作者:豐寧
提到服務器CPU芯片,X86和ARM架構是大眾認知中的“常客”。而最近,隨著一系列熱點事件的發(fā)布,基于 RISC-V 架構的服務器 CPU 迅速 “破圈”,闖入大眾視野。
?01RISC-V服務器CPU,紛紛亮相
RISC-V架構有著開源、指令精簡和可擴展的優(yōu)勢,在注重能效比的物聯網領域收獲頗豐。不過,這并不意味著RISC-V無法進軍有更高性能要求的PC和服務器市場。如今,已有多家公司的RISC-V架構服務器CPU芯片亮相。
玄鐵C930
阿里巴巴達摩院旗下品牌玄鐵,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架構處理器IP?玄鐵E902發(fā)布;2019年,發(fā)布了主頻可高達2.5GHz的玄鐵C910處理器,刷新了當時RISC-V處理器的性能紀錄;2023年11月,玄鐵推出高性能RISC-V處理器C910的迭代產品C920,主頻提升到3GHz。
據悉,基于玄鐵C920處理器的AI PC概念機已經跑通Llama、Qwen、DeepSeek等開源模型,打通從開源硬件架構到開源操作系統、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產品來了。
2月28日,玄鐵宣布其基于開源RISC-V架構首款服務器級中央處理器(CPU)IP核——玄鐵C930,于今年3月開始交付。
“C930通用算力性能達到SPECint2006基準測試15/GHz,越過了不影響用戶體驗的服務器級CPU的分水嶺。接下來,更高性能的玄鐵處理器也會更快到來?!边_摩院技術專家表示,“就像x86和Arm架構都有其殺手級應用,高性能+AI有可能成為RISC-V的殺手級應用,這是RISC-V差異化的優(yōu)勢?!?/p>
玄鐵C930的高性能和AI加速能力使其適用于多種復雜場景。它不僅可用于傳統的服務器級高性能計算,還能在自動駕駛、AI加速、大數據處理等領域發(fā)揮重要作用。
睿思芯科全自研高性能RISC-V服務器芯片落地
3月31日,深圳RISC-V領先企業(yè)睿思芯科推出新一代高性能RISC-V服務器芯片“靈羽處理器”。該芯片采用32核CPU + 8核LPU的“一芯雙核”設計,在單核性能和多核并行性能上均實現大幅提升,計算性能比肩Intel、AMD等國際主流型號服務器芯片的性能。
據睿思芯科分享,這是中國首款全自研高性能RISC-V服務器芯片,在算力、能效和接口配置等方面均達到國際主流水平,可滿足高性能計算、全閃存儲、DeepSeek等開源大語言模型的應用場景。
突然間,基于RISC-V架構的服務器CPU成為關注的焦點,那么該架構下的服務器?CPU?具備哪些特點,又能帶來哪些實際優(yōu)勢?
?02RISC-V:難,但空間巨大
在服務器CPU領域,相較于X86和ARM架構,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、在特定應用中更高效,但在應用經驗方面還差的比較遠。
那么,為什么要發(fā)展RISC-V架構的服務器CPU?這是個值得關注的議題。
在服務器?CPU?領域,x86?架構占據主流地位。憑借成本控制和完善的軟硬件生態(tài)等特點,x86?架構優(yōu)勢顯著,短期內難以被其他架構撼動。但技術發(fā)展向來各有所長,x86?架構的短板,恰恰成為其他架構突圍的方向。
ARM架構是?x86?架構最有力的挑戰(zhàn)者。ARM架構的服務器支持多樣化和快速變化的工作負載,并且更具可擴展性和成本效益;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)系統也更靈活;另外,ARM架構服務器體積相對較小,符合現今微型數據中心的需求。
RISC-V架構指令集精簡,沒有歷史的包袱;模塊化;可定制,在一定程度上,可以說ARM架構的這些特點RISC-V也均具備。RISC-V最大的缺點便是生態(tài)的欠缺。要知道ARM架構用了十年時間把服務器軟件生態(tài)一步步做起來,更何況X86架構已經經歷了數十年的沉淀,因此RISC-V想要短時間內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器CPU市場,是需要RISC-V的?
