2024年RISC-V趋势预测,AI与高性能芯片井喷

随着2023年的过去,risc-v架构又度过了突破创新的一年,不少厂商都选择了在2023年发布新品,risc-v业界也迎来了不少爆炸式新闻。展望2024,risc-v是否会给我们带来新的惊喜,我们也可以做出一些小小的趋势预测。
ai成为下一轮设计重心
随着rvv 1.0标准的正式发布,我们已经看到2023年不少risc-v ip公司都对其核心进行了升级,诸如平头哥、晶心科技、sifive等等,比如嘉楠科技就在去年推出了全球首款支持rcc 1.0标准的商用量产芯片k230。基于rvv 1.0架构的新品ai处理器纷纷推出,或是已经在规划设计中,甚至会用上最先进的工艺。
除了rvv本身之外,ip厂商们也在定制化上额外对ai发力,比如平头哥的全新matrix矩阵标准、sifive的sifive intelligence拓展等等。目前几家ip厂商的risc-v向量处理器产品线已经搭建完毕,还有不少新晋厂商也已经开展了相关的研发计划,可以说rvv 1.0彻底开启了risc-v走向ai时代的大门。
从目前已知的情报来看,2024年依然会是risc-v的ai大年。在持续增长的ai需求下,大家更愿意从ai芯片的角度来推广其risc-v产品。比如开始发力ai soc的乐鑫科技,其目前主要产品线是基于xtensa的esp32-s3,然而基于risc-v的边缘ai芯片esp32-p4目前已经完成流片,预计今年上市,该芯片将拥有更高的算力,满足更多aiot应用的要求。
高性能risc-v芯片全面爆发
算能于2022年末发布的sg2042,集成了64个平头哥的c920 risc-v cpu核心,凭借超强的性能,以及120w的tdp,使其成了业内首个服务器级别的risc-v cpu处理器,也率先一步实现了硬件落地。而今年算能计划发布最新的sg2044 soc,实现更高性能的同时,也支持rvv 1.0,甚至可支持70亿参数的llama 7b模型。
除了算能外,另一大risc-v厂商也将在2024年推出新品,那就是ventana。在基于台积电5nm工艺打造了veyron v1后,我们似乎并未看到这一高性能数据中心处理器的商用落地,这对于初创公司的首款产品来说很正常,即便是英伟达的grace也是在近两年之后才开始交付的。
为了解决veyron v1上的各种痛点,ventana计划在今年推出veyron v2。v2处理器将集成192个risc-v核心,单核性能提升40%。v2还将采用了ucie标准的chiplet,同时加入客户可定制的dsa chiplet,无论是fpga还是asic,全交给客户自行对负载效率进行优化,而不是一味追求最高的spiecint跑分。
在各大risc-v ip厂商接连完善自己的高性能risc-v处理器核心阵容后,这一趋势也就变得愈发明显了,就连开源的risc-v处理器核心也已经朝着高性能发展了。以香山为例,基于第二版南湖架构的香山处理器已经于去年正式发布,而第三代香山(昆明湖架构)的联合研发工作早已启动,预计今年我们就能看到最新的进展。
更多产品形态的出现
2023年有不少新的risc-v电子产品出现,比如基于risc-v芯片的平板产品pinetab-v、licheepad 4a、dc-roma risc-v pad等。在经历了首个risc-v笔记本电脑出货后,大家已经意识到在高附加值的消费电子产品中,risc-v也有了分一杯羹的机会,而不再是局限于普通的iot、可穿戴产品中。
随着更多基于risc-v芯片的落地,相关的开发板也在持续推陈出新,比如香蕉派就在最近推出了基于进迭时空k1芯片的bpi-f3 risc-v开发板。进迭时空的k1芯片采用8核设计,单核通用算力等效1.3倍cortex-a55,此外单芯片还融合了2.0tops的ai算力。
2024年,相信会有更多形态的硬件产品集成risc-v芯片,无论是消费电子、产品demo还是开发板。但硬件先行还是存在一些局限性,随着更多开发者投入到risc-v软件的开发中去,完善该架构的软件生态,或许会有更多厂商投身其中寻求商业落地,甚至是商业成功。
操作系统支持愈发完善
在risc-v国际基金会、开发者社区以及linux基金会等多方支持下,risc-v在操作系统上的支持已经有了前所未有的改善,越来越多的risc-v芯片可以在发布之初就支持linux的各大发行版,去年年末发布的debian 13操作系统也终于官方支持了64位risc-v硬件。
同样迎来支持的还有傲来操作系统(eulixos),该系统是由中科院软件所 / 中科南京软件技术研究院团队基于 openeuler 打造的操作系统发行版,其开发目标是集成软件所的最新科研成果,面向开源爱好者、科研人员和学生,为在线服务、高性能计算、ai 计算等使用场景提供一款安全、易用的操作系统。而这一系统2.0版本,也集成了对risc-v架构的原生支持,安装镜像支持哪吒d1、unmatched、visionfive等risc-v硬件。
值得一提的是,已经有相关的项目在研究车机系统对risc-v的支持了,近期我们已经看到了在sifive vision开发板上运行的车规级linux demo。随着risc-v车规芯片的陆续推出,以及车规级系统的支持,risc-v全面上车或许离我们已经不远了。
更多大厂入局risc-v
去年五家芯片巨头(博世、英飞凌、nordic、恩智浦和高通)联合起来成立了一家risc-v公司quintauris,旨在通过下一代硬件的开发推进risc-v的全球化普及。对于他们来说,自研一个isa耗时耗力,且风险较高,而risc-v具备可自由定制的特性,很适合用于全新自研芯片的开发。
就连涉足芯片研发不久的meta,也表示risc-v架构是他们未来芯片开发计划的核心。从已经发布的论文来看,meta的下一代ai芯片mtia很可能就是基于晶心科技的ax25-v100处理器开发的,该芯片预计将广泛用于meta自己的推荐系统中。
与此同时,对于这些大厂而言,基于risc-v的芯片设计成本更低,可以用于开拓新的产品线,或是对于已有产品线推出替代。高通就表示,对于产品开发而言,risc-v消除了与专有isa以及有限可选核心绑定的问题,避免了新处理器开发时需要投入的巨额授权费用。
risc-v甚至已经发展到了许多国家政府都难以忽视的地步,比如印度甚至推出了risc-v处理器发展计划,成立相关的基金会来推动risc-v处理器的开发。甚至美国看到risc-v在中国市场的发展,居然也希望通过出口管制来加以限制,只可惜他们面对的是一个开放架构,任何限制手段最终都会是无用功。
小结
对于半导体市场而言,2024年或许不会是需求井喷的好年,但很有可能成为设计大年,更多的半导体公司会将重心转向研发与设计上,而此时为了追求降本增效的一大解决方案恰恰就是risc-v。

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