华为海思自研RISC-V内核,推出全新AI技术框架MCU RISC-V市场深度分析及发展策略报告

来源:互联网· 2023-12-30 13:24:33

据中证报报道,近日上海海思披露了聚焦行业专用(Application Specific)和嵌入式AI技术(Artificial Intelligence)的A2MCU。

海思表示,A2 是针对家电、能源、工业、汽车等领域推出的全新解决方案,它不仅涵盖了基于RISC-V的系列化MCU,还包含了高性能兼容ARM指令集的MPU,以及与之紧密配合并优化的操作系统。

中证报指出,在国家助推下,芯片自主创新研发已是大势所趋。而RISC-V开源架构已得到行业的积极实践与探索,正在成为全球芯片创新的大趋势,基于这项灵活开放的开源芯片技术,国产芯片产业可以有机会和欧美芯片公司在同一条起跑线上竞争,实现我国芯片产业的变道超车,业内表示RISC-V是中国处理器产业实现自主可控的重要机遇,相关布局公司有望受关注。

公司方面,据上证报表示,A股相关概念股主要有飞利信 、东软载波等。2023是RISC-V高性能大算力发展的元年,目前已经有众多企业加入其中。目前,国内外已经有非常多的RISC-V核心RTL代码,很多是开源的。

比如,Rocket Core、Boom Core、LowRISC SoC等均提供源代码。如果用于商用,国内外也有许多商业公司提供稳定的RISC-V IP核心。例如国外的SiFive公司、Microsemi公司、国内的阿里平头哥、芯来科技等。

RISC-V行业发展现状

RISC-V是一种指令集,并不是一种处理器的实现。指令集是一种标准规范,就相当于是大家的一个约定。遵循同一个标准规范,不同厂商生产的软件和硬件就能在一起工作,就跟螺钉螺母的尺寸规范一样。

有了指令集标准规范,最重要的就是芯片设计。根据指令集来去完成微架构的设计,形成文档,然后通过工程开发形成源代码,之后再用EDA软件形成芯片版图,交给台积电或中芯国际这些代工厂去流片。

在这个过程中,微架构的设计和实现非常重要,是芯片设计的核心能力。当我们具备微架构设计和实现能力后,将不再受限于指令集。

从国家分布情况来看,中美欧并驾齐驱。我们国内企业的参与度非常高,在RISC-V国际基金会高级会员中,有14个国内企业是高级会员;在全球24个理事中,其中有9个成员是来自中国;还有一些技术发展伙伴,中国的机构和企业也在积极参与。

RISC-V的发展史

诞生期(1980s):第一代处理器 RISC-I是1980年在伯克利 Dave Patterson 教授主导Berkeley RISC项目中设计而成,就是今天RISC架构的基础。

随后,Dave Patterson 教授又在1983年发布RISC-II原型架构,再1984年发布RISCI-III架构,在1988年发布RISC-IV架构。RISC的设计理念催生一系列新架构如MIPS、服务器的王者BM PowerPC以及现在统治嵌入式市场的ARM。

开拓期(2010):RISC-V指令项目在2010年始于加州大学伯克利分校,并宣布彻底开源ISA。由于Intel的X86架构指令集存在专利问题,ARM架构指令集的授权又十分昂贵。

创始人Krste Asanovic 教授团队决定从零开始设计一套全新的指令集,RISC-V 就此诞生!这里的“ V 包含两层意思:一是,这是伯克利从RISC-I 开始设计的第五代指令集架构;二是,它代表了变化 ( variation)和向量 (vectors) 。

快速发展期(2015):2015年,获巨头产业联盟支持RISC-V 基金会成立,旨在聚合全球创新力量共同构建开放、合作的软硬件社区,打造RISC-V生态系统,推动RISC-V指令集被更大范围的采用,以及未来指令集体系结构的进一步演进,产业生态正进入快速发展期。目前基金会有超过327 名成员,包括机构、学术和个人会员。

