对话知合计算孟建熠：RISC-V需要拿出标杆产品

界面新闻记者 | 李彪
界面新闻编辑 | 文姝琪

2010年，美国加州大学伯克利分校的Krste Asanović、David Patterson等研究员提出创建一套新计算机指令集架构。这套新指令集最初是为大学教学设计，用来替换过时的MIPS和SPARC指令集。

新指令集基于计算机架构领域的RISC原则（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集）开发，采用了固定长度指令、少量简单指令等设计规则，极大降低了芯片硬件的开发门槛。

在正式推出之前，伯克利分校研究团队已开发了早期的四代版本，因此这套新指令集被命名为RISC-V，即第五代精简指令集。最早发布的RISC-V官方标准RV32I采用32位基础整数指令，总共只有47条指令。

更重要的是，与当时已经大规模商用的x86、ARM指令集不同，RISC-V完全开源、免费提供，不收授权费用，任何开发者都可以在RISC-V的基础上按功能需求灵活扩展，做二次开发。

2015年左右，RISC-V开始探索商业化。而在最开始为大学科研使用的RISC-V走出实验室前，x86和ARM两大指令集已经在商业世界形成了强大的生态壁垒。

英特尔和AMD早年靠在个人电脑、服务器领域推广x86指令集架构，牢牢占据全球桌面CPU处理器生态系统八成以上的市场份额。ARM则在智能手机爆发时崛起，高通、联发科基于几乎垄断整个移动CPU处理器市场。

“开放的RISC-V是一个理想选择，但当时它的47条指令基本不可用，仅是个概念。”2017年，国内RISC-V创业公司知合计算创始人、阿里达摩院首席科学家孟建熠第一次在上海交通大学大学工作坊分享活动上了解到RISC-V。当时他入行已有14年之久，其所工作的公司中天微主要基于自研指令集研发嵌入式CPU处理器。

电脑、服务器、手机这一类通用设备不同，嵌入式硬件以 “完成特定任务” 为核心，设计目标是高效、稳定地满足单一或有限的专用功能，类似的产品应用包括AIoT物联网智能家居的内置功能模块、工业设备控制器、汽车传感器等等。

此类设备嵌入于其他电子设备之中，专门按照特定功能设计，对芯片的要求是 “低成本、低功耗、可定制”，开源的RISC-V可以支持开发者灵活扩展做二次开发，匹配了嵌入式的定制化需求，再加上低成本优势，迅速打开嵌入式市场开始普及。

2018年，阿里巴巴宣布全资收购中天微，将其与旗下达摩院芯片团队整合为平头哥半导体公司，专攻RISC-V架构的处理器。他向界面新闻记者回忆，当时在平头哥所做的工作就是“将RISC-V转为实用架构”。

而作为平头哥RISC-V芯片业务负责人，孟建熠领导团队陆续开发了玄铁C910、C920 CPU处理器IP。 C910当时作为全球首款实现规模化量产的高性能RISC-V处理器，并支持Linux、安卓等操作系统，引发业内轰动。

在孟建熠看来，当时平头哥已经将RISC-V CPU IP业务做得非常成熟。但当时RISC-V生态门槛还很低，仍缺少像电脑、手机处理器一样的标志性产品，难以实现重大突破。尤其是在操作系统、开发工具等软件上，早期因为RISC-V配套软件生态薄弱，投入不足，团队在研发时踩了不少坑。

回溯指令集架构的演进历史可以发现，芯片出货量越大、服务领域越多，生态制约越大，每个领域都需要自己搭建生态。

孟建熠认为，嵌入式设备对生态要求较低，横跨上百个领域，且需要按照不同的专用功能做定制产品，导致RISC-V生态碎片化，软件与硬件缺乏统一的标准，相应的应用“专用有余、通用不足”。2018年前后，RISC-V在国内热度不高，只有极少数产业界公司和学术界科研机构在做研究。

进入2022年，是RISC-V在产业界的爆发之年。RISC-V国际基金会在这一年宣布，全球搭载RISC-V核心的芯片出货量总计超过了100亿颗。从2010年诞生算起，RISC-V达成这一目标只用了12年，在此之前，ARM用了21年，x86则用了30年甚至更久时间。

