RISC-V十五年，勢不可擋

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2010年5月，加州大學伯克利分校的學生安德魯·沃特曼（Andrew Waterman）給他的教授們發了一封電子郵件。在為一個為期三個月的專案試用了幾個月不同的教學方法後，他得出了一個結論：

他們應該讓瀕臨死亡的微處理器架構DEC Alpha復活。

“我看不出我們能創造出什麼新東西，”沃特曼說。“這跟ISA設計無關——這本身就是一項激發智力、富有創造力且技術性的任務。但要開發編譯器、作業系統，移植一大堆軟體？我認為這是一項耗資數十億美元的工程，遠遠超出了少數學者的理解範圍。”

然而，對於克爾斯特·阿薩諾維奇（Krste Asanović ）教授來說，原則高於偏好：現有的任何ISA都無法滿足他們的需求。“在我看來，別無選擇，”阿薩諾維奇說。“Alpha速度很快，但架構上存在很多問題。我不想要那些包袱。”

Asanović 推測，該團隊在令人望而卻步的商業 ISA 和限制較少但存在缺陷或正在衰落的 ISA 之間徘徊了太久。摩爾定律正在放緩，登納德縮放定律即將終結，這要求專業化、定製化和並行化。為此，他們需要一個全新的開始。

Asanović、Waterman 和研究生同學 Yunsup Lee 在接下來的幾封電子郵件中進行了討論。最終，在 2010 年 5 月 18 日，Waterman 妥協了，接受了新 RISC 的風險。

順便提一下，讓我來談談RISC/risk的雙關語。標題作者們總是能從中得到好處，但很多人卻沒有意識到，他們其實是在故意借用RISC之父戴夫·帕特森（Dave Patterson）的暗示。“我們認為，那些以資助高風險、高回報專案而聞名的政府機構可能會對我們更有利，”他告訴我。

帕特森的賭注得到了回報，他在 1980 年建立了第一個 RISC 架構。2005 年，他在加州大學伯克利分校創立了平行計算實驗室 (Par Lab)，五年後，RISC-V 成為在他的指導下從該大學推出的第五個主要 RISC ISA。

自2010年那個星期二以來的15年裡，RISC-V不僅是地球上第三大ISA，還登上了月球。風險高？或許吧。回報高？絕對高。

尋找利基市場

關於 RISC-V 還有兩個常見的假設：該團隊首先著手構建一個開源架構，並且必須努力擺脫學術界的束縛。

“我們規定它必須易於大學小型團隊構建，必須高效，並且易於擴充套件，”Asanović 說道。“開放的要求源於我們希望透過伯克利軟體分發許可證與朋友們分享我們的成果。我們希望推動學術界的計算機架構社群迴歸真實的 RTL 硬體設計，遠離那些在現實世界中可能有效也可能無效的 C 模型。”

在隨後的幾年裡，RISC-V 純粹是平行計算和處理器設計課程和研究的工具。但讓伯克利以外的學術界注意到它卻比預想的要難。“學術界非常懷疑，”Asanović 說。“對他們來說，這只是另一個需要學習的 RISC ISA。它是個開放標準，這一點他們並不感興趣——他們想教業界正在使用的東西。所以他們繼續埋頭於 x86 的研發。”

大家應該都知道“RISC-V 四大巨頭”——Asanović、Waterman、Lee、Patterson。但一個你可能不太熟悉的名字是獨立計算機架構師、伯克利校友 John Hauser。Asanović 稱他為“披頭士第五人”（the fifth Beatle）。

“Hauser 在 ISA 的塑造中發揮了重要作用，”Asanović 說道。“生態系統欠他 2020 年的虛擬機器管理程式和 2023 年的高階中斷架構 (AIA：advanced interrupt architecture)。但我們可能也欠他一個道歉——因為當他告訴我們 RISC-V 將會風靡一時時，我們根本就沒準備好相信他。”

RISC-V 指令手冊的首個版本於2011 年 5 月釋出。然而，直到在加州大學伯克利分校的幾節課中，團隊對 ISA 設計進行了修改後，才意識到他們在 Par Lab 之外也有使用者。突然間，地球另一端的人們開始質問他們為什麼要改動某些東西。

“我們知道這是一個利基市場，”Asanović 說。“我們只是沒想到我們也會為其他人填補這個市場。很多人專注於技術層面。從技術上講，這比其他 ISA 更好嗎？事後看來，RISC-V 的成功並非源於其技術優勢，而是源於它的開放性。真正的創新在於商業模式。”

“我們沒有施加任何壓力，”沃特曼說。“如果說有什麼影響的話，那就是在2014年專案完成的時候，我們輕輕地推了一下。既然完成了，我們就不再糾纏了。之後，事情才真正開始步入正軌。”

產業的拉動

2014 年hotchips。從左到右，5–Krste Asanović，8–Yunsup Lee，9–Andrew Waterman，12–Dave Patterson

