RISC-V+AI是大方向，國產(chǎn)芯片進(jìn)展如何？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）截至2023年，RISC-V在主流應(yīng)用中占比約30%，在主流市場年增長率超過40%，幾乎用10年時(shí)間完成了Arm架構(gòu)30年的歷程。后續(xù)RISC-V架構(gòu)該怎么走？產(chǎn)業(yè)界幾乎都認(rèn)為，AI是RISC-V芯片后續(xù)發(fā)展的重要方向之一。

此前，AI芯片新創(chuàng)公司Tenstorrent推出了高性能AI芯片Wormhole n150，這款基于RISC-V架構(gòu)的高性能芯片引起了廣泛的關(guān)注，主頻雖然只有1GHz，但運(yùn)行功率高達(dá)160W，可提供262 FP8 TFLOPS算力。另外，Tenstorrent還在板級(jí)融合了兩顆Wormhole n150，打造了Wormhole n300 PCIe加速卡，算力可達(dá)466 FP8 TFLOPS，板載24 GB GDDR6，傳輸速率為576 GB/s。

在發(fā)展方向上，全球?qū)τ赗ISC-V+AI的認(rèn)同是較為一致的，因此近一段時(shí)間以來，國內(nèi)基于RISC-V架構(gòu)的AI芯片也取得了積極的進(jìn)展。在四屆滴水湖中國RISC-V產(chǎn)業(yè)論壇上，今年推介的10款國產(chǎn)RSIC-V芯片里，有多款芯片是和AI相關(guān)的，且都有各自的特色。

雙DIE互聯(lián)的奕斯偉EIC7702X

剛剛提到了Tenstorrent基于兩顆Wormhole n150打造了PCIe加速卡Wormhole n300，奕斯偉EIC7702X則是全球首款搭載64位RISC-V亂序執(zhí)行CPU及自研高性能NPU的雙DIE互聯(lián)AI SoC。

EIC7702X將64位RISC-V多性能CPU與自研NPU結(jié)合，可提供39.9TOPS的AI計(jì)算性能，且支持FP16精度。EIC7702X搭載的GPU可提供高性能3D圖形處理能力，豐富的接口資源包括USB 3.0/2.0、以太網(wǎng)RGMII、PCIE 3.0、I2C、HDMI等。另外，奕斯偉EIC7702X具有高安全性，硬件加密引擎支持TEE、TRNG、RSA4096、ECDSA、AES、DES、HMAC、SM4、CRC32等算法。

北京奕斯偉計(jì)算技術(shù)股份有限公司智能計(jì)算事業(yè)部交付中心長路向峰表示，EIC7702X支持全棧浮點(diǎn)計(jì)算，具有豐富的外圍擴(kuò)展接口，功能非常強(qiáng)大，能夠滿足AI PC和云計(jì)算環(huán)境中復(fù)雜的計(jì)算需求。

全球首款8核64位RISC-V AI CPU

在四屆滴水湖中國RISC-V產(chǎn)業(yè)論壇上，進(jìn)迭時(shí)空獲得推薦的是該公司打造的全球首款8核64位RISC-V AI CPU——SpacemiT K1。

進(jìn)迭時(shí)空SpacemiT Key Stone? K1基于SpacemiTX60?Core智算核打造，這顆智算核是一款雙發(fā)按序的多核多簇RISC-VRVA22處理器核，搭載256bitRISC-VVector1.0向量擴(kuò)展及SpacemiTIME（IntegratedMatrix Extensions）智算擴(kuò)展技術(shù)，專為邊緣泛AI應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。SpacemiTX60?Core有著強(qiáng)大的AI算力與 DSP能力，能夠有效滿足現(xiàn)代邊緣計(jì)算設(shè)備對(duì)性能與功耗的雙重需求，尤其適合對(duì)芯片的AI算力以及多媒體處理算力要求高的場景，適合應(yīng)用在智能機(jī)器人、邊緣智能計(jì)算、智能計(jì)算網(wǎng)關(guān)等場景。

