RISC-V作為后起之秀,近年來備受追捧。
前不久國內 RISC-V 第一股沖刺 IPO 的消息,更將行業對其商業化的關注度推向新高。
01
RISC-V第一股,沖擊IPO
5月30日,國內RISC-V芯片龍頭企業,北京奕斯偉計算技術股份有限公司正式向港交所遞交招股書,開啟港股上市征程。
該公司成立于2019年,采用新一代RISC-V計算架構,創新領域專用算法和IP模塊,構建高效開放的軟硬件平臺,為全球客戶提供系統級解決方案。
根據弗若斯特沙利文的資料,奕斯偉計算是2024年為止中國RISC-V主控量產解決方案數量最多的提供商;按2024年相關收入計算,奕斯偉計算是中國最大的RISC-V全定制解決方案提供商。
由于X86和ARM架構的長期壟斷,RISC-V架構成為了很多芯片廠商未來的發展方向。中國工程院院士倪光南就曾指出,目前CPU市場主要被x86和Arm架構所壟斷,而中國想要打破這個局面,實現自主可控,開源的RISC-V架構將是一大機遇和發展方向。
在今年2月底的2025中國RISC-V生態大會上,奕斯偉集團董事長王東升帶來重磅RISC-V高性能創新成果,奕斯偉計算64位RISC-V雙Die AI SoC芯片——EIC7702X,引發廣泛關注。該芯片集成8核64位RISC-V亂序執行CPU、自研NPU以及雙GPU多計算單元,算力可達40 TOPS(INT8);在圖像/語音識別、文本生成等場景展現超低延遲優勢。
在業內對RISC-V的多次討論中,應用已成為另一個關注焦點。
02
國產RISC-V MCU,十分能打
在 RISC-V 的應用場景中,MCU 是重要的應用領域之一。
在MCU市場,Arm內核目前占比最大,其生態比較健全,架構也已經完善成熟了,因此應用十分廣泛。但Arm內核局限于封閉的指令集架構、授權及專利費用,不方便細分定制。此外,不同Arm內核的性能差異較大,而隨著Arm內核工作頻率的提升,MCU芯片的能耗增加很快。因此,采用高主頻Arm內核的MCU芯片如何降低能耗,這對MCU廠商來說是個不小的挑戰。
在處理器內核的選擇上,除Arm外,RISC-V架構正在嶄露頭角。RISC-V 是完全開源的指令集架構,無需支付授權費用,這對成本敏感的 MCU 市場至關重要。此外,RISC-V 的模塊化設計允許廠商根據具體需求靈活裁剪指令集。基礎指令集(如 RV32I)僅 40 余條,而擴展指令集(如 M、F、D、C 等)可按需添加,形成定制化架構。RISC-V 的精簡架構天然適合低功耗設計。
RISC-V MCU,有幾款熱門產品。分別為沁恒微的CH32V307;樂鑫科技的ESP32系列、先楫的HPM6750系列、兆易創新的GD32VF103等。
沁恒微CH32V307
CH32V305/7系列是基于32位RISC-V設計的互聯型微控制器,配備了硬件堆棧區、快速中斷入口,在標準RISC-V基礎上大大提高了中斷響應速度。加入單精度浮點指令集,擴充堆棧區,具有更高的運算性能。擴展串口UART數量到8組,電機定時器到4組。提供USB2.0高速接口(480Mbps)并內置了PHY收發器,以太網MAC升級到千兆并集成了10M-PHY模塊。
CH32V307具有高性能、低功耗、豐富的外圍接口和高度可擴展性等優點。其具有可靠的產品和技術支持,使得CH32V307芯片在工業控制、汽車電子、消費電子等領域得到了廣泛應用。
樂鑫科技ESP32系列
樂鑫科技深耕物聯網無線通信SoC芯片領域,是全球Wi-Fi MCU細分領域龍頭供應商,為AIoT終端廠商提供一站式解決方案。
2021年4月,樂鑫科技宣布推出首款集成Wi-Fi 6+Bluetooth 5(LE)的32位RISC-V SoC,標志著公司在產品硬件設計階段不再依賴授權MCU IP。基于開源架構自研內核在未來降低IP授權成本的同時,增加了設計者擴展芯片架構的靈活性,將促進形成更加完整的IP、工具鏈和軟件生態系統。目前樂鑫科技已經在 AI 硬件加速、AI 壓縮算法等方面擁有了豐富的技術積累,已發布的 EPS32-C、H、P 系列全線產品均使用基于 RISC-V 的自研指令集。
樂鑫科技的ESP32-C6 于 2025 年 2 月 20 日獲得 PSA Certified Level 2 認證。這一重要突破使 ESP32-C6 成為全球首款基于 RISC-V 架構獲此認證的芯片。
