阿里达摩院玄铁处理器出货量超40亿颗 RISC-V能否打破全球主流CPU格局？

作者 | 《财经》新媒体 撰稿人 王婧雅 编辑 | 高素英

3月14日，阿里达摩院宣布，玄铁RISC-V处理器出货量已超40亿颗；在产品上，下一代旗舰处理器C930将于年内推出，第一款基于RISC-V和安卓的终端设备也将于今年下半年亮相。同日，中国科学院软件研究所称，基于RISC-V的开源笔记本电脑“如意BOOK”在openEuler操作系统上实现了流畅运行钉钉、Libre Office等大型办公软件。

这意味着，随着新型算力需求激增，作为CPU架构突破者，RISC-V正在加速在应用场景中落地。

中国工程院院士倪光南预测，在CPU领域，未来有望形成英特尔x86、Arm、RISC-V三分天下的格局。尽管与现在垄断主流CPU市场的x86和ARM相比，RISC-V在生态方面仍有短板，但中国的新型举国体制、超大规模市场和人才等优势，可以促进RISC-V生态发展和完善。

CPU技术路线百花齐放 RV-DSA服务器将是新机遇

CPU主流架构主要有英特尔x86和Arm，其分别对应微软Windows操作系统及谷歌安卓操作系统。其中，x86架构依然是服务器、桌面PC处理器的主流选择，全球服务器市场中市占率达到了九成左右。而Arm因其功耗小，能效比的优势，主要聚焦于移动端，占据了移动端大量份额。

不管是x86，还是Arm，国内芯片企业均面临授权问题。现阶段x86架构芯片授权门槛很高，拿到入场券的企业并不多；在Arm领域，由于未能获得最新的Arm v9版本授权，国内Arm架构CPU只能基于Arm v8架构拓展研发。

被称为“国内CPU六君子”的龙芯中科、申威科技、华为鲲鹏、飞腾信息、海光信息、兆芯基于不同架构，走出了三种不同发展路径。鲲鹏和飞腾均获得ARM v8指令集授权研发设计CPU产品；海光和兆芯走x86路线，其中海光从AMD获得x86指令集永久授权；龙芯基于MIPS授权研发了LoongArch架构，申威Alpha架构则来源于DEC公司。

尽管国内厂商技术路线百花齐放，但市占率仍然不高。Counterpoint Research的调研数据显示，2022年全球服务器CPU市场份额中，英特尔占超七成，AMD占约两成。“国内CPU六君子”与其他厂商抢占其余市场份额。

在两大指令集及MIPS之外，阿里、华为、腾讯等厂商将目光瞄向了新兴的RISC-V架构。

2010年，加州大学伯克利分校David Patterson教授团队领导研发了RISC-V指令集，并宣布对外开源，所有开发者、创业者、高校师生、商业公司均可免费使用开发自己的处理器。

因开源开放、简洁、模块化、可定制、可扩展的特点，RISC-V架构降低了芯片设计的周期和成本，约10年时间完成了从研发到出货100亿颗芯片的发展历程。目前，中国已有数百家公司在关注或以RISC-V指令集进行开发，在RISC-V International 25个高级会员中，12家为中国企业，包括阿里巴巴、腾讯等科技公司。

倪光南认为，x86架构仍然垄断着服务器和桌面领域，一方面是因为过去几十年里，x86架构形成了强大的生态，以致于其他架构因生态较为薄弱而不能取代它，未来这种情况可能会发生变化。

他进一步表示，在后PC时代，CPU架构的竞争力不仅要体现在性能上，还需在芯片面积、能耗、价格、研发周期、生态支持等方面全方位地体现出来。融合RISC-V、扩展指令集、DSA、Chiplet及其互联等技术，发展RV-DSA服务器是中国的一个机遇。

开源降低开发者门槛AI将加速商业落地

发展CPU芯片，不止于技术，更需要架构与上层操作系统和应用的协同。业内普遍认为，生态建设才是芯片技术、应用和产业发展的核心因素，与现在垄断主流CPU市场的x86和ARM相比，RISC-V的最大短板是在生态方面，但这并不意味着后来者没有机会。

物联网时代，CPU或出现服务器/桌面、移动终端及智能物联AoT三种主流生态。服务器、桌面分别对应着“英特尔X86+红帽Linux”“英特尔X86+微软Windows”；手机领域以“Arm+ Android+ios”为主；而智能物联AloT领域尚未定局，随着AGI的发展，中国AI算力中心建设正在蓬勃兴起，基于RISC-V架构的DSA新型服务器有可能实现对x86服务器的替代。

“RISC-V是开源开放的架构、是为AI而生的架构，发展RISC-V重点在于如何让RISC-V AI扩展在芯片和终端产品产业中应用起来，以及如何在芯片上把RISC-V和AI算力架构做得更好。”达摩院玄铁RISC-V团队资深技术专家李春强说道。

据悉，从2018年起，阿里巴巴开始投入RISC-V架构。近6年来，阿里巴巴达摩院陆续推出C、E、R系列的9款玄铁RISC-V处理器。围绕玄铁处理器，RISC-V生态雏形已初步形成，开始应用于无线通讯、工业控制等30多个领域及场景。

比科奇微电子（杭州）有限公司芯片研发副总裁沈钲告诉笔者，5G小基带芯片运算主要面向大算力数据天线的数据处理。在基带处理上，高层次通量的协议解析信息量很大，信息按照0.5毫秒来看，在合理调度的情况下，用很多RISC-V小核可能比一个单一的大核效率更高。

不容忽视的是，开源降低了开发者门槛为RISC-V带来了商业化机会的同时，也让其面临着指令集架构碎片化的阻碍。

针对扩大RISC-V生态建设、加速商业化落地的问题，达摩院发起成立“无剑联盟”，IP及SoC设计、工具链及平台、操作系统及软件适配、创新解决方案等系统性技术和工程成果，都将通过“无剑联盟”与成员共享。

目前，Arteris、芯昇科技、新思科技、Imagination、中国电信研究院等企业及机构均已加入“无剑联盟”。基于“无剑600”芯片设计平台，Imagination和玄铁实现了高性能异构算力架构，产出一批高性能芯片；Arteris将与玄铁合作保证Arteris Ncore和FlexNoC片上网络互联IP及SoC自动化集成技术与玄铁RISC-V系列产品的互操作性；EDA厂商基于玄铁处理器开发出RISC-V仿真、调试、验证等系列工具。

达摩院院长张建锋表示，随着新型算力需求激增，RISC-V即将进入应用爆发期。RISC-V以其开放、模块化和可扩展的特性，降低了开发者参与创新的技术门槛。随着全球70多个国家和地区已经投入到RISC-V领域，软硬件生态日趋成熟，AI浪潮将给RISC-V带来了更大的想象空间。