2014 年 8 月 10 日至 12 日在庫比蒂諾舉行的 2014 年 IEEE hotchips 26 研討會令人大開眼界。“我們對來自業界的吸引力感到非常驚訝，”Asanović 說。“我們參加會議時，以為我們需要大力推動這件事。顯然，我們大大低估了人們對開放 ISA 的渴望。” 到 2015 年 1 月該團隊在蒙特雷舉辦首屆 RISC-V 研討會時，平衡已經真正發生了轉變。“我們預計學術界的參與人數會很少，”他說，“但實際上有 40 家不同的公司參加了會議。”

但開放性並非唯一的吸引力。團隊聽到的另一個主要抱怨是商業 ISA 缺乏靈活性。RISC-V 對行業的主要好處是靈活性，而非成本。然而，RISC-V 的開放性不僅降低了成本，還減少了繁瑣的手續。“初創公司告訴我們，簽訂合同需要長達兩年的時間，這讓他們措手不及，”Asanović 說。“有了 RISC-V，他們當天下午就可以用上。我們無需說服任何人這是件好事。”

當年，Asanović 和 Patterson 發表了一篇具有開創性的定位論文，題為《Instruction Sets Should Be Free: The Case For RISC-V》，進一步加劇了這一熱潮。在論文中，他們加倍強調了開放性，將其比作 TCIP/IP、乙太網、C 語言和 Linux 等開放標準。

這篇論文對業界產生了深遠的影響。Rumble Technologies 的 Mike Aaronson 讀了這篇文章後，在三週內將一個基於 FPGA 的攝像頭專案從 MIPS 遷移到了 RISC-V。這成為了首個使用 RISC-V 的商業產品。

在2016年7月舉行的第四屆RISC-V研討會上，NVIDIA宣佈計劃用RISC-V取代其專有的Falcon核心（用於圖形處理單元（GPU）內部的電源管理和安全等任務），以滿足64位需求。這一舉措最終導致僅在2024年，NVIDIA就交付了10億個核心。這在當時或許並未引起太大關注。但這意義重大：一家頂級半導體公司選擇RISC-V來執行關鍵的內部功能。

幾個月後，第五屆 RISC-V 研討會在谷歌位於矽谷的一家工廠舉行。“來自業界的參與人數遠超以往，共有 107 家公司和 30 所大學參與，”英國 Imperas 公司（現已被 Synopsys 收購）RISC-V 工具業務開發執行總監 Larry Lapides 表示。“我在那裡參加的講座和交流讓我確信，RISC-V 絕對已經成熟，值得業界採用。”

如今，Larry 和執行長 Simon Davidmann 意識到了未來的機遇，將 Imperas 定位為 RISC-V 征程中的領軍力量——致力於塑造其商業未來並支援生態系統的發展。Imperas 的商業軟體工具，包括模擬器和驗證套件，已在整個生態系統中得到廣泛採用，加速了其成熟，併為設計驗證建立了最佳實踐。

教育的最終擁抱

隨著 RISC-V 的發展勢頭達到臨界點，學術界終於承認了行業需求，並接受 RISC-V 作為教學架構。

“我們從上到下，將所有課程材料都轉換為 RISC-V，”Asanović 說道。“而且，正如學術界常見的情況一樣，各機構會‘借鑑’頂尖大學的經驗。製作幻燈片很容易，但搭建實驗室需要大量的精力、努力和工程工作。最終，當我們的全套資源開始出現在其他大學專案中時，我們知道我們已經產生了影響。”

RISC-V 逐漸滲透到學術界。包括麻省理工學院、蘇黎世聯邦理工學院和博洛尼亞大學在內的全球眾多機構在其教學和研究專案中採用了 RISC-V，並利用其開源特性開發課程材料和實驗練習。

早在2013年，蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）和博洛尼亞大學（University of Bologna）就聯手啟動了一項名為PULP （Parallel Ultra-Low Power）的全新開源專案，該專案基於OpenRISC。該專案由蘇黎世聯邦理工學院數位電路與系統系主任、博洛尼亞大學教授Luca Benini領導，蘇黎世聯邦理工學院高階科學家兼微電子設計中心主任Frank K. Gürkaynak以及專案負責人Davide Rossi教授共同參與。

Gürkaynak 透露：“PULP 最初的想法並不是設計我們自己的處理器核心。但在與專有核心供應商進行幾次討論後，我們意識到需要開放這些核心的訪問許可權，以便進行實驗並與其他合作伙伴分享我們的改進。”

PULP 團隊一直在努力利用 OpenRISC 實現所需的效能。隨後，Rossi 於 2015 年參加了在蒙特雷舉辦的首屆 RISC-V 研討會和訓練營。“我意識到從 OpenRISC 遷移到 RISC-V 非常有意義，因為它擁有更龐大的社群，”他說道。“到 2015 年底，我們已經將所有核心遷移到了 RISC-V。”

“對於我們這些對研究新架構和新可能性感興趣的人而言，能夠如此自由地開發、試驗和共享處理器實現，為我們打開了許多大門，”Gürkaynak 解釋道。“基於我們廣泛使用且獲得許可的實現，我們能夠更快地在學術界和工業界開展合作。RISC-V 對我們有利，我們也對 RISC-V 有利。”

離開實驗室

隨著 RISC-V 走向全球，是時候將其從 Par Lab 中分離出來了。“大家都知道，研究生專案一旦提交論文就會夭折，”Waterman 說。“我們需要一個更穩定的東西來承載這個標準。”

