國(guó)產(chǎn)大模型DeepSeek憑借開(kāi)源、低成本的性能優(yōu)勢(shì)，迅速成為全球AI領(lǐng)域的焦點(diǎn)。事實(shí)上近年來(lái)的大模型浪潮的大規(guī)模本地化部署催生了指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的算力需求，催生了行業(yè)對(duì)于高性能、低功耗處理器的需求。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、研究員包云崗提出，開(kāi)源指令集架構(gòu)RISC-V或?qū)⒊蔀槠凭株P(guān)鍵——其靈活的定制能力和低功耗特性，有望為AI推理算力提供高效解決方案，助力中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟自主新賽道。

中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊表示，指令集架構(gòu)的演進(jìn)史始終伴隨著開(kāi)放與封閉的博弈，傳統(tǒng)架構(gòu)在靈活性和成本上的局限日益凸顯，而RISC-V的誕生，不僅是對(duì)技術(shù)壟斷的反抗，更是對(duì)開(kāi)源精神的堅(jiān)定信仰。它如同一把鑰匙，打開(kāi)了芯片設(shè)計(jì)的“黑箱”，讓更多人參與到創(chuàng)新的浪潮中。同時(shí)，RISC-V在AI PC、智能機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等前沿領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了極高的應(yīng)用價(jià)值。

尤其在中國(guó)，繁榮發(fā)展的RISC-V被視為打破傳統(tǒng)芯片架構(gòu)壟斷、實(shí)現(xiàn)自主可控的重要路徑。然而，盡管?chē)?guó)內(nèi)在技術(shù)研發(fā)和生態(tài)建設(shè)上取得初步突破，從技術(shù)潛力到商業(yè)落地，RISC-V仍需跨越工具鏈短板、標(biāo)桿案例缺失和人才缺口“三座大山”，才能真正扛起國(guó)產(chǎn)算力突圍的大旗。

工具鏈短板：從“可用”到“好用”的跨越

RISC-V架構(gòu)自2010年誕生以來(lái)，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。它僅用15年時(shí)間就完成了其他指令集架構(gòu)30年的發(fā)展歷程。2015年首款RISC-V物聯(lián)網(wǎng)芯片落地，2024年美國(guó)英偉達(dá)公司宣布年出貨10億顆RISC-V內(nèi)核。據(jù)全球知名咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Omdia預(yù)測(cè)，到2030年，基于RISC-V的AI處理器出貨量將超過(guò)5億顆，大量RISC-V企業(yè)將從中獲益。

在國(guó)內(nèi)，RISC-V產(chǎn)業(yè)也取得了顯著進(jìn)展?！癛ISC-V正引領(lǐng)芯片設(shè)計(jì)從‘私有封閉’向‘開(kāi)源協(xié)作’的范式革命。”包云崗在日前中科創(chuàng)星舉行的“好望角科學(xué)沙龍”上表示，我國(guó)香山高性能處理器核IP、玄鐵C930服務(wù)器芯片等RISC-V領(lǐng)域的技術(shù)突破，驗(yàn)證了RISC-V在高性能計(jì)算領(lǐng)域的可行性。也因此，開(kāi)源的RISC-V正在快速崛起，成為全球科技產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，其生態(tài)也將開(kāi)辟中國(guó)芯片自主新賽道。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在RISC-V領(lǐng)域的研究也日益深入。東壁科技數(shù)據(jù)發(fā)布的《RISC-V領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)研究報(bào)告》顯示，RISC-V領(lǐng)域研究自2019年起進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，2022年進(jìn)一步升溫，已進(jìn)入穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。

“從整體上看，RISC-V領(lǐng)域的研究已進(jìn)入穩(wěn)定增長(zhǎng)階段。”東壁科技數(shù)據(jù)創(chuàng)始人、深圳大學(xué)特聘教授吳登生在沙龍上發(fā)布了《RISC-V領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)研究報(bào)告》，報(bào)告顯示，RISC-V領(lǐng)域研究自2019年起進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，又在2022年進(jìn)一步升溫。通過(guò)對(duì)RISC-V領(lǐng)域的關(guān)鍵詞及其聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn)，RISC-V領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)涵蓋了多個(gè)方向，如“accelerator（硬件加速器）”在涉及RISC-V領(lǐng)域的研究中最受關(guān)注，“attack（攻擊）”和“security（安全）”這類(lèi)關(guān)鍵詞的高頻出現(xiàn)，也反映出安全在RISC-V生態(tài)建設(shè)中的重要性。而“computation（計(jì)算）”“methodology（方法）”“energy efficiency（能效）”等高頻關(guān)鍵詞則體現(xiàn)了學(xué)術(shù)界對(duì)于計(jì)算優(yōu)化、能效優(yōu)化等RISC-V在落地應(yīng)用中繞不開(kāi)的問(wèn)題。

