SiFive：两年内出货量增至800亿颗，仍觉保守

一直以来，“中国芯”都是一个很热的话题，政府、产业、基金、市场都非常有兴趣想去了解RISC-V指令集会给他们的产品和商业模式带来哪些影响。另一方面，芯片产业涉及的领域极广，从传感器、图像/音视频处理，到5G通信、人工智能，再到最顶层的CPU、GPU。然而从国内的实际情况来看，很多时候投资巨大，但投资效率不高，甚至事倍功半，所以当开源免费的RISC-V指令集出来之后，产业界自然对其抱有极大的期望。

6月，在北京举行的SiFive RISC-V中国技术论坛上，根据《南华早报》的描述，RISC–V指令集架构主要发明人，RISC-V国际基金会主席和SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanović教授“受到了摇滚明星般的欢迎，来自中国的工程师和研究人员排起了长队等候与他合影。”

RISC–V指令集架构主要发明人，RISC-V国际基金会主席和SiFive共同创办人兼首席架构师Krste Asanović教授

“预计到2025年，RISC-V内核数将增至800亿颗，而这仍是保守估计。凭借更好的处理器和生态系统，RISC-V架构将有望在未来两到三年内超越传统架构。”Krste Asanović教授表示，RISC-V在开放性、简易性、可模块化、可拓展性等多个方面，比传统架构都具有优势。

事实上，在2022年12月，RISC-V国际基金会就宣布RISC-V处理器在IoT的应用规模超100亿颗，此时，距离RISC-V在加州大学伯克利分校的实验室诞生仅仅过去了12年，而x86和Arm架构实现相同的出货规模却用了30年。更为重要的是，在这一过程中，中国公司的出货量占据了50%，在技术和应用上的贡献度越来越高。

其实，在RISC-V出现之前，历史上出现过多种指令集架构，比如DEC(PDP-11、VAX、Alpha)、英特尔(i960、i860、Itanium)、IBM 360、MIPS、SPARC、Arm等等，各自命运跌宕起伏，一些开放架构在热闹了一阵之后又趋于沉寂，甚至是消亡。

之所以会出现这样的情况，一方面是因为这些指令集架构的生命力往往与核心公司的经营状况、股权结构、商业目标、战略规划息息相关，“一荣俱荣，一损俱损”，存在着很大的风险。

另一方面，随着SoC规模的增大，内部指令集越来越碎片化，涉及应用处理器、图形处理器、图像处理器、无线电/音频DSP、安全处理和电源管理等多个领域，而且每个指令集还拥有独立的软件堆栈，复杂且缺乏灵活性。Krste Asanović教授认为这是不可取的，业界需要一个稳定、免费、开放的指令集，而这正是RISC-V诞生的背景。

Krste Asanović教授强调，变化之所以发生，不仅仅是更快的运行速度和更低的功耗，而是因为新的商业模式改变了一切——人们可以首先选择ISA，然后选择供应商或构建自己的内核，无需获得许可即可添加自己的商业扩展，相关的学术和开源生态系统可以围绕单一开放标准进行整合和共享。

另一个对RISC-V有利的趋势是半导体行业的商业模式正在改变，即大型商业公司开始减少对芯片公司标准器件的使用，转而致力于构建自己的差异化、定制化芯片系统，从苹果、亚马逊、谷歌、三星的手机、笔记本电脑和客户端产品，到谷歌、亚马逊、微软、Facebook、阿里巴巴的云服务器，再到汽车领域的特斯拉、Waymo、Cruise等，都是如此。

Krste Asanović教授将其称之为“Vertical Semiconductor”(垂直半导体)时代，认为对于垂直设计团队而言，使用RISC-V可以避免当前SoC必须使用专有ISA造成的IP供应商碎片化影响。换句话说，当所有内核都是RISC-V架构时，强大的兼容性和通用的软件、工具栈将成为巨大优势。

一个代表性的合作案例，是当SiFive 刚刚发布高性能应用处理器系列时，三星和高通就率先宣布与之合作，谷歌也采用SiFive Intelligence X280作为其TPU中的协处理器。而不久前由谷歌、Intel、高通、平头哥等13家企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE Project”正在 RISC-V上加速Android的优化，这将为RISC-V带来Android的庞大生态优势创造条件。

开源带来的“碎片化”是业界关注的另一个焦点。

Krste Asanović教授解释称，“碎片化”和“多元化”的本质区别在于，前者是以不同的方法做同样的事情，而后者是用不同的方法解决不同的问题。AIOT时代，需求越来越趋向差异化，只要控制得好，指令集碎片化的影响是可控的。

