人工智能将加速RISC-V的采用：全球占比将达25%

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自semiconductor-digest

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根据 Omdia 的最新研究，到 2030 年，RISC-V 处理器将占据全球市场的近四分之一 。尽管工业领域仍将是该技术最大的应用领域，但预计开放标准指令集架构 (ISA) 将在汽车领域实现最强劲的增长。此外，人工智能 (AI) 的兴起也有助于 RISC-V 的持续崛起。

RISC-V 值得注意的是，它是免许可的，允许任何人使用该架构开发硬件，甚至可以根据设计的需要定制指令集。由于最早的 RISC-V 处理器往往是简单的微控制器，因此该架构长期以来一直与深度嵌入式技术相关，尤其是在物联网领域，并且在预测期内直至 2030 年，RISC-V 将继续在该领域占据重要地位。然而，近年来最重要的发展是该技术扩展到其他应用程序，包括那些需要高级计算和智能的应用程序。

“RISC-V 在新颖的应用中最有意义，因为开发人员尚未拥有现有的 Arm 产品。人工智能的兴起、用例和功能的增加意味着许多新领域正在被揭示，而所有这些领域都具有 RISC-V 的潜力。”Omdia 物联网高级首席分析师 Edward Wilford 表示。“RISC-V 的发展与人工智能（尤其是边缘人工智能）的兴起同时进行，这将为 ISA 提供巨大的机会。”Omdia 预测，2024 年至 2030 年间，基于 RISC-V 的处理器出货量每年将增长近 50%，到 2030 年处理器出货量将达到 170 亿颗。其中 46% 预计将用于工业应用，尽管增幅最大预测期内将出现在汽车领域。Omdia 预测汽车应用中的 RISC-V 处理器数量每年将增长 66%。Wilford说：“汽车行业正在经历快速转型，而半导体对于这一转型的每个要素都至关重要。” “RISC-V 对于汽车行业来说具有独特且理想的方面，您可以在 RISC-V 中拥有您的设计，而这是获得许可的 ISA 所无法做到的，并且在行业对话中，这确实被强调为一个重要的因素。”

与此同时，Omdia 还预测人工智能在汽车应用中的使用将大幅增加，自动驾驶、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和车载信息娱乐系统 (IVI) 都将利用人工智能来增强每个系统的功能。“毫无疑问，人工智能将成为许多领域采用 RISC-V 的最大推动力之一；Wilford 表示：“RISC-V 的效率和可扩展性非常适合开发执行人工智能操作的处理器。”