因此，RISC-V 基金會於 2015 年成立，旨在促進開放性、中立性，防止碎片化，同時將 ISA 確立為法人實體。當然，也是為了確保其在學術界轉向新領域時能夠持續發展。此次轉型中的關鍵人物之一是 Rick O'Connor，他在引導早期治理模式方面發揮了核心作用，並作為基金會的創始執行董事，幫助奠定了有利於行業的架構基礎。Rick 一直積極倡導將 RISC-V 從實驗室轉移到獨立的基金會，他的領導力在彌合學術起源與商業應用之間的差距方面發揮了重要作用，確保基金會能夠隨著人們日益增長的興趣而擴充套件。

“Rick 的想法是，第一年內加入的公司將成為創始會員；與我們一起制定會員章程，並規劃未來的運作方式，”Asanović 解釋道。“我預計會有六家公司註冊，但最終有 42 家創始會員——包括谷歌、NVIDIA、IBM、西部資料、高通和美高森美。突然之間，我們有了 42 個法務部門——有些部門甚至有整整一層樓的法律團隊——來仔細研究細則。”

“基金會的宗旨是團結所有人，但這並非易事，”基金會前董事會秘書、現任紅帽首席技術官辦公室傑出社群架構師 Jeffrey 'Jefro' Osier-Mixon 解釋道。“我們竭盡全力，力求做到儘可能的開放透明。”

他繼續說道，必須有一份會員協議，純粹是出於天意。“協議中也有一些深層的條款保護成員之間的專利。向社群解釋為什麼需要這份協議（以及為什麼需要簽署這份協議）並不總是那麼容易，但這對於確保不同利益相關者之間的信任與合作至關重要。”

與此同時，Asanović、Waterman 和 Lee 開始透過 SiFive 推動 RISC-V 的商業化。他們設想，這家新公司將為客戶提供定製晶片，以滿足特定應用的需求。每個專案都將獨一無二，資金密集，並且重複利用的機會有限——不僅要借鑑 RISC-V，還要借鑑他們在 Par Lab 構想的所有其他創新。

“在他們給我們A輪融資之前，我們連宣傳冊都沒有，甚至連商業模式都沒想好，”阿薩諾維奇說。“當時的感覺就是‘看，你們看起來很聰明，別讓我們失望’。 ” 但這個團隊並沒有成為一家隱形初創公司的特權。每個人都在關注RISC-V團隊的下一步計劃。很快，就有十幾家大公司向他們索要可複用的核心IP模組。

“我們仔細考慮了一下，覺得如果按照他們的想法去做，將有助於 RISC-V 的普及，”Asanović 說。“這或許還能幫助我們在這些公司落地並拓展業務，看看還能參與哪些其他專案。” 在嵌入式領域製造了一些定製核心後，SIFive 轉向了 IP 業務。

不斷發展的生態系統

從2015年到2019年，商業需求開始轉向可量產的IP。雖然ISA的開源特性促進了創新，尤其是在學術界，但功能驗證的負擔——通常耗費75%的開發時間和成本——仍然是進入該領域的重大障礙，尤其是在先進工藝節點：在3nm工藝上進行設計，需要由數千名工程師組成的設計團隊耗費數萬小時，並且僅在功能驗證步驟就花費數億美元。

企業不再重複造輪子，而是開始選擇從新興的商業 IP 供應商處獲得經過驗證的核心授權。對於許多這樣的供應商來說，RISC-V 推動了其商業模式的重大轉型。Codasip 首席技術官 Zdenek Prikryl 表示：“我們從一家純粹的 EDA（電子設計自動化）公司發展成為一家集 IP 和 EDA 專業知識於一體的公司。這一轉變使我們在 RISC-V 處理器的設計和定製方面處於領先地位——提供真正的異構和專用計算能力，並使我們能夠探索和實施社群創新，例如CHERI（硬體增強型 RISC 指令）安全擴充套件。”

晶心科技在近十年自主研發嵌入式IP之後，於2016年RISC-V研討會上正式擁抱RISC-V。“RISC-V與我們在可擴充套件性、定製化和即時計算方面的優勢完美契合，”晶心科技董事長兼聯合創始人Frankwell Lin表示。“RISC-V不僅給我們留下了深刻的印象，更讓我們有機會成為一個充滿活力的全球社群的一部分，在這個社群中，我們共享知識、共同開發標準，並加速行業應用。”

在同一個 RISC-V 研討會上，儲存巨頭兼創始成員西部資料 (WD) 宣佈，正在將其處理器核心遷移至 RISC-V。2019 年，西部資料首席技術官 Martin Fink 宣佈了每年超過 10 億個 RISC-V 核心出貨量的目標——這相當於 IBM 在 2000 年對 Linux 的歷史性 10 億美元投資。這一承諾標誌著迄今為止老牌量產廠商做出的最重大的公開支援，而西部資料也最終兌現了這一承諾。

