RISC-V即將在數(shù)據(jù)中心上發(fā)力？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/周凱揚）RISC-V這兩年弄出的動靜有多大，在廠商和我們媒體不遺余力地宣傳下，大家或多或少都有所耳聞，無論是物聯(lián)網(wǎng)、汽車乃至航天，都少不了RISC-V的蹤影。然而，RISC-V離真正走入主流視野，還是有不小的差距。就拿持續(xù)火熱的數(shù)據(jù)中心市場來看，RISC-V在這一領(lǐng)域仍是相對沉寂的?？善鋵嵲赗ISC-V的宏大規(guī)劃中，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品也即將逐一面世，甚至可能會進軍ARM主宰的手機SoC市場。

英特爾的神秘RISC-V產(chǎn)品

近期英特爾在RISC-V上動作頻繁，無論是加入RISC-V國際基金會，為RISC-V提供設(shè)計和制造平臺等，英特爾這個x86巨頭眼中的RISC-V似乎頗有前景。

WikiChip的David Schor透露英特爾與SiFive合作設(shè)計的Horse Creek，一個基于Intel 4工藝和SiFive RISC-V核心P550的平臺，近期已經(jīng)流片送到實驗室了，從初期的測試結(jié)果來看“很不錯”。雖然目前還不清楚英特爾對Horse Creek的定義，但P550作為一個高性能核心，又是基于Intel 4這樣的先進工藝，還用上了英特爾沿襲的Creek命名，這個產(chǎn)品哪怕不是一款數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，肯定也和高性能脫不了干系。

我們再來看看這一產(chǎn)品剛發(fā)布之初，也就是2021年6月的新聞通稿。其中為Horse Creek背書的是時任英特爾IP工程部門CTO的 Amber Huffman，他表示英特爾將使用領(lǐng)先的DDR和PCIe接口IP與P550相結(jié)合，而Amber Huffman負(fù)責(zé)的正好是數(shù)據(jù)中心IP。所以Horse Creek作為一個數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品基本沒跑了，不過該產(chǎn)品是否能在今年正式發(fā)布，還得看英特爾后續(xù)的開發(fā)進度了。

RISC-V即將在數(shù)據(jù)中心上發(fā)力

近期ARM在Neoverse的國外媒體會議上對RISC-V做出了評價，他們認(rèn)為在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域RISC-V目前并沒有展現(xiàn)出強有力的競爭力，哪怕是在短期內(nèi)也沒法對ARM造成威脅。在他們看來，盡管RISC-V站在巨人的肩膀上，仍缺乏在架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和軟件等生態(tài)上的積累，而且在治理模式上仍有不少可以向ARM學(xué)習(xí)的地方。

要知道ARM自己也是在多年的沉淀下才打入數(shù)據(jù)中心市場的，而且目前相較x86來說，市場份額還不大，根據(jù)最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)大約在5%左右。但即便如此，ARM都不把RISC-V視為競爭對手，足以看出RISC-V在這塊有多弱勢了。

RISC-V目前在數(shù)據(jù)中心上的生態(tài)確實比較薄弱，作為競爭對手的ARM除了有不少服務(wù)器CPU面世以外，也已經(jīng)開始打入新興的DPU領(lǐng)域，更是與幾乎所有頂級云服務(wù)廠商達(dá)成了合作，可以說ARM在服務(wù)器上已經(jīng)處于全力沖刺的狀態(tài)了。反觀RISC-V這邊，數(shù)據(jù)中心級別的產(chǎn)品主要停留在高性能內(nèi)核階段，其余的大部分是AI芯片這樣的硬件加速器產(chǎn)品，不少還沒有量產(chǎn)，更別說商用了。

但RISC-V從嵌入式核心上發(fā)展起來的速度大家都已經(jīng)見識到了吧，而這個速度也即將席卷數(shù)據(jù)中心市場了。比如服務(wù)器通用CPU，目前已有算能科技和微核芯兩家公司傳出消息，而且是量產(chǎn)在即，直接對標(biāo)ARM的Neoverse產(chǎn)品線，甚至連之后的產(chǎn)品路線都已經(jīng)規(guī)劃好了。

