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2024年RISC-V趋势预测,AI与高性能芯片井喷

E4Life 来源:电子发烧友网 作者:周凯扬 2024-02-08 08:45 次阅读

电子发烧友网报道(文/周凯扬)随着2023年的过去,RISC-V架构又度过了突破创新的一年,不少厂商都选择了在2023年发布新品,RISC-V业界也迎来了不少爆炸式新闻。展望2024,RISC-V是否会给我们带来新的惊喜,我们也可以做出一些小小的趋势预测。

AI成为下一轮设计重心

随着RVV 1.0标准的正式发布,我们已经看到2023年不少RISC-V IP公司都对其核心进行了升级,诸如平头哥、晶心科技、SiFive等等,比如嘉楠科技就在去年推出了全球首款支持RCC 1.0标准的商用量产芯片K230。基于RVV 1.0架构的新品AI处理器纷纷推出,或是已经在规划设计中,甚至会用上最先进的工艺。

除了RVV本身之外,IP厂商们也在定制化上额外对AI发力,比如平头哥的全新Matrix矩阵标准、SiFive的SiFive Intelligence拓展等等。目前几家IP厂商的RISC-V向量处理器产品线已经搭建完毕,还有不少新晋厂商也已经开展了相关的研发计划,可以说RVV 1.0彻底开启了RISC-V走向AI时代的大门。

从目前已知的情报来看,2024年依然会是RISC-V的AI大年。在持续增长的AI需求下,大家更愿意从AI芯片的角度来推广其RISC-V产品。比如开始发力AI SoC的乐鑫科技,其目前主要产品线是基于Xtensa的ESP32-S3,然而基于RISC-V的边缘AI芯片ESP32-P4目前已经完成流片,预计今年上市,该芯片将拥有更高的算力,满足更多AIoT应用的要求。

高性能RISC-V芯片全面爆发

算能于2022年末发布的SG2042,集成了64个平头哥的C920 RISC-V CPU核心,凭借超强的性能,以及120W的TDP,使其成了业内首个服务器级别的RISC-V CPU处理器,也率先一步实现了硬件落地。而今年算能计划发布最新的SG2044 SoC,实现更高性能的同时,也支持RVV 1.0,甚至可支持70亿参数的Llama 7B模型。

除了算能外,另一大RISC-V厂商也将在2024年推出新品,那就是Ventana。在基于台积电5nm工艺打造了Veyron V1后,我们似乎并未看到这一高性能数据中心处理器的商用落地,这对于初创公司的首款产品来说很正常,即便是英伟达的Grace也是在近两年之后才开始交付的。

为了解决Veyron V1上的各种痛点,Ventana计划在今年推出Veyron V2。V2处理器将集成192个RISC-V核心,单核性能提升40%。V2还将采用了UCIe标准的Chiplet,同时加入客户可定制的DSA Chiplet,无论是FPGA还是ASIC,全交给客户自行对负载效率进行优化,而不是一味追求最高的SPIECint跑分。

在各大RISC-V IP厂商接连完善自己的高性能RISC-V处理器核心阵容后,这一趋势也就变得愈发明显了,就连开源的RISC-V处理器核心也已经朝着高性能发展了。以香山为例,基于第二版南湖架构的香山处理器已经于去年正式发布,而第三代香山(昆明湖架构)的联合研发工作早已启动,预计今年我们就能看到最新的进展。

更多产品形态的出现

2023年有不少新的RISC-V电子产品出现,比如基于RISC-V芯片的平板产品PineTab-V、LicheePad 4A、DC-ROMA RISC-V PAD等。在经历了首个RISC-V笔记本电脑出货后,大家已经意识到在高附加值的消费电子产品中,RISC-V也有了分一杯羹的机会,而不再是局限于普通的IoT、可穿戴产品中。

随着更多基于RISC-V芯片的落地,相关的开发板也在持续推陈出新,比如香蕉派就在最近推出了基于进迭时空K1芯片的BPI-F3 RISC-V开发板。进迭时空的K1芯片采用8核设计,单核通用算力等效1.3倍Cortex-A55,此外单芯片还融合了2.0TOPS的AI算力。

2024年,相信会有更多形态的硬件产品集成RISC-V芯片,无论是消费电子、产品Demo还是开发板。但硬件先行还是存在一些局限性,随着更多开发者投入到RISC-V软件的开发中去,完善该架构的软件生态,或许会有更多厂商投身其中寻求商业落地,甚至是商业成功。

操作系统支持愈发完善

在RISC-V国际基金会、开发者社区以及Linux基金会等多方支持下,RISC-V在操作系统上的支持已经有了前所未有的改善,越来越多的RISC-V芯片可以在发布之初就支持Linux的各大发行版,去年年末发布的Debian 13操作系统也终于官方支持了64位RISC-V硬件。

同样迎来支持的还有傲来操作系统(EulixOS),该系统是由中科院软件所 / 中科南京软件技术研究院团队基于 openEuler 打造的操作系统发行版,其开发目标是集成软件所的最新科研成果,面向开源爱好者、科研人员和学生,为在线服务、高性能计算、AI 计算等使用场景提供一款安全、易用的操作系统。而这一系统2.0版本,也集成了对RISC-V架构的原生支持,安装镜像支持哪吒D1、Unmatched、VisionFive等RISC-V硬件。

值得一提的是,已经有相关的项目在研究车机系统对RISC-V的支持了,近期我们已经看到了在SiFive Vision开发板上运行的车规级Linux Demo。随着RISC-V车规芯片的陆续推出,以及车规级系统的支持,RISC-V全面上车或许离我们已经不远了。

更多大厂入局RISC-V

去年五家芯片巨头(博世英飞凌、Nordic、恩智浦和高通)联合起来成立了一家RISC-V公司Quintauris,旨在通过下一代硬件的开发推进RISC-V的全球化普及。对于他们来说,自研一个ISA耗时耗力,且风险较高,而RISC-V具备可自由定制的特性,很适合用于全新自研芯片的开发。

就连涉足芯片研发不久的Meta,也表示RISC-V架构是他们未来芯片开发计划的核心。从已经发布的论文来看,Meta的下一代AI芯片MTIA很可能就是基于晶心科技的AX25-V100处理器开发的,该芯片预计将广泛用于Meta自己的推荐系统中。

与此同时,对于这些大厂而言,基于RISC-V的芯片设计成本更低,可以用于开拓新的产品线,或是对于已有产品线推出替代。高通就表示,对于产品开发而言,RISC-V消除了与专有ISA以及有限可选核心绑定的问题,避免了新处理器开发时需要投入的巨额授权费用。

RISC-V甚至已经发展到了许多国家政府都难以忽视的地步,比如印度甚至推出了RISC-V处理器发展计划,成立相关的基金会来推动RISC-V处理器的开发。甚至美国看到RISC-V在中国市场的发展,居然也希望通过出口管制来加以限制,只可惜他们面对的是一个开放架构,任何限制手段最终都会是无用功。

小结

对于半导体市场而言,2024年或许不会是需求井喷的好年,但很有可能成为设计大年,更多的半导体公司会将重心转向研发与设计上,而此时为了追求降本增效的一大解决方案恰恰就是RISC-V。

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