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开源芯片架构
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RISC-V架构解析及国产影响梳理
2025-04-15 22:30
纪要涉及的行业或公司 - **行业**:芯片行业 - **公司**:平头哥、西岩股份、新来科技、乐新、中科兰讯、国新科技、英特尔、高通、MTK、展讯、阿里、百富昆星、欧洁科技、金正恩、青年微店、经验半导体、安路科技、星岩电子、九天科技 纪要提到的核心观点和论据 1. **三种主流芯片架构特点对比** - **X86架构**:过去二十几年广泛用于PC、服务器、边缘服务器,集成Windows、Linux系统较多,为闭源架构,市场上除特定两家公司外其他厂家因无指令集和授权无法生产[2] - **ARM架构**:被软银收购,是移动PC、手机、平板、笔记本等小型移动设备的典型代表,如苹果、华为、小米等手机均采用该架构,也是闭源架构,按芯片2%收版税,有大量开发工具链,应用生态成熟,基于安卓生态[2][3][11] - **RISC - V架构**:开源且无授权费,类比生态社区,采用模块化设计,可灵活裁剪指令集,有数十万开发者贡献指令集,在CPU、边缘计算、AI、LTE领域快速成长,软件生态不断进化,市场已出现相关无羁芯片[3][4] 2. **RISC - V架构的优缺点** - **优点**:开源且无授权费;指令集扩展性强,生态支持多,可用于ARM架构不太擅长的领域,如电表、边缘计算;在AIOT中相比ARM节约60% - 70%成本;在边缘推理上功耗降低30% [3][7][8][19] - **缺点**:生态相对不完善,如EDA工具、编译器等;性能极限未达X86和ARM水平,在高性能服务器应用处于早期,最高端产品与ARM A78有代差;目前算力只能做一些推理,无法与A100、H200相比,适用于中低算力场景[6][9][10] 3. **RISC - V架构的应用场景** - 高性能计算服务器、AI推理、消费电子(手表、电表等)、边缘设备、云计算、AI等领域开始应用,目前更多用于后端定制化AC和端测专门推理场景,可实现百亿或几十亿级别推理量化过的争斗模型在上级跑推理[7][9][10] - 未来可渗透到ARM和X86未触及的工业细分场景,如边缘服务器、高讯服务器、推理服务器、汽车电子等[27] 4. **国内RISC - V架构的核心玩家** - 平头哥是倡导者和生态领导者,覆盖玄铁系列,有无限开发平台,提供免费工具和一站式IP到设计工具链服务[12] - 西岩股份专注汽车电子领域,是RISC - V的IP供应商;新来科技、国新科技等也较活跃,还有乐新、中科兰讯等基于该生态进行芯片设计[13] 5. **SIP - seq对算力需求结构的影响及RISC - V的应对** - SIP - seq出现后,原有AI芯片玩家的芯片优化建设会受影响,RISC - V领域需3 - 6个月先兼容生态,后续玩家再吸收技术提升芯片性能,在重庆、显存调度等四个点暂时落后[14][15] 6. **RISC - V生态建设相关要点** - 头部玩家会整合生态指令和IP并免费分享,提供工具链,如阿里的无限平台[24] - 产业会形成分工明确的产业链,头部公司做IP供应商,降低研发成本,但如果做无IP的产品成本可能较高[28][29] - 目前服务器CPU已有成熟IP,AI领域今年开始慢慢渗透[30] 7. **产业推进措施及可能发生的事情** - 国家层面可能推动行业往统一指令集发展,促进专利互相授权 - 推动无线生态在汽车、LT、高性能计算、AI检验等场景落地 - 政府出台指导性项目,倾向采购RISC - V新品方案[37][38] 其他重要但是可能被忽略的内容 1. **芯片制程与RISC - V的关系**:RISC - V目前较多采用成熟制程(8纳米、12纳米),7纳米以下刚开始应用,国内7纳米以下产能有限,未来随着国产发展,先进制程应用会增加[23] 2. **RISC - V指令集修改规则**:部分核心指令集封装不可大改,可对上层指令进行扩展,优化后的内容需共享到社区,以促进产品迭代[34] 3. **RISC - V IP授权收费情况**:纯指令集不收费,基于IP内核设计好的功能模块授权需收费,可能是一次性几十万[40] 4. **不同公司产品适配的操作系统**:如星岩电子基于玄铁IP做处理器适配Windows;金正恩做可穿戴设备芯片适配RTOS;九天科技做工具适配不同level系统,大服务器适配Windows10,中型适配安卓,小型适配Atos [43]