从历史经验来看，用户对于具体使用哪种内核可能不会特别在意，他们在意的是生态系统的丰富程度、易用性、安全性、设计门槛的高低。尽管RISC-V国际基金会的会员数已经从2019年12月时的435家增长到现在的近4000家，实现了近10倍的增长，但与一些传统的架构相比，RISC-V仍需要进一步丰富工具链、操作系统、编译器、模拟器等软件支持，并扩大硬件设备和组件的生态系统。

同时，考虑到降低设计门槛对于吸引更多的客户和开发者至关重要，RISC-V也需要提供更多的设计工具和IP库，以支持设计验证和集成的解决方案。

在被问及“RISC-V未来发展最关键的3个要素是什么？”时，Krste Asanović教授回答称：“Software！Software！Software！”他指出，对RISC-V来说，仅仅做到指令集的开源还远远不够，整个产业要实现敏捷开发、快速迭代，需要包括开源处理器、开源工具链、开源IP、开源SoC、操作系统、编译支持等全方位的生态，特别是面向高性能芯片领域，RISC-V尚需统一操作系统、算法库等软件生态的支持。

为此，SiFive提供了从编译器(GCC, LLVM, PoCL)到调试工具、实用程序库(GDB, binutils, newlib, glibc)到Linux内核端口、ISS模型(QEMU)等在内的众多软件工具。“今天，所有SiFive的软件工具都将免费提供给授权客户，没有任何许可证秘钥控制。”SiFive首席现场应用工程师张岩说。

加大中国投入，是此次SiFive RISC-V中国技术论坛向业界官宣的另一重点。SiFive企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚先生在活动中表示，看到中国人工智能和电动汽车市场对半导体芯片的巨大需求后，SiFive已决定以上海为中国区总部，构建本地团队以及本地生态合作伙伴生态，挖掘“中国市场的巨大机遇”。

SiFive企业营销与业务开发资深副总裁刚至坚先生表示SiFive全力投入RISC-V以及将亲自耕耘中国市场的决心

与战略布局遥相呼应的，是仅仅历时3年，SiFive的产品路线图已从过去Essential系列下的5大CPU IP产品，扩充到新增Automotive、Intelligence、Performance多条产品线的RISC-V产品矩阵。

SiFive构建了RISC-V领域较全面的IP产品矩阵体系

追求计算密度的Performance系列是针对提供较高性能、又具备面积优化的应用级别的高性能处理器IP，从简单的可穿戴市场，智能家居产品到对性能有着更高要求的移动和网络设备领域都是SiFive Performance的目标应用。

其中，需要特别强调的是，P400-Series和P600-Series是率先符合RVA22规范的RISC-V CPU IP。众所周知，RVA22规范的重要性在于解决RISC-V碎片化的问题，这也要求未来的各项应用都需要符合该规范。同时，谷歌在6月初的RISC-V欧洲峰会上也揭示了未来名列前茅版Android 15需要支持的RISC-V硬件规格。

SiFive P470和P670和Arm产品的性能/效率对比图

据统计，自2020年至2030年，车载SoC和MCU的年复合增长率分别为19%和9%。SiFive产品营销高级经理林宗民先生表示，从传统的分布式电子电气域架构转变至区域架构，不仅可以统一软件开发，大幅提升整车数字化升级的灵活性，对高性能中央计算也提出了更高要求。面向自动驾驶，中央网关等需要高性能计算应用场景推出的P870-A，即为典型代表，这也是目前市面上可授权的RISC-V处理器IP中性能较高的。

SiFive Automotive产品系列roadmap展示

今年初，生成式AI席卷全球，并在解决seq-to-seq的任务上展现了它惊人的能力，而这些大模型会让数据中心在未来20年拥有无限大的市场和未来。聚焦当下，如何在当前针对还未发明的神经网络模型设计一个AI芯片成为关键，SiFive AI/ML产品高级总监李本中先生认为开放式标准和开源才是生成式AI芯片的基础，灵活的硬件架构，稳定的高效软件开发工具链，RISC-V、MLIR和LLVM都将给客户提供最稳定的科技基础。

以X280为例，2023年2月Google推出MLIR框架下完整的AI/ML解决方案OpenXLA，SiFive已将OpenXLA/IREE软件栈成功整合，成为目前市面上少数支持OpenXLA RISC-V的软件与硬件解决方案，后期客户也将把相关的工具、软件包、框架以及代码库开源出来惠及产业界。