說到Linux，大約在這個時候，RISC-V和Linux基金會宣佈了一項聯合合作協議，旨在加速開發和應用。卡莉斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）接替裡克·奧康納（Rick O’Connor ）擔任執行長，監督了基金會於2020年向RISC-V國際協會（RVI）的過渡。該協會現總部位於瑞士，旨在追求不受限制的訪問和地緣政治中立。作為此次過渡的一部分，RISC-V國際開始利用Linux基金會作為基礎設施、治理和社群支援的服務提供商。

雷德蒙德的任期開啟了全球戰略增長的新紀元。她率先推出一系列舉措，將RISC-V的影響力拓展到新的地區和行業，同時將該架構定位為全球數字主權的支柱。儘管新冠疫情（COVID-19）導致全球經濟中斷並引發晶片短缺，但這一時期行業參與度依然快速增長，商業生態系統也正在蓬勃發展。

裡克·奧康納 (Rick O'Connor) 於 2023 年退休前一直擔任 OpenHW 集團 (OpenHW Group) 的總裁兼執行長。OpenHW 集團是一家新成立的非營利性全球組織，致力於促進開發者合作，推動 RISC-V 硬體在商業和學術領域的應用。OpenHW 集團目前擁有自己的 RISC-V 核心系列，旨在提供工業級開源硬體，讓社群能夠在此基礎上融入自己的突破性 IP 和獨特創新。

OpenHW 執行長 Flo Wohlrab 指出：“在 RISC-V 之前，CPU IP 被限制性的保密協議 (NDA)、高昂的 NRE 成本和專利費模式所束縛，這使得在晶片層面進行開放式協作幾乎不可想象。如今，得益於 RISC-V 和 OpenHW，我們看到了一個全球生態系統，企業不僅採用開放核心，還積極構建產品並圍繞它們創造全新的市場。”

RISC-V 無國界

尤其在過去五年，RISC-V 在世界舞臺上站穩了腳跟。“RISC-V 現在是一個真正的全球性實體，”Osier-Mixon 說道。“各國正在政府層面積極參與 RISC-V，追求數字主權。15 年前，誰能想到像巴西和印度這樣的國家會將其作為國家計算架構的核心？你以為的只是一隻國鳥或國旗——但實際上它卻是一個計算架構？這真是太了不起了。”

但這些發展並非偶然。雷德蒙德堅持不懈地引導RVI成為開放計算的中立平臺——與各國政府和政策制定者展開對話，並使其架構與戰略技術獨立計劃保持一致。

巴西加強了其在 RISC-V 生態系統中的作用，並於 2024 年 2 月成為 RISC-V International 的高階成員。2025 年 7 月，聖保羅將舉辦第二屆 RISC-V 巴西活動，繼續在戰略上推動拉丁美洲的開放標準創新。

印度對 RISC-V 的參與始於 2014 年，當時由印度理工學院馬德拉斯分校發起並得到電子和資訊科技部 (MeitY) 支援的 Shakti 專案。這項學術努力為該國更廣泛的 RISC-V 宏偉目標奠定了基礎。2022 年，MeitY 啟動了“數字印度 RISC-V”（DIR-V）計劃，旨在推動本土 RISC-V 處理器的開發，以滿足戰略和商業應用的需求。這已成為印度“自力更生印度運動”（Atmanirbhar Bharat Abhiyaan）的重要組成部分。

“即使在很早以前，像印度這樣的國家就已經意識到 RISC-V 對國家安全非常有利。他們不必依賴外國供應商來提供關鍵的計算基礎設施，”Asanović 說。

過去15年，人們對國家支援的網路攻擊的認識也顯著提高。對IT安全的擔憂也愈發強烈。因此，各國都將自身國家安全利益放在首位，並認識到實現這一目標需要構建可信且自主的硬體實現。

“如果它是專有的，並且由不同的國家行為體擁有，那麼信任就不存在了，”阿薩諾維奇說。“你需要一個開放的標準——這樣你就可以重複使用軟體，並在你自己的、值得信賴的硬體上執行它。”

尤其是中國，它已將RISC-V視為邁向架構自主的途徑。2019年，阿里巴巴旗下晶片子公司平頭哥宣佈了其首個RISC-V專案——玄鐵910，這是一款商用多核64位處理器，具有向量擴充套件功能，將RISC-V帶入中國技術主流，併為中國晶片製造商的未來發展奠定了堅實的基礎。一年後，中國科學院軟體研究所（ISCAS）釋出了中國首個基於RISC-V的openEuler Linux發行版。

ISCAS在虛擬化領域也取得了重大進展，為 Kata Containers 和 Cloud Hypervisor 等專案做出了重要貢獻。他們最新的里程碑——一個基於 LLVM 且支援向量的全新 RISC-V 映象，已在 K1 開發板上成功測試，這標誌著 openEuler、中國乃至更廣泛的 RISC-V 社群向前邁出了重要的一步。

垂直對齊（Vertical Alignment）

去年，應用級RVA23 規範的批准標誌著該架構的又一個里程碑。憑藉其內建的關鍵元件——向量、虛擬機器管理程式和密碼學，RVA23 已在將 RISC-V 擴充套件到人工智慧、汽車平臺以及 Android 等豐富的作業系統 (OS) 環境等領域方面發揮著至關重要的作用。