嵌入式硬件是RISC-V最大的应用市场。嵌入式设备稳定占据RISC-V超过60%的份额，IoT智能家居、工业控制器等设备占大头。孟建熠认为，RISC-V在智能家居等嵌入式设备市场发展已经成熟，“如果说五六年前，大家还在讨论RISC-V能否用于IoT，现在这已无疑问”。行业的关注点已经转向“RISC-V能达到多高性能？是否能与x86、ARM三分天下？”

当时在他看来，RISC-V达到100亿芯片的出货量只用10年时间，发展速度甚至超过了ARM。但“很多人期待明年出PC，后年出笔记本，大后年出服务器，目前RISC-V都是多用于耳机等IoT设备”，要证明其能与x86、ARM“三分天下”的生态地位，RISC-V需要拿出更多标杆性产品。

2022年同年，孟建熠从阿里巴巴离职，创办知合计算。新公司的主营业务是基于RISC-V架构开发高性能处理器，重点面向AI算力领域。

孟建熠相信，要让RISC-V生态崛起，需要进军通用高性能芯片。与嵌入式相比，高性能计算主要有两项优势：第一，如果能证明RISC-V能达到x86的高度、甚至更高水平，这对行业具有标杆意义；第二，目前只有高性能芯片能运行所有软件，如数据中心运行大型软件，可供推动新生态发展。

RISC-V行业也将建设生态的目标瞄准了AI。

在今年7月17日上海举办的第五届RISC-V中国峰会上，RISC-V国际基金会CEO Andrea Gallo在演讲中透露，按调研机构SHD Group报告预测，到2031年，RISC-V芯片出货量将超过200亿颗。更为重要的是，RISC-V的成功正从嵌入式计算领域延伸至存储技术和高性能计算领域。

国内近几年也涌现出众多应用于RISC-V的产品项目：中科院计算所旗下开源芯片研究院研发的“香山”第三代处理器计划量产；知合计算发布基于玄铁RISC-V CPU内核的芯片通推一体芯片A210；进迭时空也发布了下一代AI服务器的V100 RISC-V芯片；阿里巴巴达摩院也宣布旗下首款服务器级CPU玄铁C930在高算力需求场景中得到验证。

孟建熠在采访中告诉记者，在AI领域，相比于业内用“x86 CPU+GPU”做AI模型训练所需要的大规模并行计算，推理只需做小规模运算，往往用单机即可运行，成本低，更适合RISC-V切入。RISC-V芯片目前整合“CPU+GPU”二者功能，虽然性能较低，但胜在性价比更高，适合不同市场。

但他也承认，RISC-V行业目前在AI高性能计算应用上的突破还不够，许多产品性能对标传统服务器的阶段都还留在“PPT跑分”上，没有公司可以真正拿出高性能计算的标杆产品。

从专用嵌入式设备到通用的终端设备，再到高性能计算，在孟建熠看来，RISC-V经历的是一个三级爬坡的过程，高性能计算目前是最高的峰顶。“从资金投入的角度，嵌入式设备场景，一个亿以下就能搞定，通用终端是小几个亿，高性能计算可能是10到20个亿，每一级爬坡都是非常大的挑战”。

知合计算今年发布的通推一体的A210 CPU正面向客户开放样片测试申请，接下来进一步投入将芯片量产，主要针对边缘服务器场景。公司自研的高性能CPU IP内核也公布了进展，目前已完成设计并开放FPGA测试申请。未来基于该内核的芯片将以整机CPU或服务器的形态投入市场，届时将通过交付给客户实地在其之上运行AI大模型，性能对标传统AI服务器竞争。

“目前RISC-V最缺一个大生态支点，如同苹果和高通在ARM移动生态的角色。”孟建熠在采访最后告诉界面新闻说，目前面对AI市场，三大架构进入这个市场的起点就像各自的年份——x86是一个50岁有经验的人，ARM 30多岁，RISC-V只有15岁——RISC-V需要发挥开源生态的优势，在高性能计算领域拿出标杆产品。