服務(wù)器CPU芯片，有了新選擇

作者：豐寧

提到服務(wù)器CPU芯片，X86和ARM架構(gòu)是大眾認(rèn)知中的“?？汀薄６罱?，隨著一系列熱點(diǎn)事件的發(fā)布，基于 RISC-V 架構(gòu)的服務(wù)器 CPU 迅速 “破圈”，闖入大眾視野。

?01RISC-V服務(wù)器CPU，紛紛亮相

RISC-V架構(gòu)有著開源、指令精簡和可擴(kuò)展的優(yōu)勢，在注重能效比的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域收獲頗豐。不過，這并不意味著RISC-V無法進(jìn)軍有更高性能要求的PC和服務(wù)器市場。如今，已有多家公司的RISC-V架構(gòu)服務(wù)器CPU芯片亮相。

玄鐵C930

阿里巴巴達(dá)摩院旗下品牌玄鐵，一直是RISC-V市場打頭陣的種子選手。

回顧玄鐵RISC-V CPU IP的發(fā)展歷程：2018年，玄鐵首款RISC-V架構(gòu)處理器IP?玄鐵E902發(fā)布；2019年，發(fā)布了主頻可高達(dá)2.5GHz的玄鐵C910處理器，刷新了當(dāng)時RISC-V處理器的性能紀(jì)錄；2023年11月，玄鐵推出高性能RISC-V處理器C910的迭代產(chǎn)品C920，主頻提升到3GHz。

據(jù)悉，基于玄鐵C920處理器的AI PC概念機(jī)已經(jīng)跑通Llama、Qwen、DeepSeek等開源模型，打通從開源硬件架構(gòu)到開源操作系統(tǒng)、再到開源AI模型的開源AI全鏈路。

這一次，它帶著更高規(guī)格的RISC-V產(chǎn)品來了。

2月28日，玄鐵宣布其基于開源RISC-V架構(gòu)首款服務(wù)器級中央處理器（CPU）IP核——玄鐵C930，于今年3月開始交付。

“C930通用算力性能達(dá)到SPECint2006基準(zhǔn)測試15/GHz，越過了不影響用戶體驗的服務(wù)器級CPU的分水嶺。接下來，更高性能的玄鐵處理器也會更快到來。”達(dá)摩院技術(shù)專家表示，“就像x86和Arm架構(gòu)都有其殺手級應(yīng)用，高性能+AI有可能成為RISC-V的殺手級應(yīng)用，這是RISC-V差異化的優(yōu)勢。”

玄鐵C930的高性能和AI加速能力使其適用于多種復(fù)雜場景。它不僅可用于傳統(tǒng)的服務(wù)器級高性能計算，還能在自動駕駛、AI加速、大數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

睿思芯科全自研高性能RISC-V服務(wù)器芯片落地

3月31日，深圳RISC-V領(lǐng)先企業(yè)睿思芯科推出新一代高性能RISC-V服務(wù)器芯片“靈羽處理器”。該芯片采用32核CPU + 8核LPU的“一芯雙核”設(shè)計，在單核性能和多核并行性能上均實現(xiàn)大幅提升，計算性能比肩Intel、AMD等國際主流型號服務(wù)器芯片的性能。

據(jù)睿思芯科分享，這是中國首款全自研高性能RISC-V服務(wù)器芯片，在算力、能效和接口配置等方面均達(dá)到國際主流水平，可滿足高性能計算、全閃存儲、DeepSeek等開源大語言模型的應(yīng)用場景。

突然間，基于RISC-V架構(gòu)的服務(wù)器CPU成為關(guān)注的焦點(diǎn)，那么該架構(gòu)下的服務(wù)器?CPU?具備哪些特點(diǎn)，又能帶來哪些實際優(yōu)勢？

?02RISC-V：難，但空間巨大

在服務(wù)器CPU領(lǐng)域，相較于X86和ARM架構(gòu)，可以將RISC-V比喻為一個“毛頭小子”，相較于前面兩位前輩，它簡單、干凈、在特定應(yīng)用中更高效，但在應(yīng)用經(jīng)驗方面還差的比較遠(yuǎn)。

那么，為什么要發(fā)展RISC-V架構(gòu)的服務(wù)器CPU？這是個值得關(guān)注的議題。

在服務(wù)器?CPU?領(lǐng)域，x86?架構(gòu)占據(jù)主流地位。憑借成本控制和完善的軟硬件生態(tài)等特點(diǎn)，x86?架構(gòu)優(yōu)勢顯著，短期內(nèi)難以被其他架構(gòu)撼動。但技術(shù)發(fā)展向來各有所長，x86?架構(gòu)的短板，恰恰成為其他架構(gòu)突圍的方向。