纵观当前全球芯片市场,x86与ARM指令集架构各自称霸一方,其中x86在通用处理器市场雄霸多年,在PC及服务器市场一家独大;ARM则随着移动互联网的大潮而崛起,成为当下移动端最主流的处理器架构。

而RISC-V凭借开源、精简、模块化的优势备受企业追捧,正在成为构建计算生态的一种新选择,尤其是在中国,RISC-V被专家认为有利于我国在芯片领域突破西方限制,实现自主可控和领跑。

RISC-V爆发于物联网,未来可期。众所周知,RISC-V架构具有开放、灵活、模块化的特点,特别适合AIoT碎片化、差异化的市场需求。

当前芯片计算架构呈现出“x86、ARM、RISC-V三分天下”的格局,其中基于x86和ARM架构的占据了95%以上的份额,行业厂商大多只能在这二者之间选择,但因ARM授权费用昂贵,传统x86授权又过于复杂,因此基于指令精简、模块化、低成本、可扩展性、易实现性等优势,RISC-V正在成为搭建计算生态的一种新选择。

在智慧座舱领域,RISC-V在智慧座舱领域是一个后来者。智慧座舱用高通的64位处理器,它的生态已经非常的健全。因为建智慧座舱需要一个非常健全的生态,这个是RISC-V目前在座舱上的一些劣势。

但是RISC-V在座舱方面主要是扩展支持虚拟化,也为未来成为座舱应用的后起之秀奠定了一定的基础。同时,现在已经可以支持使用Java语言的系统,Google也已经宣布安卓会支持整个RISC-V。

自动驾驶应该说是RISC-V比较好的一个应用场景。比如说,它可以支持高性能的处理,为自动驾驶提供更强的通用计算能力。RISC-V支持自定义的指令集扩展,可以加速特定的应用。此外,相对于竞品来讲安全隔离会更好,虚拟分区也是RISC-V的一个主要优势。

后摩尔时代,芯片制造工艺遭遇瓶颈,在产业从技术到商业不断循环的“Tick-Tock”式迭代规律下,RISC-V开源指令集横空出世,开辟了芯片商业模式更迭的崭新篇章。

如今,万物互联已成必然,计算场景复杂多变,RISC-V设计的初衷便是覆盖各种计算场景,这与时代需求完美契合。无论从商业还是技术角度, RISC-V进入高性能应用场景已成必然。

随着物联网时代的来临,RISC-V作为新兴架构,拥有在IoT等新兴领域深耕的客观条件。以其精简的体量,或许在未来的IoT领域中能取得绝对的优势。

随着人工智能、5G、边缘计算、区块链等技术的发展和成熟,将对传统计算需求形成巨大挑战,并创造出新的计算技术需求,国内CPU企业如能在此期间不断拓展产品谱系,将大有可为。

RISC-V被认为适合应用在IoT市场。因为IoT市场的情况更为灵活,是一个“碎片化”的市场,客户需求相对多样化,目前尚无任一架构统一市场,而RISC-V具有低功耗、低成本、灵活可扩展及安全可靠的特性。虽然RICS-V本身是开源免费的,但是用户对RICS-V的架构进行使用和修改后可以进行销售。

目前,业界普遍对RISC-V迈向高性能应用场景充满了期待,在AI、PC、数据中心、智能座舱、智能手机等场景,相信在未来几年内均会有量产的RISC-V芯片问世,RISC-V实现“三分天下有其一”的目标指日可待。

RISC-V行业研究报告旨在从国家经济和产业发展的战略入手,分析RISC-V未来的政策走向和监管体制的发展趋势,挖掘RISC-V行业的市场潜力,基于重点细分市场领域的深度研究,提供对产业规模、产业结构、区域结构、市场竞争、产业盈利水平等多个角度市场变化的生动描绘,清晰发展方向。


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