人工智能將加速RISC-V的采用：全球占比將達25%

來源：內容由半導體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自semiconductor-digest

根據 Omdia 的最新研究，到 2030 年，RISC-V 處理器將占據全球市場的近四分之一 。盡管工業(yè)領域仍將是該技術最大的應用領域，但預計開放標準指令集架構 (ISA) 將在汽車領域實現(xiàn)最強勁的增長。此外，人工智能 (AI) 的興起也有助于 RISC-V 的持續(xù)崛起。

RISC-V 值得注意的是，它是免許可的，允許任何人使用該架構開發(fā)硬件，甚至可以根據設計的需要定制指令集。由于最早的 RISC-V 處理器往往是簡單的微控制器，因此該架構長期以來一直與深度嵌入式技術相關，尤其是在物聯(lián)網領域，并且在預測期內直至 2030 年，RISC-V 將繼續(xù)在該領域占據重要地位。然而，近年來最重要的發(fā)展是該技術擴展到其他應用程序，包括那些需要高級計算和智能的應用程序。

“RISC-V 在新穎的應用中最有意義，因為開發(fā)人員尚未擁有現(xiàn)有的 Arm 產品。人工智能的興起、用例和功能的增加意味著許多新領域正在被揭示，而所有這些領域都具有 RISC-V 的潛力?！監(jiān)mdia 物聯(lián)網高級首席分析師 Edward Wilford 表示?！癛ISC-V 的發(fā)展與人工智能（尤其是邊緣人工智能）的興起同時進行，這將為 ISA 提供巨大的機會?！監(jiān)mdia 預測，2024 年至 2030 年間，基于 RISC-V 的處理器出貨量每年將增長近 50%，到 2030 年處理器出貨量將達到 170 億顆。其中 46% 預計將用于工業(yè)應用，盡管增幅最大預測期內將出現(xiàn)在汽車領域。Omdia 預測汽車應用中的 RISC-V 處理器數(shù)量每年將增長 66%。Wilford說：“汽車行業(yè)正在經歷快速轉型，而半導體對于這一轉型的每個要素都至關重要?！?“RISC-V 對于汽車行業(yè)來說具有獨特且理想的方面，您可以在 RISC-V 中擁有您的設計，而這是獲得許可的 ISA 所無法做到的，并且在行業(yè)對話中，這確實被強調為一個重要的因素?！?/p>

與此同時，Omdia 還預測人工智能在汽車應用中的使用將大幅增加，自動駕駛、高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和車載信息娛樂系統(tǒng) (IVI) 都將利用人工智能來增強每個系統(tǒng)的功能。“毫無疑問，人工智能將成為許多領域采用 RISC-V 的最大推動力之一；Wilford 表示：“RISC-V 的效率和可擴展性非常適合開發(fā)執(zhí)行人工智能操作的處理器。”