ARM架構(gòu)是?x86?架構(gòu)最有力的挑戰(zhàn)者。ARM架構(gòu)的服務(wù)器支持多樣化和快速變化的工作負(fù)載，并且更具可擴(kuò)展性和成本效益；其次，對于不同的利基型市場能夠提供更高的定制化，生態(tài)系統(tǒng)也更靈活；另外，ARM架構(gòu)服務(wù)器體積相對較小，符合現(xiàn)今微型數(shù)據(jù)中心的需求。

RISC-V架構(gòu)指令集精簡，沒有歷史的包袱；模塊化；可定制，在一定程度上，可以說ARM架構(gòu)的這些特點(diǎn)RISC-V也均具備。RISC-V最大的缺點(diǎn)便是生態(tài)的欠缺。要知道ARM架構(gòu)用了十年時間把服務(wù)器軟件生態(tài)一步步做起來，更何況X86架構(gòu)已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的沉淀，因此RISC-V想要短時間內(nèi)就取得突破實則不易。

盡管RISC-V還有著諸多欠缺，但是未來迎接它的市場空間是喜人的，并且未來的市場，是需要它的。

為什么說未來的服務(wù)器CPU市場，是需要RISC-V的？

從市場角度來看，筆者總結(jié)主要有四點(diǎn)：

第一點(diǎn)，它是開源的，這意味著它自主可控。

第二點(diǎn)，它是可定制化的，如此便十分契合專用服務(wù)器的定制化需求。

第三點(diǎn)，它的成本更低，目前RISC-V IP核的授權(quán)費(fèi)和版稅只有ARM的1/3-1/4。如果采用RISC-V方案，能很大程度降低芯片、服務(wù)器廠商的成本。

第四點(diǎn)，RISC-V存在一些獨(dú)特的性能優(yōu)勢，比如其有能力在單位面積上提供更高性能和核數(shù)，這使其在有著高效能需求的AI等應(yīng)用中更加高效。

RISC-V市場規(guī)模正在逐年增長。中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所副所長包云崗?fù)嘎叮?b>到2030年，全球RISC-V芯片市場規(guī)模將達(dá)到927億美元（約合6752.08億元人民幣），年均復(fù)合增長率為47.4%。

RISC-V基金會首席執(zhí)行官Calista Redmond于去年底表示，目前有超過20億個SoC正在使用RISC-V架構(gòu)內(nèi)核，到2031年，采用RISC-V內(nèi)核的SoC數(shù)量將激增至200億個。

?03RISC-V服務(wù)器CPU，大波公司入局

目前RISC-V領(lǐng)域的公司主要分為兩種，第一種是利用RISC-V架構(gòu)銷售IP核；第二種是通過RISC-V架構(gòu)設(shè)計出芯片產(chǎn)品，并流片、量產(chǎn)和銷售，或者使用其他RISC-V IP核量產(chǎn)芯片或終端產(chǎn)品。

典型案例包括算能科技的RISC-V架構(gòu)服務(wù)器芯片，便是采用了玄鐵的RISC-V內(nèi)核。

2023年3月，算能科技發(fā)布了基于RISC-V架構(gòu)的服務(wù)器芯片——SOPHON SG2042。這款芯片基于平頭哥高性能玄鐵RISC-V內(nèi)核，主頻高達(dá)2GHz，支持亂序執(zhí)行，擁有64個核心和64MB共享三級緩存。

據(jù)悉，算能在2023年已開始出貨。

不止上述幾家公司，其實業(yè)內(nèi)對于RISC-V服務(wù)器CPU的探索已有時日。

早在2022年12月，Ventana公司就曾發(fā)布了全球首款基于RISC-V架構(gòu)的服務(wù)器CPU——Veyron V1。

該芯片采用5nm制程工藝，基于Ventana自研的高性能RISC-V內(nèi)核，8流水線設(shè)計，支持亂序執(zhí)行，主頻超過3GHz，每個集群最多16個內(nèi)核，多集群最多可擴(kuò)展至192核，擁有48MB共享三級緩存，擁有高級側(cè)信道攻擊緩解措施、IOMMU和高級中斷架構(gòu)（AIA）、支持全面的RAS功能、自上而下的軟件性能調(diào)整方法，可以滿足數(shù)據(jù)中心的各種需求。號稱性能可超越AMD EPYC 7763。

而在2023 RISC-V峰會上，Ventana又發(fā)布了其第二代服務(wù)器CPU——Veyron V2，在指令擴(kuò)展、內(nèi)核設(shè)計、互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、制程工藝等眾多方面進(jìn)行了全面升級。官方宣稱其性能超越了AMD的高端服務(wù)器芯片Epyc 9754。