其實對于誕生沒多久的RISC-V來說，這點進展已經(jīng)很不錯了，至少在AI芯片領(lǐng)域，RISC-V已經(jīng)為大家熟知，更有Esperanto和Tenstorrent這樣優(yōu)秀的初創(chuàng)企業(yè)在推出高性能的AI產(chǎn)品，這些芯片的歸宿很明顯也是數(shù)據(jù)中心。從制造上來說，無論是臺積電、英特爾IFS還是格芯，也都持續(xù)有RISC-V高性能芯片的流片。英特爾也已經(jīng)與巴塞羅那超算中心達(dá)成合作，開發(fā)將超算推向Zettascale級別的RISC-V高性能處理器。

蘋果真要轉(zhuǎn)用RISC-V了？

在筆者看來，RISC-V確實不需要從一開始就在核心計算領(lǐng)域做到領(lǐng)先，而是可以采用“農(nóng)村包圍城市”的邊緣滲透方式，從低功耗MCU做到手機SoC，從AI芯片做到服務(wù)器CPU。其實這樣的設(shè)計思路早已被納入了考量，市面上已經(jīng)有一部分芯片開始采用ARM+RISC-V的雙架構(gòu)，先拿RISC-V核心作協(xié)處理器。

但這樣還不夠，RISC-V需要的是像智能手機SoC、家用電腦CPU或GPU這樣真正走量的核心爆款產(chǎn)品，這樣人們聽聞“RISC-V”這個詞時，才不會感到陌生。結(jié)合最近的新聞來看，在RISC-V手機SoC邁出第一步的，很有可能會是蘋果，但結(jié)果可能不會是大家設(shè)想的那樣，而是像上文說的那樣，從“邊緣”滲透。

SemiAnalysis的Dylan Patel透露，他已經(jīng)確認(rèn)蘋果正在積極將部分ARM核心轉(zhuǎn)變?yōu)镽ISC-V核心，用于未來的Apple Silicon芯片中。結(jié)合去年蘋果招募RISC-V工程師的新聞來看，這一消息可信度確實不低。在去年公開的招募信息中，蘋果在職位需求中提到對ARM的NEON有所了解，用RISC-V來打造蘋果多設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)的嵌入式子系統(tǒng)。

NEON是ARM的SIMD指令集擴展，類似于X86的AVX512、SSE等。蘋果的A系列ARM CPU中就有用到128位寬的NEON指令集。那么蘋果有什么理由把這些子系統(tǒng)的核心換成RISC-V呢？

這里引用一段SiFive對RISC-V矢量擴展的描述：RISC-V矢量擴展從代碼大小、性能和面積來看，是一個強大而高效的方案，彌補了packed-SIMD和GPU在處理器大數(shù)據(jù)集上效率不足的問題，而ARM的NEON正是packd-SIMD的方案。

RISC-V矢量擴展的另一個特性就是與矢量長度無關(guān)，為其RISC-V矢量擴展兼容處理器編寫的代碼可以在其他RISC-V矢量兼容處理器上運行，減少了硬件更新后需要重寫代碼的困難。對于蘋果來說，這不僅為蘋果提供了新系統(tǒng)兼容的便利，更重要的是可以將全新的軟件特性在iOS、WatchOS和tvOS等系統(tǒng)中一并實現(xiàn)。

對于才全面轉(zhuǎn)向ARM的蘋果來說，現(xiàn)在就投向RISC-V陣營似乎有些不太現(xiàn)實，考慮到他們已經(jīng)在微架構(gòu)、工具鏈、系統(tǒng)上投入了這么多。但如果能對一些子系統(tǒng)的功耗、編程帶來巨大的優(yōu)勢，蘋果也許并不介意做出改變，畢竟他們已經(jīng)采取了一些行動。以目前蘋果的A15 SoC為例，其中不少子系統(tǒng)也用到了ARM核心，比如ISP、顯示引擎和視頻編解碼等。但在這些加速器執(zhí)行單元中，用到的其實是蘋果自己的AMX指令集。

寫在最后

不管這幾個ISA之間互相如何評價，有這樣多樣化的生態(tài)對整個行業(yè)來說都是好事，選擇多了機遇和創(chuàng)新也就多了。盡管目前的RISC-V在數(shù)據(jù)中心上還落后不少，也沒有什么大爆款產(chǎn)品的推出，但這個耕耘的過程恰好能給這個新生的架構(gòu)打下堅實的基礎(chǔ)，懸殊的差距正好作為整個ISA生態(tài)發(fā)展的催化劑。