阿里玄鐵處理器五年：出貨量已超40億顆，RISC-V能否改變主流CPU格局？

© Reuters. 阿里玄鐵處理器五年：出貨量已超40億顆，RISC-V能否改變主流CPU格局？

在阿里玄鐵處理器問世五年里，我們的世界正被一場科技革命徹底改變。從智能家居到自動駕駛汽車，人工智能正重新定義着我們的生活方式。

3月14日，在2024玄鐵RISC-V生態大會上，數百家企業和機構帶來了玄鐵RISC-V在電力、5G通信、機器人、金融等不同行業的應用創新。硅谷芯片傳奇Jim Keller在演講中指出，「未來我們會迎來前所未見的AI軟件應用，而RISC-V有望打造出下一代的AI引擎。」

RISC-V是基於精簡指令集計算(RISC)原理建立的開放指令集架構(ISA)，是在軟件和硬件之間的關鍵技術，是一套標準和規範。

此前全球芯片主流架構格局由歐美公司壟斷。英特爾發明的x86指令集統治了個人電腦和數據中心里的服務器 CPU 市場，但並不對外授權；移動互聯網時代，Arm架構通行於智能手機市場，並憑藉低功耗優勢以及比x86生態更開放的授權模式，構建了龐大的軟硬件生態。

過去幾十年，英特爾與微軟Windows操作系統結盟，Arm則與蘋果、谷歌結盟，成為各自市場的事實標準。不過與大多數ISA相反，RISC-V ISA由RISC-V基金會基金會管理，RISC-V使用了最開放的開源協議之一BSD，允許開發者自由、免費地使用、修改和再分發軟件源代碼，銷售基於 RISC-V 開發的產品。

如今歷經10年發展，RISC-V已有望成為與x86和ARM分庭抗禮的指令集 「第三極」。過去10年間基於RISC-V的芯片出貨量已達到100億顆。而ARM 指令集芯片達到相同出貨量用了近 30 年。

玄鐵正是基於RISC-V開發的處理器，達摩院院長張建鋒表示「隨着新型算力需求激增，RISC-V即將進入應用爆發期。」目前玄鐵已授權300多家企業。他表示，「今年下半年，大家就能夠在市面上看到第一款基於RISC-V和安卓的終端設備。」

達摩院院長張建鋒

出貨量已超40億顆 

相傳玄鐵重劍是一柄神兵重器，由「天外流星」玄鐵製成，劍身如墨，可吸天下暗器。獨孤求敗四十歲前持此劍無敵於天下。

阿里巴巴「練劍」始於6年前，2018年阿里巴巴開始研發RISC-V，2019年則發佈高性能RISC-V處理器玄鐵C910。

6年來，阿里巴巴達摩院陸續推出玄鐵RISC-V系列9款處理器，從低功耗、低成本到高性能、高能效的C、E、R系列，並應用於邊緣計算、無線通訊、工業控制、通用MCU等30多個領域及應用場景。據達摩院提供的數據顯示，目前玄鐵處理器出貨量超過40億顆。

數據顯示，RISC-V從成功研發到出貨100億顆芯片，用了約10年時間，走完了傳統架構30年的發展歷程。2023年，RISC-V International首席執行官Calista Redmond在RISC-V峰會中表示，未來幾年RISC-V採用率將以40%年複合增長率增長，2030年RISC-V架構芯片更有望突破160億顆。目前RISC-V基金已有高通、NVIDIA和Google等超過4000名成員。

以開源打破芯片封鎖，RISC-V對中國尤其重要。在美國政府對芯片出口設置新限制后，用於訓練AI大模型和自動駕駛系統的A100、H100等高端GPU都受到影響，另外服務器里也有部分高端 CPU是基於英特爾x86架構。所以開源的RISC-V成為中國企業拿下服務器CPU的重要突破口之一。

就如中國工程院院士倪光南所言：「我們推動開源創新，與世界協同，促進RISC-V生態繁榮，推動構建世界主流CPU領域新格局。」

倪光南院士

目前達摩院玄鐵團隊正大力推動RISC-V軟硬件生態的發展。據達摩院消息，已基本完成國際及國內主流操作系統與RISC-V的全適配，並在百余款量產芯片中得到了應用。在適配安卓過程中，阿里巴巴累計進行了12萬余行代碼的修改，對73萬余個testcase作了測試，谷歌安卓官方接受的首批RISC-V補丁就來自阿里巴巴。

為加速RISC-V產業化進程，達摩院還發起成立「無劍聯盟」。聯盟成員將基於玄鐵處理器共同推進IP協同、工具鏈優化、操作系統適配、解決方案拓展、應用推廣等工作，降低RISC-V開發成本，縮短RISC-V產品及應用上市時間，讓終端廠商能以更快的速度找到更適配的RISC-V方案。

在2024年玄鐵RISC-V生態大會上，達摩院宣佈玄鐵處理器家族全新迭代升級：玄鐵C907首次實現矩陣運算（Matrix）擴展，為未來AI加速計算提供更多選擇，並將集成到其他玄鐵處理器中；下一代旗艦處理器C930也將於年內推出。

下一代AI引擎

 達摩院玄鐵RISC-V團隊資深技術專家李春強認為，「 RISC-V是為AI而生的架構，所以玄鐵團隊在RISC-V方向上做了很多AI相關的工作。」

以大模型為案例，李春強認為大模型本身就是最近幾年剛出來的東西，對RISC-V來説是一個非常好的機會，因為大模型的瓶頸除了算力之外，還有存儲方面的瓶頸。

李春強對時代周報等記者表示，「我們希望通過擴展定義的方式，把CPU和AI的算力融合起來，使得AI的算法模型快速、便捷地跟RISC-V高效融合，這也是我們在AI方向上佈局的技術研發。后續還將跟產業下游合作，重點的是怎麼在芯片和終端產品產業中應用把這些RISC-V AI擴展應用起來。」

知合計算CEO孟建熠認為，RISC-V在端側大模型推理方面有優勢，很重要一點是能效較好。因為存在很多兼容性問題，所以無論英特爾或者其他架構都很難説為端側大模型能力而快速迭代。

而RISC-V可以在比較好，比較低的功耗下能夠處理計算，尤其是對算力大模型要求比較高的，通過擴展在能效上可以承擔更多，這是架構優勢。這意味，老的公司使用ARM等架構存在歷史兼容的包袱，但是新的公司選擇RISC-V的概率在大幅提升。

據孟建熠還透露，今年市面上將會發布基於玄鐵處理器的大模型的芯片。

當天大會上，中國科學院軟件研究所就發佈了基於RISC-V架構的開源筆記本電腦「如意BOOK」， 如意BOOK搭載玄鐵C910處理器，具備GPU、VPU加速單元，片上擁有4TOPS@INT8通用AI算力，搭載openEuler操作系統，可運行釘釘、Libre Office等大型辦公軟件，支持網頁瀏覽、4K高清視頻播放等功能，集成支持語音對話與文字交互的第三方大模型AI助手。

另外達摩院還攜手openEuler社區及亞博科技推動RISC-V首次進入ROS機器人領域，基於玄鐵處理器的Mlik-V Meles開發板研發建圖與避障導航小車。

除了AI，達摩院玄鐵在汽車方面也有佈局的，據孟建熠透露，已有頭部客户已經在使用了。他表示，RISC-V在全球的車領域都在探索突破，新創業公司走得更快一些，達摩院玄鐵會一直往下走。

李春強則表示，玄鐵后續在高性能存儲以及工業應用場景都會做更多佈局。