RISC-V International 新任執行長 Andrea Gallo 表示：“配置檔案是跨 RISC-V 實施的應用程式和系統軟體可移植性的基礎。只有擁有一個可供軟體供應商選擇的標準配置檔案，並且多個供應商能夠在其中合作，才能實現大型軟體生態系統。”

隨著基礎差距的縮小，重點正轉向在特定的垂直市場中實現完整的生態系統，每個市場都有不同的需求：軟體框架、工具鏈、即時功能、安全標準以及針對性能、功率和麵積最佳化的核心實現。

“RVA23 對我來說是一個重要的里程碑，因為它意味著我們已經不再質疑‘RISC-V 能做到嗎？’——它確實能，”Asanović 說。“ISA 已經成熟，工具鏈穩定，核心功能強大。”

不過，他表示，該配置檔案是通用的——它並不與任何特定的垂直細分市場繫結。隨著更高效能核心的出現，以及人們對 RISC-V 基礎元件的熟悉程度不斷提升，我們將看到圍繞每個垂直領域出現新的生態系統。

然而，他提醒道，我們不應該急於為每個垂直行業建立配置檔案。“每個垂直行業都需要一個完整的解決方案。例如，我們會精準識別構建成功的汽車 MCU 配置檔案所需的一切，並收集所有必要的元件。最糟糕的情況是，我們只為 100 個市場提供 90% 的解決方案。更好的情況是，為 10 個市場提供 100% 的解決方案。”

“這正是 RISC-V 15 週年誕辰如此重要的轉折點，”Gallo 說道。“未來幾年，RISC-V 生態系統將進入一個新階段，高效能核心和更廣泛的行業信心將推動在航天、汽車、資料中心、嵌入式系統、高效能計算 (HPC) 和安全等領域實現有針對性的生態系統開發。”

人工智慧成為焦點

RISC-V 還能加速工作負載驅動型處理器的設計。晶片設計人員可以根據特定的應用和領域需求定製設計，從而針對從生成式 AI 到自主導航等各種計算密集型 AI 工作負載進行最佳化。

Gallo 表示：“RISC-V 可以將針對機器學習 (ML) 和其他資料密集型任務定製的指令直接整合到處理器中。這有助於開發專用的核內和近核硬體加速器，用於這些工作負載中常見的特定操作，例如矩陣乘法或張量運算。”

Gallo 表示，人工智慧將成為將一切凝聚在一起的粘合劑。“它貫穿各行各業。正因如此，我們才如此重視人工智慧，從軟體到基礎指令集 (ISA)。無論垂直領域，從汽車到超級計算機，我們都希望開發者擁有所需的工具和智慧。”

RISC-V 的目標很簡單：成為所有計算裝置、所有垂直行業的行業標準 ISA。當我問人們他們認為是什麼阻礙了 RISC-V 生態系統的發展時，我得到的答案都是一樣的——軟體。

博洛尼亞大學副教授 Davide Rossi 表示：“RISC-V 在未來 15 年面臨的最大挑戰將是建立一個成熟的軟體生態系統——尤其是針對 HPC。”

“這有點像先有雞還是先有蛋的問題，”Asanović 說。“如果沒有軟體來執行，構建針對某個垂直細分市場最佳化的核心毫無意義，但沒有人會為一個不存在的核心編寫軟體。所以，整個行業需要共同進化。”

“最後倒下的多米諾骨牌很可能是應用伺服器和移動裝置，因為這兩個領域的軟體安裝量實在是巨大，”Waterman 說。“首先，我們將看到 RISC-V 用於這些裝置中更專業的任務——例如網路資料包處理、AI 最佳化的流量路由、電源管理和安全性。”

Waterman 在 2010 年預測軟體將成為 RISC-V 的最大障礙，這一預測至今仍然成立。但與早期不同，這已不再僅僅是少數學者的領域。如今，像 RISC-V 軟體生態系統 (RISE) 專案這樣雄心勃勃的專案正在為商業成功奠定基礎，透過為應用處理器建立具有生產級工具鏈、執行時環境、虛擬化和作業系統級整合的強大且可擴充套件的軟體生態系統。

RISE 由高通、谷歌、英特爾、恩智浦、英偉達、紅帽、三星等公司於 2023 年 5 月創立，透過成員貢獻以及為外部授予的合同提供超過 100 萬美元的資金，RISE 一直致力於推動上游開源軟體專案的發展。

RISE 管理委員會主席 Amber Huffman 表示：“當社群團結起來解決難題時，奇蹟就會發生。我們成立 RISE 正是因為認識到，需要透過協作來為 RISC-V 提供高效能且可商用的軟體。”

與阿薩諾維奇一樣，Huffman認為這是一個“先有雞還是先有蛋”的問題。“要想成功，新的指令集架構及其功能必須由強大的底層軟體支援，”Huffman解釋道。“但這些軟體通常要等到平臺被採用後才會構建。RISE 很榮幸能與 RISC-V International 合作，共同打破這一迴圈。”

為了助力開發者生態系統，RISE 釋出了RISC-V 最佳化指南，並於近期啟動了RISC-V 開發者獎勵計劃，以獎勵在 RISC-V 上移植、測試和釋出開源專案的開發者。這只是 RISE 社群眾多貢獻中的兩項，這些貢獻推動了 RISC-V 開源軟體的發展。