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RISC-V，为何如此重要？

RISC-V在过去几年中一直是行业流行语，来自各种制造商的一系列古怪设备和芯片引起了轰动。这种经常被炒作的技术有时很难达到预期，但它正在慢慢地看起来更有可能彻底改变半导体市场。但是什么让 RISC-V 如此令人兴奋，为什么从 NVIDIA 到微软的每个人似乎都在投资它？RISC-V 是一种指令集架构 (ISA)。ISA 是 CPU 必须能够解释和处理的指令集的模板，以及它们如何运行的规范。您可以将其视为 CPU 的编程语言。ISA 很重要，因为 ISA 使软件可以从一个 CPU 移植到另一个 CPU - 它保证软件的所有单独指令都在 CPU 上受支持和可用，并且它们以特定方式运行。RISC-V（发音为Risk- Five）由伯克利并行计算实验室的学者于 2010 年开发，现在由 RISC-V International 管理。第一批 RISC 芯片于 2011 年投入生产，从那时起，它们就获得了从微软到民族国家的各方资助。RISC-V 本质上并不比 Arm 或英特尔的产品更快甚至更好，但正如我们将看到的，这可能并不重要。RISC-V 与其他常见 ISA 之间的一个关键商业区别是 RISC-V 是一种开源许可证。这意味着公司可以自由使用它并从中获利，而无需向许可证所有者支付许可费。这些类型的费用通常可能很高，并且作为制造产品成本的一部分间接转嫁给消费者和企业。Arm 和 Intel 还收取修改 ISA 的费用，这使得重大分歧变得更加昂贵。RISC-V 正在帮助硬件公司解决一个巨大的障碍，因为许多公司可能希望开发自己的 ISA 以节省许可费用，但只有少数公司能够达到甚至有机会盈利所需的规模（如果他们甚至可以成功地匹配标准性能和功能）。这就是为什么许多大公司，包括谷歌、英伟达、红帽、三星，甚至英伟达，都在为 RISC-V 的开发和成熟贡献大量的工程资源。当现成的选项不适合时，RISC-V 为企业和学术界提供了一种简单（或至少更容易）的途径来构建自己的硬件版本，从而悄然实现了特定领域应用程序的定制硬件的分歧。这与市场上广泛的完全开源 RISC-V 实现协同工作。企业也许能够采用现有的 RISC-V 开源实现（实际上是完整处理器核心的设计，通常用 Verilog/SystemVerilog 等专用语言编写）并进行修改以适应其特定用例。这可能涉及删除不需要的方面，以及向核心添加预捆绑的支持元素，这些元素甚至可能是现成的元素。这意味着，以前为某项功能构建特定硬件是不切实际或负担不起的，但现在已经更广泛地成为可能。大大小小的公司已经在使用这项技术。很难理解公司是从头开始设计内核还是使用预构建的设计，但定制 RISC-V 芯片已经进入市场。例如，谷歌在 Pixel 6 上推出了 Titan M2 安全模块，最近我们看到了结合了 GPU 和 CPU 的突破性 RISC-V SOC。鉴于 RISC-V 的许可，没有什么可以阻止公司采用现有的开源 RISC-V 设计，对其进行迭代和改进，然后将其卖回市场（通常采用与 Arm 类似的许可模式）。溢价......这已经发生了。RISC-V 的可访问性使这些公司能够以较低的单位成本（无需支付 Arm 或 Intel 的许可费用）专注于改进这些开源设计，以针对其特定用例进行优化。这正在构建一个由各公司相互竞争的完整生态系统，以开发基于高效 RISC-V 的芯片。Arm/ x86确实存在这样的市场，但由于修改费和许可费带来的高进入壁垒而受到削弱，这限制了它与主流厂商（即高通）的接触。同样，随着更多的硬件可用（专业的和通用的），更多的开发人员支持就会增加，从而增加更多的软件可用性、支持和知识。这就是所谓的良性循环，兴趣、创新和投资不断放大，形成积极的反馈循环。这是通过降低市场准入门槛、降低新产品开发成本并最终带来更广泛的创新来实现的。如果这种情况继续下去，我们很快就会看到竞争日益激烈的 RISC-V 芯片的步伐加快。尽管诞生才十几年，RISC-V 已被证明能够成功挑战芯片制造领域的垄断。CPU 生产是一个复杂的市场，进入门槛极高，因为在我们开始谈论性能优化之前需要进行大量的设计、验证和验证。工程人才价格昂贵且难以找到，因此许多公司已经完全跳过定制硬件，以加快上市速度并降低前期成本。从根本上来说，正是这种经济考量推动了 x86 和 ARM 的长期垄断；但 RISC-V 正在改变这一现状。通过提供更便宜的选择，将按原样出售的定制芯片或包含定制芯片的产品推向市场，公司更有可能通过较低的前期成本更快地看到经济效益。随着越来越多的公司抓住这个机会，它变得越来越有吸引力。这就是RISC-V正在缓慢而悄然地改变CPU市场的方式；不是通过本质上成为比 ARM 和英特尔提供的更快或更高效的标准，而是通过推动创新以使其具有竞争力。这就是 RISC-V 真正令人兴奋的地方。随着 RISC-V 行业开始达到临界规模，研究、投资和创新不断推动其向前发展，致力于开发更快、更高效的 RISC-V 芯片的综合资源将远远超过其他主要芯片CPU空间中的玩家。这可能最终导致 RISC-V 成为一种更优越、甚至更便宜的产品，因为公司不会自己完成所有工作。您可能会设想这样一个世界：公司能够采用超高效的开源设计，进行小型优化，然后以比私营公司完全闭源所能实现的成本低得多的成本将其卖回市场。专有设计。这就是 RISC-V 对于行业和我们的未来来说既重要又令人兴奋的部分原因。