走，所以要打造最開放的生態

，與各個行業的合作伙伴合作，將RISC-V帶到最熱的地方，推動不同細分行業軟體生態的發展。”孟建熠表示。

平頭哥適配基於Linux的龍蜥作業系統，就是要引領RISC-V與Linux的技術融合，希望將RISC-V推往桌面端乃至雲端。此前，RISC-V可以執行基於Linux的Ubuntu桌面應用作業系統，但曳

影1520與龍蜥作業系統的適配，是RISC-V首次適配國產雲作業系統。

既然是首次，適配的挑戰可想而知。

平頭哥與龍蜥開源社群、中科院軟體所的聯合最佳化，

適配了龍蜥系統的3000多個基礎包

，在曳影1520上首次執行FireFox瀏覽器、LibreOffice等大型桌面級軟體，執行龍蜥社群的 Alibaba Dragonwell、Alibaba Node 等雲上應用，OpenJDK、NodeJS、Python 等上游社群常見應用，以及NCNN等AI 應用。

“在適配過程中，我們針對特定領域、特定應用實現了從處理器到上層軟體的聯合最佳化，讓使用者獲得更好體驗。”孟建熠透露。

如此多大量而具有挑戰性的工作，能夠加速基於NodeJS和JAVA的應用與RISC-V晶片的適配和融合，增加想要用RISC-V高效能晶片開發應用開發者信心的同時，也

極大擴充套件了RISC-V應用的想象力。

對此，RISC-V國際基金會CEO Calista Redmond評價稱，“基於玄鐵RISC-V處理器的平臺支援Linux和Android，進一步豐富和加強了RISC-V 軟體生態系統，也印證了RISC-V社群技術融合與蓬勃發展的巨大潛力。”

中科院計算機所研究員包雲崗也表示，“無劍600平臺的釋出及曳影1520量產晶片，證明了RISC-V架構完全能夠勝任更高效能的商用場景，今後在這個平臺必定會湧現出更多高效能RISC-V晶片。RISC-V正從IoT終端走向邊緣側和雲端，

未來在資料中心場景的潛力同樣巨大。

”

“

想要構建繁榮的RISC-V生態，一定要有標準化的穩定可靠的硬體平臺，

這樣才能有源源不斷的軟體會進行適配，應用才能不斷豐富，開發的門檻越來越低，生態也會在這個過程中慢慢形成。” 孟建熠強調，“平頭哥在提供穩定可靠的軟硬體平臺方面具有優勢，一方面是因為我們的技術能力很強；另一方面，依託阿里的應用和生態，我們也會投入大量的資源來提升產品的可靠性和穩定性。”

一個實際的例子是，為了提升RISC-V晶片的可用性和易用性，編譯器至關重要。平頭哥在編譯器上投入了大量精力，GCC和LLVM編譯器已經達到了商用產品的效能。

走入高效能計算元年之後，RISC-V領導者們接下來需要考慮的就是如何發揮RISC-V的優勢，在市場上佔有一席之地。

想要三分天下，RISC-V需要領頭羊

圖靈獎得主John L。 Hennessy和David A。 Patterson在2019年釋出長篇報告闡述，未來十年將是計算機系統架構領域 “新的黃金十年”。

David A。 Patterson作為RISC-V的發明者，在兩年前與雷峰網對話時也明確表示，希望開放的RISC-V架構在未來五年內成為專有架構的非常強大的競爭對手。

過去的兩年間，RISC-V發展確實在飛速發展，國際基金會已經佈局70多個技術小組開展技術標準制定，有超過160個面向各領域處理器核，會員數量超過3100家。2022年，Clockwork釋出首臺基於RISC-V的行動式計算機，晶片產業領軍企業英特爾設立10億美元創新基金，全面支援RISC-V生態發展。

這些資料和標誌性事件，都表明RISC-V技術完善度越來越高，生態多樣性越來越體現，參與者越來越多。

在RISC-V處於生態繁榮前夜，應用的深度和廣度都向前延展的時，業界更需要領導者，

帶領RISC-V成為業界的主流架構。

中科院軟體所PLCT實驗室專案總監吳偉表示，PLCT實驗室相信在

未來五到十年之內，RISC-V會和X86、Arm一起成為三大CPU主流架構。

這個過程並非自然發生，而是需要全球軟體及硬體開發者的共同努力，有一個漫長艱苦的爬坡期。

實際上，在新的應用爆發時，總會出現各種處理器架構，然而最終每個時代只能留下一種架構和系統組合，典型的就是PC時代的x86+Windows，移動網際網路時代的Arm+Android。正在到來的物聯網時代，無疑是RISC-V的巨大機遇。

“每個架構都有自身的特點，無論是arm與x86的競爭，還是RISC-V與arm和x86，很難談顛覆。RISC-V更開放，能讓對系統有掌控力的公司，從處理器架構去定義，滿足自身需求。我認為，

RISC-V的這種開放性，可以讓它從應用出發，在多個細分領域都能佔有一席之地。

”孟建熠表示。

雲計算、邊緣計算以及車載等都是RISC-V發展的好機會。由此看來，率先實現與龍蜥作業系統適配的平頭哥，擁有了先發優勢。

另外，平頭哥的產品路線圖也展示了其作為業界領頭羊的前瞻性。平頭哥在現有7款處理器產品的基礎上，將繼續推進3個系列產品持續演進，包括面向高階複雜計算場景的C系列，面向高能效低成本的應用場景E系列，面向工控車載場景的R系列。

平頭哥基於擁有的技術實力，充分理解併發揮RISC-V開放靈活的優勢，不斷培育生態，適配了Anolis、AliOSThings、AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等作業系統，在量產晶片中得到了應用，最終能讓產品廣泛應用於MCU、藍芽、無線、語音、視覺等30多個領域，也成就了其領頭羊地位。

作為RISC-V國際基金會的董事會成員，

平頭哥也是公認的投入力量最大的中國機構，

在未來也將成為RISC-V生態繁榮重要的推動者，成為RISC-V藍圖中濃墨重彩的一筆。