知合计算：RISC-V架构创新，阿基米德系列剑指高性能计算

在2025 RISC-V中国峰会上，知合计算处理器设计总监刘畅就高性能RISC-V处理器架构探索与实践进行了精彩分享。

在以X86和ARM为代表的处理器架构之下，RISC-V在高性能计算领域的突破在于更高的能效性能。这主要取决于单位性能的提升，以及先进工艺带来的PPA优化。只有出现标杆性的产品才能真正引领整个RISC-V高性能计算软硬件生态的繁荣。

单位性能方面，RISC-V对于整个性能的分析迭代和优化的速度和效率有很高要求。目前RISC-V国际基金会每年发布几个新的定版，这要求芯片厂商对软硬件敏捷迭代，模块化的工具链与流水线新扩展、架构创新的快速评估等。另外，目前RISC-V竞争激烈，对性能分析优化效率有很高的要求，为此知合计算打造了图形化性能分析平台，打通性能数据：建模、仿真、原型平台，研发性能数据收集、分析、监测和归档。此外是高精度性能模型，基于RISC-V社区开源资源以及性能模型校准和精度调优。

RISC-V的特性也会对PPA带来非常大的挑战。刘畅解析，比如说RISC-V Vector有vx和vf两种类型指令，我们改进标量和矢量流水线数据通路，从而解决相关问题。再比如说RISC-V有16位压缩指令，16位指令和32位指令是混编的，为了解决这个问题我们也会创新性的预置对称指令边界识别代码来解决这个问题。三是RISC-V对于PPA迭代优化效率也有着非常高的要求，为此我们打通了软硬件前后端的开发流程，打造一体化的敏捷迭代流程，打通软件、架构、设计、综合和物理实现的开发流程体系，快速评估新扩展的PPA成本和收益。

在兼容性方面，处理器完全兼容RVA23 Profile，它不仅支持所有的58项强制标配扩展，同时支持全部23项可选扩展，包括Hypervisor、Vector Crypto、BF16、CFI、Sv57等，因此，我们支持123个RISC-V官方扩展，覆盖AME、AIA、CoVE、MPT、QoS、IOMMU、RERI等。

知合计算在此次峰会上正式公布了其首代通推一体CPU产品“阿基米德”系列。该系列旗下的多款产品能够覆盖从边缘服务器到云端服务器的广泛场景，为包括AI大模型推理、视频编解码、加解密计算、数据存储等丰富的计算应用提供高性能、高能效比、高性价比的算力基础设施。

例如在视频编解码领域，支持细粒度动态算力适配，Agnostic模式增强 ，数据打包和绝对值指令扩展，结合软件算法在264、265编解码应用平均性能可以达到X86 E的90%和ARM V的96%。

还有在加解密计算领域，无进位乘法增强，通过高斯乘法执行效率优化，优化消息扩散并行度，平均性能能达到X86 E的188%，ARM V的167%。

在大模型推理领域，通过AME多核共享矩阵加速器，Zvfbf*扩展，MoE模型算子融合和多种数据类型量化，主要算子平均性能达到ARM V的167%。

在数据存储领域，通过优化CRC折叠调度策略，改进GF域乘法配置 ，软硬件优化性能提升2-6倍。

据介绍，阿基米德系列中针对边缘服务器场景的产品A210正式发布，即将对开发者、合作伙伴和客户提供样片测试申请。而基于新一代高性能RISC-V内核的高端服务器产品将于2026年正式亮相，目前已开放FPGA远程测试申请。

对于RISC-V应用于高性能计算，知合计算CEO孟建熠博士表示：“RISC-V在高性能计算领域实现突破不仅要在通用计算层面进入‘高性能领域’，更需要在架构层面融合AI增强计算，实现AI原生。通过开发‘阿基米德’系列产品，我们希望能够以标杆产品引领生态加速成熟，并驱动RISC-V架构在高性能计算上实现更成功的商业化落地。”