不過，目前還未檢索到其產(chǎn)品商用情況。

進(jìn)迭時空成立于2021年，是由一批國內(nèi)知名RISC-V?芯片專家共同發(fā)起并創(chuàng)建的創(chuàng)新型芯片公司，專注于研發(fā)RISC-V高性能CPU并提供軟硬一體優(yōu)化的計算解決方案。

今年初，進(jìn)迭時空宣布，其服務(wù)器CPU芯片SpacemiTVitalStoneV100研發(fā)取得突破性進(jìn)展，提供完整RISC-V?CPU芯片軟硬件平臺，全面支持服務(wù)器規(guī)格。

藍(lán)芯算力自2023年成立以來，業(yè)務(wù)方向便專注于RISC-V指令集的高性能服務(wù)器CPU研發(fā)，公司研發(fā)團(tuán)隊具備自研高端內(nèi)核的能力，目前已經(jīng)取得了多核SOC CPU子系統(tǒng)在硬件仿真器上運(yùn)行程序等重要的階段性進(jìn)展。

超睿科技成立于2021年，專注于基于RISC-V架構(gòu)的高性能CPU開發(fā)，該公司的核心業(yè)務(wù)包括高性能處理器核IP、高性能CPU以及相關(guān)SoC芯片的設(shè)計開發(fā)以及銷售。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、云計算等信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

微核芯科技成立于2020年專注于服務(wù)器高端芯片，并已具備高性能?RISC-V CPU?的完整研發(fā)能力，包括高性能?CPU?核、NoC?多核互連及?SoC?架構(gòu)的自研，實現(xiàn)了?CPU?控制流與?AI?數(shù)據(jù)流的高效協(xié)同。

希姆計算也是國內(nèi)最早基于RISC-V做數(shù)據(jù)中心芯片設(shè)計的企業(yè)，成立于2019年4月，公司主要專注于研發(fā)以RISC-V指令集架構(gòu)為基礎(chǔ)的AI芯片DSP處理器，同時疊加大算力NPU，主攻數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器等場景的云端大卡。

?04RISC-V服務(wù)器CPU，何時上量？

目前，RISC-V?服務(wù)器?CPU?的應(yīng)用情況引發(fā)了諸多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注與疑問。

阿里云無影事業(yè)部總裁張獻(xiàn)濤表示“我覺得經(jīng)過5-8年的發(fā)展，未來在服務(wù)器里面的大規(guī)模應(yīng)用應(yīng)該是不成問題的。很多公司對它的期待很高，一定會加速進(jìn)程往前發(fā)展的。RISC-V架構(gòu)從低功耗IoT終端大規(guī)模應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心，大概5-8年內(nèi)就能實現(xiàn)?！?/p>

微核芯CEO郇丹丹表示高性能計算場景才是打開RISC-V市場空間的關(guān)鍵。“過去RISC-V大多都是面向AIoT領(lǐng)域，低成本低性能領(lǐng)域已經(jīng)是紅海市場，作為新興指令集的RISC-V產(chǎn)業(yè)要想發(fā)展壯大，只有伴隨著數(shù)據(jù)中心在高性能領(lǐng)域（服務(wù)器、AI計算）的新興應(yīng)用成長才是打開市場空間的關(guān)鍵?！?/p>

在2025年2月28日?“玄鐵?RISC-V?生態(tài)大會”?上，倪光南院士也指出，玄鐵?C930?的交付不是終點(diǎn)，而是?RISC-V?征戰(zhàn)高性能計算疆場的起點(diǎn)。

在此背景下，誰將直接面臨RISC-V服務(wù)器CPU的挑戰(zhàn)？筆者認(rèn)為，ARM?架構(gòu)或首當(dāng)其沖。

ARM?架構(gòu)采用授權(quán)模式，企業(yè)需要向?ARM?公司支付授權(quán)費(fèi)用。在服務(wù)器?CPU?市場競爭日益激烈的情況下，這種模式可能導(dǎo)致產(chǎn)品成本上升，尤其是在面對?RISC - V?架構(gòu)的低成本競爭時，ARM?架構(gòu)在價格敏感型市場可能處于劣勢。此外，ARM?架構(gòu)的指令集相對固定，雖然在生態(tài)上有一定優(yōu)勢，但在靈活性和定制化方面不如?RISC - V?架構(gòu)。

這也意味著，未來幾年，服務(wù)器CPU市場或許會迎來較大的變革。那么，關(guān)于RISC-V架構(gòu)的服務(wù)器CPU未來的發(fā)展前景，身為讀者的你怎么看？