RISC-V，為何如此重要？

RISC-V在過去幾年中一直是行業(yè)流行語，來自各種制造商的一系列古怪設備和芯片引起了轟動。這種經常被炒作的技術有時很難達到預期，但它正在慢慢地看起來更有可能徹底改變半導體市場。但是什么讓 RISC-V 如此令人興奮，為什么從 NVIDIA 到微軟的每個人似乎都在投資它？RISC-V 是一種指令集架構 (ISA)。ISA 是 CPU 必須能夠解釋和處理的指令集的模板，以及它們如何運行的規(guī)范。您可以將其視為 CPU 的編程語言。ISA 很重要，因為 ISA 使軟件可以從一個 CPU 移植到另一個 CPU - 它保證軟件的所有單獨指令都在 CPU 上受支持和可用，并且它們以特定方式運行。RISC-V（發(fā)音為Risk- Five）由伯克利并行計算實驗室的學者于 2010 年開發(fā)，現(xiàn)在由 RISC-V International 管理。第一批 RISC 芯片于 2011 年投入生產，從那時起，它們就獲得了從微軟到民族國家的各方資助。RISC-V 本質上并不比 Arm 或英特爾的產品更快甚至更好，但正如我們將看到的，這可能并不重要。RISC-V 與其他常見 ISA 之間的一個關鍵商業(yè)區(qū)別是 RISC-V 是一種開源許可證。這意味著公司可以自由使用它并從中獲利，而無需向許可證所有者支付許可費。這些類型的費用通常可能很高，并且作為制造產品成本的一部分間接轉嫁給消費者和企業(yè)。Arm 和 Intel 還收取修改 ISA 的費用，這使得重大分歧變得更加昂貴。RISC-V 正在幫助硬件公司解決一個巨大的障礙，因為許多公司可能希望開發(fā)自己的 ISA 以節(jié)省許可費用，但只有少數(shù)公司能夠達到甚至有機會盈利所需的規(guī)模（如果他們甚至可以成功地匹配標準性能和功能）。這就是為什么許多大公司，包括谷歌、英偉達、紅帽、三星，甚至英偉達，都在為 RISC-V 的開發(fā)和成熟貢獻大量的工程資源。當現(xiàn)成的選項不適合時，RISC-V 為企業(yè)和學術界提供了一種簡單（或至少更容易）的途徑來構建自己的硬件版本，從而悄然實現(xiàn)了特定領域應用程序的定制硬件的分歧。這與市場上廣泛的完全開源 RISC-V 實現(xiàn)協(xié)同工作。企業(yè)也許能夠采用現(xiàn)有的 RISC-V 開源實現(xiàn)（實際上是完整處理器核心的設計，通常用 Verilog/SystemVerilog 等專用語言編寫）并進行修改以適應其特定用例。這可能涉及刪除不需要的方面，以及向核心添加預捆綁的支持元素，這些元素甚至可能是現(xiàn)成的元素。這意味著，以前為某項功能構建特定硬件是不切實際或負擔不起的，但現(xiàn)在已經更廣泛地成為可能。大大小小的公司已經在使用這項技術。很難理解公司是從頭開始設計內核還是使用預構建的設計，但定制 RISC-V 芯片已經進入市場。例如，谷歌在 Pixel 6 上推出了 Titan M2 安全模塊，最近我們看到了結合了 GPU 和 CPU 的突破性 RISC-V SOC。鑒于 RISC-V 的許可，沒有什么可以阻止公司采用現(xiàn)有的開源 RISC-V 設計，對其進行迭代和改進，然后將其賣回市場（通常采用與 Arm 類似的許可模式）。溢價......這已經發(fā)生了。RISC-V 的可訪問性使這些公司能夠以較低的單位成本（無需支付 Arm 或 Intel 的許可費用）專注于改進這些開源設計，以針對其特定用例進行優(yōu)化。這正在構建一個由各公司相互競爭的完整生態(tài)系統(tǒng)，以開發(fā)基于高效 RISC-V 的芯片。Arm/ x86確實存在這樣的市場，但由于修改費和許可費帶來的高進入壁壘而受到削弱，這限制了它與主流廠商（即高通）的接觸。同樣，隨著更多的硬件可用（專業(yè)的和通用的），更多的開發(fā)人員支持就會增加，從而增加更多的軟件可用性、支持和知識。這就是所謂的良性循環(huán)，興趣、創(chuàng)新和投資不斷放大，形成積極的反饋循環(huán)。這是通過降低市場準入門檻、降低新產品開發(fā)成本并最終帶來更廣泛的創(chuàng)新來實現(xiàn)的。如果這種情況繼續(xù)下去，我們很快就會看到競爭日益激烈的 RISC-V 芯片的步伐加快。盡管誕生才十幾年，RISC-V 已被證明能夠成功挑戰(zhàn)芯片制造領域的壟斷。CPU 生產是一個復雜的市場，進入門檻極高，因為在我們開始談論性能優(yōu)化之前需要進行大量的設計、驗證和驗證。工程人才價格昂貴且難以找到，因此許多公司已經完全跳過定制硬件，以加快上市速度并降低前期成本。從根本上來說，正是這種經濟考量推動了 x86 和 ARM 的長期壟斷；但 RISC-V 正在改變這一現(xiàn)狀。通過提供更便宜的選擇，將按原樣出售的定制芯片或包含定制芯片的產品推向市場，公司更有可能通過較低的前期成本更快地看到經濟效益。隨著越來越多的公司抓住這個機會，它變得越來越有吸引力。這就是RISC-V正在緩慢而悄然地改變CPU市場的方式；不是通過本質上成為比 ARM 和英特爾提供的更快或更高效的標準，而是通過推動創(chuàng)新以使其具有競爭力。這就是 RISC-V 真正令人興奮的地方。隨著 RISC-V 行業(yè)開始達到臨界規(guī)模，研究、投資和創(chuàng)新不斷推動其向前發(fā)展，致力于開發(fā)更快、更高效的 RISC-V 芯片的綜合資源將遠遠超過其他主要芯片CPU空間中的玩家。這可能最終導致 RISC-V 成為一種更優(yōu)越、甚至更便宜的產品，因為公司不會自己完成所有工作。您可能會設想這樣一個世界：公司能夠采用超高效的開源設計，進行小型優(yōu)化，然后以比私營公司完全閉源所能實現(xiàn)的成本低得多的成本將其賣回市場。專有設計。這就是 RISC-V 對于行業(yè)和我們的未來來說既重要又令人興奮的部分原因。