ESP32-C6 是樂鑫首款支持 Wi-Fi 6 的 SoC,集成 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5 (LE) 和 802.15.4 協議,能夠為物聯網產品提供行業領先的射頻性能、完善的安全機制和豐富的內存資源。它搭載一個時鐘頻率最高 160 MHz 的高性能 RISC-V 32 位處理器,和一個時鐘頻率最高 20 MHz 的低功耗 RISC-V 32 位處理器,內置 512 KB SRAM,320 KB ROM,并支持外接 flash。ESP32-C6 擁有 30 個 (QFN40) 或 22 個 (QFN32) 可編程 GPIO 管腳,支持 SPI、UART、I2C、I2S、RMT、TWAI、PWM、電機控制 PWM 和 SDIO。它還集成了一個 12 位 ADC 和一個溫度傳感器。
低功耗芯片 ESP32-C6 系列專為物聯網 (物聯網) 設備而設計,應用領域包括智能家居、工業自動化、醫療保健、消費電子產品等。
先楫HPM6750系列
先楫的HPM6750系列,采用雙RISC-V內核,主頻高達800MHz ,憑借先楫半導體的創新總線架構、高效的L1緩存和本地存儲器, HPM6750在發布之際創下了MCU高于9000 CoreMark和4500以上的DMIPS性能新記錄,為邊緣計算的應用提供了極大的算力。
外設豐富,是先楫HPM6750的優點之一。
HPM6000全系列產品支持雙精度浮點運算及強大的DSP擴展,內置2MB SRAM,并提供了豐富的多媒體功能,馬達控制模塊和通訊接口。HPM6000系列的多媒體模塊包括硬件圖形加速,雙攝像頭,可支持高達1366X768, 60FPS的LCD顯示, 以及多路語音和數字麥克風接口。馬達控制模塊包括多個高速和高精度的模數轉換器(ADC),多組納秒級高分辨率PWM及模擬比較器等;通訊接口包括了兩個千兆實時以太網,支持IEEE1588,兩個內置PHY的高速USB,四路CAN-FD及豐富的UART,SPI,I2C。
在安全方面,HPM6000 系列微控制器提供安全啟動保證了啟動代碼不可篡改,防止軟件惡意代碼克隆及非法代碼執行;集成 AES-128/256、SHA-1/256 加速引擎,支持密鑰管理和保護;ROM 集成 Flash loader,支持代碼加密燒寫和升級。HPM6000產品系列范圍寬廣,包括多核HPM6750及單核HPM6450選項,及入門級的HPM6120版本。
兆易創新GD32VF103
GD32VF103系列是全球首個基于RISC-V內核的32位通用MCU產品,其處理器內核擁有先進的微架構設計以權衡性能和面積的要求,特別適合物聯網以及其他超低功耗場景應用。
GD32VF103系列采用了全新的基于開源指令集架構RISC-V的Bumblebee處理器內核,是兆易創新攜手RISC-V處理器內核IP和解決方案廠商芯來科技面向物聯網及其它超低功耗場景應用自主聯合開發的一款商用RISC-V處理器內核——Bumblebee。該內核設計了二級變長流水線微架構,配備精簡的指令預取單元和動態分支預測器,并融入多種低功耗設計方法。能夠以二級流水線的代價,達到傳統架構三級流水線的性能和頻率,實現了業界一流的能效比與成本優勢。
GD32VF103在最高主頻下的工作性能可達153 DMIPS,CoreMark測試也取得了360分的優異表現,相比GD32 Cortex-M3內核產品性能提升15%的同時,動態功耗還降低了50%,待機功耗更是降低了25%。
因此,GD32VF103系列能夠滿足主流型開發需求,以均衡的處理效能和系統資源為RISC-V進入市場主流應用提供了高性價比的創新之選。
03
RISC-V CPU芯片
得益于RISC-V簡化的架構,與傳統CPU架構相比,它具有更高的性能和更低的功耗,這是支持AI革命的一個良好起點。
而最近,隨著一系列熱點事件的發布,基于 RISC-V 架構的服務器 CPU 迅速 “破圈”,闖入大眾視野。