隨著軟體堆疊的全面建立，RISC-V 的時代將真正到來。Codasip 的 Zdenek Prikryl 表示：“未來 15 年，RISC-V 將真正跨越鴻溝，被主流廣泛採用。我設想未來基於 RISC-V 的桌上型電腦和筆記型電腦將與其他架構並駕齊驅，並逐漸成熟，與現有的生態系統並駕齊驅。雖然我們已經看到了朝著這一願景的進展，但我相信，最激動人心的發展仍在前方。”

OpenHW 的 Flo Wohlrab 表示：“15 年後，OpenHW 基金會將成為高質量開源核心的首選之地。晶片製造商也會使用這些核心，就像如今 Linux 在業界被廣泛使用一樣——龐大且充滿活力的生態系統將帶來更多、更快的創新。”

V 代表向量（Vector）

RISC-V 中的“V”也代表著向量，這並非什麼秘密——這反映了 Asanović 長期以來將向量處理作為 ISA 核心功能的願景。“很高興看到大家再次對向量感到興奮，”他說。“我在 1990 年代初期的論文晶片就是用於執行神經網路的向量機。”

這一意圖後來在 RISC-V 向量擴充套件 (RVV) 中得以實現，這是 RISC-V 與其他 ISA 的關鍵區別所在。RVV 提供可擴充套件、靈活的向量功能，涵蓋從邊緣裝置到 HPC 等各種應用。

“我認為，在使用向量和矩陣處理支援高強度數值計算方面，我們領先於其他架構，”Asanović 說道。“看看我們是如何設計向量 ISA 的。我有點偏心，因為我領導了其中的大部分工作，但它比其他 ISA 中的向量擴充套件更具可擴充套件性，而其他 ISA 中的向量擴充套件並沒有獲得太多關注。”

無論是否存在偏見，事實依然不變：RISC-V 的優勢在於其純粹的架構，擺脫了傳統架構的束縛。結合強大的向量和矩陣擴充套件功能，RISC-V CPU 無需加速器即可處理未來高要求的 AI 工作負載。GPU 和 NPU 在 AI 中扮演著重要的角色，但如今，CPU 才是驅動大多數 AI 處理的關鍵。

RISE專案近期成立了一個專注於AI/ML的工作組，將其作為協作空間，以確保廣泛使用的AI軟體（例如PyTorch CPU、Llama.cpp、GGML、LiteRT、OpenBLAS）在RISC-V硬體上保持高效能。在中國，中科院軟體研究所迅速擁抱了RVV，為多媒體框架和ffmpeg、PipeWire和Tesseract等開源專案帶來了關鍵的效能改進。

Waterman 表示：“對人工智慧的日益關注也使 RISC-V 更容易趕上其同代產品。越來越多的軟體以框架的形式出現，這些框架比一整套隨機軟體更具可移植性。”

隨著 RISC-V 效能的提升，將 AI 工作負載從雲端遷移到邊緣的能力也隨之增強。ESWIN Computing 是一家正在探索這些可能性的公司，該公司最近在其基於 RISC-V 的 EIC77 系列開發板上本地運行了DeepSeek LLM。

ESWIN 高階副總裁兼首席技術官何寧博士表示：“RISC-V 使我們能夠在晶片架構層面進行創新。其開放式架構促進了 CPU 與 AI 加速器（例如 NPU 和 TPU）之間的深度協作。該架構支援異構計算的協同設計，有效加速了 AI 在邊緣的部署。此外，它還能夠根據特定需求提供不同的向量寬度，這使我們能夠實現比以往更高水平的定製化。”

“HPC就在我們身邊”

RVV v1.0 的批准代表了 HPC 領域的重大突破——歐洲處理器計劃 ( EPI )、EUPilot和歐洲 RISC-V 數字自主 ( DARE ) 等歐洲專案都充分利用了該擴充套件對超級計算及其他領域的優勢。

Waterman 表示：“鑑於我們並沒有特別希望 ISA 在伯克利之外使用，所以其他人會嘗試用 RISC-V 構建超級計算機的想法仍然讓我感到震驚。” 然而，這些嘗試不僅已經進行，而且其最終的成功也使 HPC 成為該架構中最令人興奮和意想不到的前沿領域之一。

巴塞羅那超級計算中心 ( BSC )首席研究工程師 Teresa Cervero 表示：“如今，RISC-V 具備 HPC 能力已毋庸置疑。尤其是在過去 5 年裡，商用 RISC-V HPC 平臺與更成熟架構之間的效能差距正在呈指數級縮小。”

Cervero 表示，RISC-V 提供了一個重新定義 HPC 未來的獨特機會。“我們必須探索、利用併發掘它相對於其他架構的優勢，而不是重複它們一直在做的事情。未來的超級計算機將更加異構，複雜程度也將更高，而 RISC-V 帶來了以不同方式應對這一挑戰的可能性。”

