RISC-V工委會輪值會長孟建熠：AI時代RISC-V的三大挑戰(zhàn)

開源的RISC-V有望搭乘“AI快車”，對芯片架構(gòu)產(chǎn)生變革，當前很多AI芯片的底座都是基于RISC-V架構(gòu)?！癛ISC-V有望成為AI時代計算架構(gòu)變革的技術(shù)底座?！痹谌涨芭e辦的第六屆全球IC企業(yè)家大會上，中電標協(xié)RISC-V工委會輪值會長、阿里達摩院首席科學(xué)家、知合計算CEO孟建熠分享了RISC-V在AI時代的機遇，并指出，RISC-V在AI時代主要面臨三大挑戰(zhàn)。

“RISC-V有望成為AI時代計算架構(gòu)變革的技術(shù)底座”

搭上AI時代快車的RISC-V計算架構(gòu)，是新一代數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施算力底座的優(yōu)選，既能滿足高能效、高性能的需求，又能兼?zhèn)浒踩煽?、高性價比、可拓展等特點。因此，越來越多的廠商開始使用RISC-V架構(gòu)，使其應(yīng)用場景不斷突破，從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、邊緣計算逐漸邁向AI計算、高性能計算等領(lǐng)域，發(fā)展速度迅猛。

孟建熠表示，對比ARM架構(gòu)、X86架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)在GitHub上的開源項目的數(shù)量，RISC-V架構(gòu)項目在過去幾年里飛速增長，數(shù)量達到1萬多個，與另外兩家的差距持續(xù)拉近，極具潛力。從RISC-V基金會會員數(shù)量的角度來看，目前全球已有4400多家會員，預(yù)計到2030年，RISC-V架構(gòu)產(chǎn)品出貨量的年復(fù)合增長率會達到40%以上，在整個產(chǎn)業(yè)的滲透率將進一步加深。標準制定方面，RISC-V基金會在過去的兩年已經(jīng)完成了40項標準制定的工作，包括123項RISC-V擴展，標準體系正在逐漸完善。

為什么RISC-V架構(gòu)會發(fā)展得如此之快？孟建熠指出，是因為RISC-V正在改變“芯片架構(gòu)”的生產(chǎn)關(guān)系。在半導(dǎo)體發(fā)展的歷史中，類似的變革總是能推動產(chǎn)業(yè)效率的躍升。例如，代工模式改變了“芯片制造”的生產(chǎn)關(guān)系，讓更多企業(yè)只需專注于自己的設(shè)計，不再需要兼顧復(fù)雜的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)；Arm授權(quán)模式改變了“芯片設(shè)計”的生產(chǎn)關(guān)系，企業(yè)只需要獲得ARM一家公司提供的架構(gòu)，就可以創(chuàng)作出各種各樣不同功能的芯片。

RISC-V的變革力量來自其開源的特殊性，所有企業(yè)都可以根據(jù)它的開源標準進行創(chuàng)新，從而更自由地在各種應(yīng)用場景中，開發(fā)出最具性價比和計算效率的產(chǎn)品，這點在AI時代尤為重要，所以，當前很多AI芯片的底座都是基于RISC-V架構(gòu)。

“RISC-V有望成為AI時代計算架構(gòu)變革的技術(shù)底座?！泵辖诒硎?，“行業(yè)最初只認為RISC-V是CPU的一種架構(gòu)，但隨著不斷的探索，我們發(fā)現(xiàn)RISC-V可以實現(xiàn)多樣化的計算形態(tài)。比如AI計算、圖形計算、隱私計算和科學(xué)計算等等，為整個行業(yè)提供了新的機遇?！?/p>

“RISC-V需要一個標桿產(chǎn)品”

有機遇就有挑戰(zhàn)，孟建熠認為RISC-V在AI時代主要面臨三個挑戰(zhàn)：已規(guī)模落地產(chǎn)品以中低性能為主、軟件生態(tài)尚處于發(fā)展階段以及高性能產(chǎn)品尚未形成迭代。

與ARM架構(gòu)的發(fā)展歷程相似，RISC-V想要在未來成為主流架構(gòu)，就必須在算力上超越行業(yè)對它需要的閾值，才能被廣泛使用。因此，孟建熠認為，RISC-V需要一個滿足市場所需性能的標桿產(chǎn)品，并以此為中心完善軟件生態(tài)。

目前，RISC-V在高性能通用計算領(lǐng)域，已經(jīng)擁有了媲美X86、ARM高端產(chǎn)品的性能，在通用性、可擴展性等方面具有優(yōu)勢。因此，孟建熠表示，在不遠的未來，RISC-V的標桿產(chǎn)品將突破通用計算算力閾值，真正成為主流。軟件生態(tài)方面，2024年，RISC-V通用計算生態(tài)已經(jīng)逐步成熟，正式進入商用軟件移植階段，商業(yè)化的迭代正式開始，標桿產(chǎn)品與生態(tài)發(fā)展將互相促進形成“正循環(huán)”。

此外，RISC-V在AI時代的“下半場”也即將開啟。孟建熠表示，RISC-V將有四個主要的發(fā)展方向：一是針對AI的架構(gòu)創(chuàng)新，RISC-V具有計算架構(gòu)的定制化能力，可以適配各種最新的應(yīng)用需求；二是RISC-V處理器的產(chǎn)品性能將超過閾值，達到主流性能需求；三是RISC-V通用CPU的功能將更加完善；四是基于Vetor和Matrix，RISC-V在AI加速以及各類應(yīng)用中的擴展將更加有力。

據(jù)孟建熠介紹，圍繞上述發(fā)展方向，RISC-V工委會正在推進三項工作：一是標準體系建設(shè)。以RISC-V國際基金會的標準文檔為基礎(chǔ)，結(jié)合中國應(yīng)用需求，建立國內(nèi)統(tǒng)一的RISC-V標準體系，推進生態(tài)建設(shè)；二是推動應(yīng)用圖譜建設(shè)。結(jié)合國內(nèi)市場需求，對不同應(yīng)用的RISC-V參考產(chǎn)品進行圖譜分類，并推動應(yīng)用示范；三是軟件社區(qū)的組建。RISC-V工委會聯(lián)合軟件所、國內(nèi)企業(yè)構(gòu)建完整的RISC-V軟件生態(tài)平臺。

據(jù)了解，2024年，RISC-V工委會在指令集、安全可信、基礎(chǔ)軟件、測試評估和產(chǎn)業(yè)鏈五個工作部推進團體標準立項工作。與此同時，RISC-V工委會正在推動RISC-V的落地應(yīng)用。以城市級應(yīng)用場景推廣為主，打造RISC-V應(yīng)用場景試驗田、關(guān)鍵和共性技術(shù)孵化基地、應(yīng)用人才培育基地；結(jié)合各地的產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展趨勢，聚焦包括AI應(yīng)用在內(nèi)的具體方向，建立應(yīng)用示范專項基地。

作者丨許子皓編輯丨張心怡美編丨馬利亞監(jiān)制丨連曉東