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的發展歷程:2018年,玄鐵首款RISC-V架構處理器IP 玄鐵E902發布;2019年,發布了主頻可高達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。
AI PC是玄鐵處理器的主要應用場景之一。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。
玄鐵C920采用12級多發亂序流水線,典型工作頻率>2.5GHz,標配單精度浮點單元,并可進一步選配高性能亂序矢量運算單元。同時具備出色的訪存能力,支持高性能數據預取技術。可以應用在有高并發算力要求的人工智能、自動駕駛等場景。
C920核內子系統主要包含:指令提取單元(IFU)、指令譯碼單元(IDU)、整型執行單元(IU)、浮點單元(FPU)、矢量執行單元(VU)、存儲載入單元(LSU)、指令退休單元(RTU)、虛擬內存管理單元(MMU)和物理內存保護單元(PMP)。
C920多核子系統包含:數據一致性接口單元(CIU)、二級高速緩存、主設備接口單元、可配置的AXI4.0設備一致性接口(DCP,Device Coherence Port)、平臺級中斷控制器(PLIC)、計時器和自定義多核單端口調試框架。
今年2月,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。
香山“昆明湖”
中國科學院計算技術研究院、北京開源芯片研究院、中國科學院大學聯合推出了“香山”開源高性能RISC-V處理器項目,主要面向的就是高性能應用。
2021年,“香山”系列第一代開源高性能RISC-V處理器核“雁棲湖”正式發布,是同期全球性能最高的開源處理器核。2023年5月,第二代“香山”系列開源高性能RISC-V處理器核“南湖”正式發布,當時也成為了國內首款對標Arm Cortex-A76的高性能開源RISC-V處理器核;此次推出的第三代“香山”系列開源高性能RISC-V處理器核則是“昆明湖”,對標Arm Neoverse N2內核。
據介紹,第三代“香山”開源高性能RISC-V處理器核,設計工藝為7nm,主頻達到3GHz,SPECINT2006評分為15分/GHz,性能對標Arm Neoverse N2內核,可廣泛應用于服務器芯片、AI芯片、GPU、DPU等高端芯片領域,可以作為先進計算產業提供開源共享的共性底座技術。
中科院大學教授、中科院計算所研究員包云崗表示,目前CPU領域還沒有一個像Linux那樣的開源主線,因此業界需要一個開源的高性能RISC-V核,既能被工業界廣泛應用,又能支持學術界試驗的創新想法。
04
RISC-V DSP
DSP是一類嵌入式通用可編程微處理器,最大的優勢是能夠實時高速處理數字信號,且比CPU、GPU、FPGA功耗更低,廣泛應用于通信、計算、消費電子和自動控制等領域。
目前DSP市場由美國TI、ADI等企業主導,國內企業占有率較低,尚處于起步階段。
中科昊芯從DSP的內核到算法均為自主研發,全球首款基于RISC-V指令集的DSP——Haawking-HX2000系列,專為工業自動化、光伏儲能及數字電源等高實時性場景設計,覆蓋車規級DSP、高性能DSP、主流DSP和高性價比DSP,可應用于工業控制及電機驅動、數字電源、光伏、儲能、新能源汽車、消費電子、白色家電等領域。
目前Haawking-HX2000系列的十多款芯片已流片,多款型號量產供貨,年均供貨量近千萬片。中科昊芯還推出了Haawking IDE、Haawking-Downloader編程工具及HXLink系列仿真器等,優化集成開發環境,均已大規模商用。
從成功研發到出貨100億顆芯片,RISC-V用了約10年時間,走完了傳統架構30年的發展歷程。2023年,RISC-V International首席執行官Calista Redmond在RISC-V峰會中表示,未來幾年RISC-V采用率將以40%年復合增長率增長,2030年RISC-V架構芯片更有望突破160億顆。據統計,RISC-V基金已有高通、NVIDIA和Google等超過4000名成員。
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