“RISC-V領(lǐng)域的研究方向涵蓋了硬件設(shè)計(jì)與優(yōu)化、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、安全性與隱私保護(hù)、性能評(píng)估與優(yōu)化、應(yīng)用領(lǐng)域拓展、開(kāi)源與標(biāo)準(zhǔn)化等多個(gè)方面。”吳登生在報(bào)告中提到，東壁科技數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)對(duì)這些方向的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)分析，并發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)主要集中于以下幾個(gè)方面：一是以處理器架構(gòu)優(yōu)化、低功耗設(shè)計(jì)、指令集拓展與優(yōu)化、編譯器與工具鏈優(yōu)化等為代表的優(yōu)化技術(shù)；二是以安全和可靠性設(shè)計(jì)、安全架構(gòu)設(shè)計(jì)、隱私保護(hù)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化與合規(guī)性為代表的安全與合規(guī)方面的研究；三是RISC-V在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算、高性能計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域的拓展方面。

隨著RISC-V的繁榮，美國(guó)、中國(guó)、歐洲正成為該領(lǐng)域的創(chuàng)新三角，日本、英國(guó)和印度等國(guó)家也具備一定的研究基礎(chǔ)。吳登生表示，這個(gè)國(guó)際化特征與RISC-V地緣政治中立的特點(diǎn)有關(guān)。在RISC-V架構(gòu)出現(xiàn)之前，全球芯片主要使用的是兩套封閉的架構(gòu)——由美國(guó)英特爾公司主導(dǎo)的x86架構(gòu)和英國(guó)ARM公司主導(dǎo)的ARM架構(gòu)。直到2010年，加州大學(xué)伯克利分校的計(jì)算機(jī)科學(xué)家們發(fā)動(dòng)了一場(chǎng)“指令集平權(quán)運(yùn)動(dòng)”，創(chuàng)造了完全開(kāi)源、模塊化的RISC-V架構(gòu)。

面對(duì)美國(guó)、歐洲在RISC-V領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，中國(guó)正通過(guò)“開(kāi)源創(chuàng)新+場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)”模式構(gòu)建自主生態(tài)。國(guó)家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心數(shù)據(jù)顯示，2024年國(guó)內(nèi)RISC-V專(zhuān)利申請(qǐng)量同比增長(zhǎng)78%，在指令集擴(kuò)展、安全架構(gòu)等領(lǐng)域形成技術(shù)突破。不過(guò)，國(guó)內(nèi)RISC-V科研實(shí)力強(qiáng)勁，但技術(shù)向商業(yè)轉(zhuǎn)化的路徑仍需打通。

RISC-V破局：應(yīng)用仍需跨越“三座大山”

然而，RISC-V的開(kāi)放性雖降低了技術(shù)門(mén)檻，包云崗認(rèn)為在應(yīng)用中還需要攻克“三座大山”。

首先是配套工具鏈的成熟度不足仍是掣肘。包云崗指出，工具鏈的完善程度直接影響芯片開(kāi)發(fā)效率。當(dāng)前，RISC-V的編譯器、調(diào)試工具等生態(tài)工具仍落后于成熟的x86和ARM架構(gòu)，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)者需投入更多精力解決適配問(wèn)題。此外，東壁科技數(shù)據(jù)發(fā)布的《RISC-V領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)研究報(bào)告》顯示，“硬件加速器”“能效優(yōu)化”等關(guān)鍵詞高頻出現(xiàn)，反映出學(xué)術(shù)界正聚焦工具鏈優(yōu)化，但產(chǎn)業(yè)界亟需將這些研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。