從市場角度來看,筆者總結主要有四點:
第一點,它是開源的,這意味著它自主可控。
第二點,它是可定制化的,如此便十分契合專用服務器的定制化需求。
第三點,它的成本更低,目前RISC-V IP核的授權費和版稅只有ARM的1/3-1/4。如果采用RISC-V方案,能很大程度降低芯片、服務器廠商的成本。
第四點,RISC-V存在一些獨特的性能優(yōu)勢,比如其有能力在單位面積上提供更高性能和核數,這使其在有著高效能需求的AI等應用中更加高效。
RISC-V市場規(guī)模正在逐年增長。中國科學院計算技術研究所副所長包云崗透露,到2030年,全球RISC-V芯片市場規(guī)模將達到927億美元(約合6752.08億元人民幣),年均復合增長率為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架構內核,到2031年,采用RISC-V內核的SoC數量將激增至200億個。
?03RISC-V服務器CPU,大波公司入局
目前RISC-V領域的公司主要分為兩種,第一種是利用RISC-V架構銷售IP核;第二種是通過RISC-V架構設計出芯片產品,并流片、量產和銷售,或者使用其他RISC-V IP核量產芯片或終端產品。
典型案例包括算能科技的RISC-V架構服務器芯片,便是采用了玄鐵的RISC-V內核。
2023年3月,算能科技發(fā)布了基于RISC-V架構的服務器芯片——SOPHON SG2042。這款芯片基于平頭哥高性能玄鐵RISC-V內核,主頻高達2GHz,支持亂序執(zhí)行,擁有64個核心和64MB共享三級緩存。
據悉,算能在2023年已開始出貨。
不止上述幾家公司,其實業(yè)內對于RISC-V服務器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架構的服務器CPU——Veyron V1。
該芯片采用5nm制程工藝,基于Ventana自研的高性能RISC-V內核,8流水線設計,支持亂序執(zhí)行,主頻超過3GHz,每個集群最多16個內核,多集群最多可擴展至192核,擁有48MB共享三級緩存,擁有高級側信道攻擊緩解措施、IOMMU和高級中斷架構(AIA)、支持全面的RAS功能、自上而下的軟件性能調整方法,可以滿足數據中心的各種需求。號稱性能可超越AMD EPYC 7763。
而在2023 RISC-V峰會上,Ventana又發(fā)布了其第二代服務器CPU——Veyron V2,在指令擴展、內核設計、互聯標準、制程工藝等眾多方面進行了全面升級。官方宣稱其性能超越了AMD的高端服務器芯片Epyc 9754。
不過,目前還未檢索到其產品商用情況。
進迭時空成立于2021年,是由一批國內知名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,進迭時空宣布,其服務器CPU芯片SpacemiTVitalStoneV100研發(fā)取得突破性進展,提供完整RISC-V?CPU芯片軟硬件平臺,全面支持服務器規(guī)格。
藍芯算力自2023年成立以來,業(yè)務方向便專注于RISC-V指令集的高性能服務器CPU研發(fā),公司研發(fā)團隊具備自研高端內核的能力,目前已經取得了多核SOC CPU子系統在硬件仿真器上運行程序等重要的階段性進展。
超睿科技成立于2021年,專注于基于RISC-V架構的高性能CPU開發(fā),該公司的核心業(yè)務包括高性能處理器核IP、高性能CPU以及相關SoC芯片的設計開發(fā)以及銷售。公司產品廣泛應用于邊緣計算、物聯網、工業(yè)控制、云計算等信息技術應用創(chuàng)新產業(yè)領域。
微核芯科技成立于2020年專注于服務器高端芯片,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?架構的自研,實現了?CPU?控制流與?AI?數據流的高效協同。
希姆計算也是國內最早基于RISC-V做數據中心芯片設計的企業(yè),成立于2019年4月,公司主要專注于研發(fā)以RISC-V指令集架構為基礎的AI芯片DSP處理器,同時疊加大算力NPU,主攻數據中心、服務器等場景的云端大卡。
?04RISC-V服務器CPU,何時上量?
目前,RISC-V?服務器?CPU?的應用情況引發(fā)了諸多業(yè)內人士的關注與疑問。
阿里云無影事業(yè)部總裁張獻濤表示“我覺得經過5-8年的發(fā)展,未來在服務器里面的大規(guī)模應用應該是不成問題的。很多公司對它的期待很高,一定會加速進程往前發(fā)展的。RISC-V架構從低功耗IoT終端大規(guī)模應用到數據中心,大概5-8年內就能實現?!?/p>
微核芯CEO郇丹丹表示高性能計算場景才是打開RISC-V市場空間的關鍵。“過去RISC-V大多都是面向AIoT領域,低成本低性能領域已經是紅海市場,作為新興指令集的RISC-V產業(yè)要想發(fā)展壯大,只有伴隨著數據中心在高性能領域(服務器、AI計算)的新興應用成長才是打開市場空間的關鍵?!?/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,而是?RISC-V?征戰(zhàn)高性能計算疆場的起點。
在此背景下,誰將直接面臨RISC-V服務器CPU的挑戰(zhàn)?筆者認為,ARM?架構或首當其沖。
ARM?架構采用授權模式,企業(yè)需要向?ARM?公司支付授權費用。在服務器?CPU?市場競爭日益激烈的情況下,這種模式可能導致產品成本上升,尤其是在面對?RISC - V?架構的低成本競爭時,ARM?架構在價格敏感型市場可能處于劣勢。此外,ARM?架構的指令集相對固定,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。
這也意味著,未來幾年,服務器CPU市場或許會迎來較大的變革。那么,關于RISC-V架構的服務器CPU未來的發(fā)展前景,身為讀者的你怎么看?