Cervero 還煞費苦心地指出，我陷入了將 HPC 與超級計算機等同起來的陷阱。事實上，她說，HPC 無處不在——任何能夠快速處理複雜任務或海量資料的系統都符合 HPC 的範疇。而 HPC 的一個主要前沿領域是汽車行業，向軟體定義汽車 (SDV) 的轉變需要靈活、可擴充套件的計算能力。

軟體定義汽車

隨著汽車行業的發展，RISC-V 正在大力融入未來汽車。其開放、模組化和可定製的設計意味著汽車製造商可以快速適應、降低成本並精準構建自身需求，而無需受制於其他廠商的路線圖。該生態系統已提供經 FuSa 認證的編譯器、軟體開發工具和可用於汽車應用的元件，以及豐富的作業系統和虛擬平臺。

或許最重要的是，它使汽車製造商能夠縮短產品上市時間。“汽車行業歷來是一個非常傳統的行業，”Osier-Mixon說道。“汽車製造商對快速變化的定義是每五到十年進行一次創新。”

英飛凌科技公司軟體高階總監Thomas Schneid表示：“隨著電動電子汽車的革命，這種迭代需要每兩到三年進行一次。我們需要大幅降低複雜性——架構、軟體、連線性和網路——並減輕線束的重量。”

我問他，我們如何才能實現這份清單？“虛擬化和標準化將是關鍵，”Schneid繼續說道。“RISC-V 將使英飛凌能夠提供一種可擴充套件且經濟高效的方式來滿足未來汽車微控制器的多樣化計算需求，提供可用於多個處理核心的單一架構，並透過其開放和包容的特性實現可靠性、可擴充套件性和創新性。”

這個細分市場需要基於開放標準硬體和軟體優勢的可靠、安全且可靠的解決方案。Schneid 表示，RISC-V 的魅力在於，我們可以用單一架構實現所有這些。“這是一個從單一實體擁有的專有封閉解決方案向建立在許多關鍵市場參與者之間緊密協作的環境的轉變。”

在未來幾年內建立高效能汽車 RISC-V 參考平臺將減少對專有架構的依賴，並確保長期競爭力。Chips JU 專案TRISTAN和ISOLDE旨在促進歐洲 RISC-V 生態系統的成熟和工業化，以及專門的汽車 RISC-V 路線圖，是關鍵的推動因素——協調利益相關者構建可擴充套件、基於標準的軟體和硬體平臺，以滿足歐洲在下一代移動出行方面的戰略需求。

走向外太空

超級計算機和自動駕駛汽車並非 HPC 的唯一目標。上個月，歐洲航天局 (ESA) 和 Frontgrade Gaisler 公司在哥德堡舉辦了 RISC-V 太空研討會，重點介紹了 RISC-V 在太空應用中的重要作用。來自 ESA、AMD、泰雷茲等公司的演講嘉賓分享了關於 HPC、AI、抗輻射系統和開源硬體的見解，彰顯了該架構在地球之外的蓬勃發展勢頭。

“很早以前，我就預見到太空將成為 RISC-V 最引人注目的長期用例之一，”Asanović 在 2021 年 IEEE 空間計算大會上發表了題為“指令集希望擺脫重力”的演講。“跨越數十年的任務需要一個不會改變或消失的 ISA。有了 RISC-V，如果你的航天器在 50 年後仍在執行，那麼軟體工具不僅會繼續執行，而且還會一直處於活躍的開發階段，並擁有強大的生態系統和社群。這是太空計算所需的基礎，也是我們著手構建的目標。”

Microchip 產品架構與規劃主管 Ted Speers 表示：“從第一天起，Microchip 就將 RISC-V 與太空緊密聯絡在一起。” 如今，這種聯絡已發展成為一個成熟的太空級計算平臺，並與美國宇航局噴氣推進實驗室 (JPL) 簽訂了一份價值 5000 萬美元的高效能太空飛行計算 ( HPSC ) 平臺合同。

PIC64-HPSC SoC 基於多個 SiFive RISC-V 核心構建，將提供抗輻射版本、內建容錯功能、後量子加密以及用於邊緣 AI 的向量加速。其目標是什麼？重新定義在軌及更遠距離的無限可能。Speers 解釋說：“我們正在支援一系列任務，從立方體衛星到月球著陸器，並具備太空系統中前所未有的計算和容錯能力。當你掌控了微架構，你就能做很多事情來確保其安全併為太空應用做好準備。”

PIC64-HPSC 集成了 SiFive 的 RISC-V 核心，預計將用於幾乎所有未來的太空任務，包括月球和火星表面任務。該架構已在軌道上驗證了其效能——2022 年，基於 RISC-V 的 Microchip PolarFire® SoC 飛行計算機在國際空間站（實際上是安裝在外部）的 9 個月的執行中表現完美，標誌著該架構從研究實驗室走向實際部署的重要里程碑。

火星已進入生態系統的視野。但對斯皮爾斯來說，更大的藍圖在於動力。“太空就像一個飛輪，”他說。“我們越是利用像 RISC-V 這樣開放、適應性強的平臺，我們就越能快速地駛向下一個前沿。我相信，到 2040 年，所有商業科技公司都會制定太空戰略。”