其次是標(biāo)桿案例缺失。盡管RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已有應(yīng)用，但在高性能計(jì)算、AI推理等關(guān)鍵場(chǎng)景中仍缺乏標(biāo)桿案例。包云崗強(qiáng)調(diào)，標(biāo)桿產(chǎn)品的缺失導(dǎo)致企業(yè)觀望情緒濃厚，市場(chǎng)推廣阻力增大。以國(guó)產(chǎn)大模型DeepSeek為例，其本地化部署催生了海量算力需求，但RISC-V芯片尚未大規(guī)模進(jìn)入智算中心等核心場(chǎng)景。東壁科技數(shù)據(jù)報(bào)告指出，美國(guó)、中國(guó)、歐洲已成RISC-V研究的“創(chuàng)新三角”，但美國(guó)以463篇論文領(lǐng)跑，中國(guó)則以301篇緊隨其后，表明國(guó)內(nèi)科研實(shí)力強(qiáng)勁，但技術(shù)向商業(yè)轉(zhuǎn)化的路徑仍需打通。

最后是人才的缺口，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同迫在眉睫。人才短缺是制約RISC-V生態(tài)壯大的另一大難題。包云崗提到，從芯片設(shè)計(jì)、驗(yàn)證到解決方案開(kāi)發(fā)、技術(shù)支持，全鏈條人才均存在缺口，教學(xué)、資料、培訓(xùn)、認(rèn)證等需加強(qiáng)。東壁科技數(shù)據(jù)報(bào)告也進(jìn)一步揭示，RISC-V研究熱點(diǎn)已從基礎(chǔ)架構(gòu)轉(zhuǎn)向安全、優(yōu)化等應(yīng)用層面，但國(guó)內(nèi)高校和企業(yè)的協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制尚未成熟。報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)科學(xué)院以61篇論文位列全球科研機(jī)構(gòu)第四，但產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的銜接仍需加強(qiáng)。為此，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)自2019年啟動(dòng)“一生一芯”計(jì)劃，通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)并流片RISC-V處理器，縮短人才培養(yǎng)周期。

面對(duì)挑戰(zhàn)，中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊表示，RISC-V的開(kāi)放性為更多創(chuàng)新者提供了參與芯片設(shè)計(jì)的可能，而解決“三座大山”需政府、企業(yè)和高校形成合力。如今國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研界正探索破局之道，而開(kāi)源生態(tài)的持續(xù)完善是關(guān)鍵。第一，要加大對(duì)RISC-V工具鏈的研發(fā)投入，鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作，共同完善編譯器、調(diào)試工具、開(kāi)發(fā)環(huán)境等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，積極參與國(guó)際RISC-V工具鏈的開(kāi)源協(xié)作，借鑒和吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，提升國(guó)內(nèi)工具鏈的整體水平。第二，要鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算等重點(diǎn)領(lǐng)域，開(kāi)展基于RISC-V架構(gòu)的創(chuàng)新應(yīng)用項(xiàng)目，打造一批具有示范效應(yīng)和行業(yè)影響力的標(biāo)桿案例。通過(guò)這些案例的展示和推廣，增強(qiáng)市場(chǎng)對(duì)RISC-V架構(gòu)的信心和認(rèn)可，吸引更多用戶(hù)選擇RISC-V芯片，尤其是在高性能計(jì)算領(lǐng)域。第三，要完善RISC-V相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。鼓勵(lì)高校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)與企業(yè)合作，開(kāi)展針對(duì)性的培訓(xùn)和認(rèn)證項(xiàng)目，為RISC-V產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)更多實(shí)用型人才。同時(shí)，積極引進(jìn)國(guó)外優(yōu)秀人才，拓寬人才來(lái)源渠道。

另一方面，跨界協(xié)作平臺(tái)如中科創(chuàng)星主導(dǎo)的“好望角科學(xué)沙龍”正推動(dòng)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界對(duì)話，加速技術(shù)轉(zhuǎn)化。米磊介紹說(shuō)，除了RISC-V ，“好望角科學(xué)沙龍”將持續(xù)聚焦人工智能、光子科學(xué)、量子計(jì)算、可控核聚變、生命科學(xué)、合成生物學(xué)等前沿領(lǐng)域，打造富有活力的產(chǎn)學(xué)研交流平臺(tái)，共同探索知識(shí)邊界，推動(dòng)科技革命浪潮加速演進(jìn)。

RISC-V為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟了一條自主可控的新賽道，但其成功不僅依賴(lài)技術(shù)突破，更需生態(tài)的全面成熟。隨著政策支持力度加大、企業(yè)投入增加，以及校企合作加快人才培養(yǎng)的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)RISC-V生態(tài)有望逐步跨越障礙。未來(lái)，若能攻克上述三大難題，將推動(dòng)RISC-V成為中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)換道超車(chē)的關(guān)鍵引擎，重塑全球算力格局。