基于SpacemiTX60?Core，SpacemiT Key Stone? K1提供50KDMIPS CPU算力和2.0TOPSAI算力，單核CPU算力領(lǐng)先ARMA55 30%以上；全球首款支持RVA22 Profile、支持256bit RVV1.0標(biāo)準(zhǔn)的RISC-VCPU，提供2倍于Neon的SIMD并行處理算力。

進(jìn)迭時(shí)空（杭州）科技有限公司品牌營銷與公眾關(guān)系總監(jiān)段佳惠表示，SpacemiT Key Stone? K1芯片的應(yīng)用場景包括SBC、NAS、筆記本電腦、智能機(jī)器人、工業(yè)控制、邊緣計(jì)算等。

除了SpacemiTX60?Core智算核，進(jìn)迭時(shí)空還打造了一顆SpacemiTX100?高性能核，是一款4發(fā)射亂序的多核多簇RISC-VRVA23處理器核，面向服務(wù)器等高性能場景進(jìn)行了全面優(yōu)化，有著完整的高性能場景解決方案，適合應(yīng)用在云計(jì)算CPU、云計(jì)算DPU、云端AI推理芯片主控、自動(dòng)駕駛等場景。

RISC-V+AI后續(xù)怎么走？

當(dāng)然，要想實(shí)現(xiàn)RISC-V+AI更好地落地，光有芯片還不夠，生態(tài)也很重要。北京大學(xué)講席教授、RISC-V國際基金會(huì)人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)專委會(huì)主席謝濤表示，RISC-V+AI走“全開放”的道路，全世界一起來建生態(tài)。在基于RISC-V構(gòu)建AI算力方向上會(huì)有兩種主要模式：Integrated 模式（緊耦合）和Attached 模式（松耦合）。其中，Integrated 模式以 CPU主干為骨架，集成在CPU內(nèi)部，共享 PC（program counter）、寄存器堆等流水線單元，只是在執(zhí)行單元部分增加了矩陣或向量單元；Attached 模式外掛在 CPU上的，會(huì)有自己獨(dú)立的流水線、寄存器堆、緩存等，屬于“協(xié)處理器”，它可以接收來自一個(gè)或多個(gè)CPU的指令，異步地執(zhí)行不同CPU提交過來的任務(wù)。

同時(shí)，謝濤指出，RISC-V國際基金會(huì)推標(biāo)準(zhǔn)是自底向上的，我們共同追求目標(biāo)。推標(biāo)準(zhǔn)不是目的、是手段，推成標(biāo)準(zhǔn)之后各大國際開源主流社區(qū)，就自然地支持這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并更新迭代、自己維護(hù)。和英偉達(dá)CUDA生態(tài)不同，RISC-V不是一個(gè)排他的思路。比如，也有一些國際公司很看好Triton生態(tài)，為它壯大生態(tài)，在大煙囪下面做成了小煙囪，包括英偉達(dá)也是積極地支持Triton生態(tài)，大家合力將開源的Triton生態(tài)做大。

達(dá)摩院（上海）科技有限公司研發(fā)總監(jiān)梁中書認(rèn)為，硬件層面AI的算力必然會(huì)走向端用化，目前的支持當(dāng)然還是在“核內(nèi)”，是緊耦合的，RISC-V+相關(guān)AI加速器則是松耦合的。

結(jié)語

目前，國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)在基于RISC-V的AI芯片方面態(tài)度積極，進(jìn)展也非常快。和我們?cè)瓉眍A(yù)想的不同，產(chǎn)業(yè)界對(duì)于用通用RISC-V MCU替代通用ARM MCU的興趣有限，特殊功能的RISC-V MCU取得了一定的成長。后續(xù)，RISC-V+AI將成為產(chǎn)業(yè)新的重點(diǎn)，在產(chǎn)業(yè)成長的過程中，不僅要有芯片，構(gòu)建配套生態(tài)也是非常關(guān)鍵的。