“太空持續激勵著許多年輕人，”Frank Gürkaynak說道。“我們的一位博士生在得知自己可以從事太空相關專案後，特意選擇加入我們團隊。這個領域與我們團隊的優勢非常契合；事實上，我們的下一代太空級晶片即將投入生產。”

傳遞接力棒

鑑於時間和空間的巨大差距，最終引領潮流進入軌道甚至更遠的，將是今天的年輕人。在此之前，我們有責任建立一種吸引下一代創新者的文化。在這方面，Frankwell Lin表示，RISC-V 生態系統已經遠遠超出了其半導體產品的總和。“對於晶心科技的許多工程師來說，RISC-V 不僅僅是一個平臺，而是一種共享的文化，”他說道。“我們參與了每一個關鍵的工作組，推動了技術辯論，並幫助批准了塑造未來晶片的規範。”

這種開放、協作、以及高度關注未來的文化，使得 RISC-V 不僅僅是一種技術選擇，更是一場變革。如同所有偉大的變革一樣，它最大的影響力或許不在於它已經取得的成就，而在於未來 15 年將會帶來的改變。

無論從文化還是計算的角度來看，15年都是一段漫長的歲月。回溯到2010年，你會發現那時的世界還沒有USB、DVD或Java——收音機裡播放著《黑幫天堂》（Gangsta's Paradise），亞馬遜則是一家小眾的線上書店。RISC-V的許多先驅——經驗豐富的老將，擁有漫長而成功的職業生涯——仍然活躍在業界，他們放棄了應得的休養生息，來培育這個社群。有些人已經另謀高就；有些人則遺憾地離開了我們。他們的遺產依然存在，並深深地嵌入到雷德蒙德所說的“未來幾代計算的基石”——架構和程式碼中。

如今，這一傳承正透過“一生一芯”（OSOC）和“三十小時幫你設計微處理器”（MYTH）等專案激勵著新一波創新者。OSOC由中國科學院大學於2019年啟動，旨在讓學生畢業時能夠擁有完全自主設計的RISC-V處理器晶片。OSOC旨在透過理論與實踐相結合的動態教學，降低RISC-V處理器晶片設計的門檻，使更多學生能夠積極參與設計過程的每一步，從概念到解決實際問題。截至2025年5月，OSOC的註冊總人數已超過12,000人。

“試想一下，下一代在 RISC-V 作為其原生架構的環境下成長，15 年後將會取得怎樣的成就，”中國科學院計算技術研究所研究員包雲崗教授說道。“我的學生可以使用一套開放靈活的工具集，幫助他們將大膽的想法轉化為實際的晶片。這就是我創辦 OSOC 的原因——讓每位學生畢業時都能設計出自己的 RISC-V 晶片，親身體驗從構思到實現的完整設計週期。”

美國高中生、MYTH 研討會畢業生 Sonit Sahoo 出生於 2010 年 RISC-V 成立前不久。他是越來越多透過 RISC-V 學習計算機工作原理的青少年之一。

“我十歲的時候，為 Commodore64 模擬器寫了一個平臺遊戲，”他解釋道。“我花了好幾個月的時間。可惜的是，我沒能弄到一臺真正能用的 Commodore 模擬器，興奮勁兒也隨之消退。不管怎樣，這個專案讓我渴望打造自己的硬體來執行我的程式——這最終讓我找到了 MYTH。”

虛擬 MYTH 研討會由半導體教育科技公司 VSD 和 Redwood EDA 聯合舉辦，對 RISC-V 架構進行了結構化的介紹，透過實踐實驗室涵蓋了從軟體到硬體的概念。

“我們行業的未來取決於早期的靈感，”VSD 聯合創始人 Kunal Ghosh 說道。“如果一個 15 歲的孩子能夠使用開源工具在家構建 RISC-V 處理器，想象一下 15 年後他們可能會設計出什麼。我們不僅僅是教授電路——我們還在培養自信、創造力，以及世界迫切需要的新一代半導體創新者。”

“作為研討會的一部分，我為 RISC-V 構建了一個自定義浮點擴充套件，”Sahoo 說道。“它不僅結合了我對數論、程式設計和硬體設計的熱愛，還真正幫助我理解了計算機的構造。”

Sahoo 表示，這一特性正是 RISC-V 強大之處的關鍵。“從跨國公司到業餘愛好者，任何人都可以以極低的門檻構建出功能強大、功能齊全的產品。15 年後，我希望用 RISC-V 構建出一款令我和所有使用它的人都引以為豪的產品。一款能夠對全人類產生持久影響的產品。”

對於 Frankwell Lin 來說，本週不僅僅是一個里程碑，更是一次驗證的時刻。“RISC-V 已經準備就緒，經過驗證，並且功能強大。如果您正在構建未來，那麼這就是您應該依賴的平臺。”

“當我考慮攻讀計算機架構博士學位時，我去劍橋大學拜訪了子程式呼叫的發明者David Wheeler，”阿薩諾維奇回憶道。“他告訴我，計算機架構領域已經沒什麼可做的了。要是他能看到我們現在在做什麼就好了。”

我們正在構建一個比以往規模更大、數量級更大的東西。未來15年，我們充滿期待。它總是在發展，總是在引人入勝，而且不會放慢腳步。這個故事才剛剛開始。