新兴技术越蓬勃，RISC-V就越繁荣。凭借开放、可定制、可扩展、简洁高效等优势，RISC-V在生成式AI、汽车电子、智能终端等领域加速渗透，以新的逻辑和思路焕新计算产业。同时，随着RVA23的发布，RISC-V的软件生态和跨平台能力持续提升，全产业链加速适配。在7月17日举办的第五届RISC-V中国峰会（以下简称“峰会”）上，记者看到了一系列“芯”趋势。

RVA23照进现实 硬件实现与工具链适配提速

长期以来，跨平台兼容性和软件可移植性，是制约RISC-V生态扩张的瓶颈。去年10月，RISC-V国际基金会宣布RVA23配置文件正式获批。该配置文件规范了64位应用处理器的实现标准，使其能够运行来自标准二进制操作系统发行版的操作系统堆栈，这对实现跨硬件平台的软件可移植性至关重要，并有效规避供应商锁定风险。

本届RISC-V峰会，与会嘉宾介绍了一系列围绕RVA23的适配进展。

在配置文件规范的基础上，广大开发者还需要RVA23的硬件方案，以获取开发板等硬件支持。RISC-V国际基金会首席架构师Krste Asanovic表示，RVA23硬件已经在路上。“很多开发人员会问RVA23的硬件在哪里，请大家耐心等待，不久之后就会有RVA23的硬件解决方案，这是RISC-V万里长征的第一步。我们会有硬件和软件生态系统的路线图，让大家清楚获知RISC-V将何去何从。”

同时，RISC-V国际基金会将聚焦大于32位的长指令，为RISC-V的性能提升预留更多空间。“固定的32位指令格式将成为RISC-V长期演化的障碍，其他固定32位的ISA在编码空间上已经捉襟见肘。”Krste Asanovic说，“RISC-V从一开始就包含了可变长度的指令，更长的指令有助于缩减代码规模、提升性能，并支持日益增多的数据类型。”

RVA23也给RISC-V处理器的协同仿真验证带来更多挑战。中国科学院计算技术研究所特别研究助理徐易难表示，一方面，RISC-V指令集的复杂度迅速膨胀，比如RVA23有33个必选扩展、830页指令集手册，相比2019年已经翻倍，且不同的RISC-V扩展有不同的验证需求，导致验证难度提升。另一方面，处理器的电路仿真速度——尤其是基于软件的仿真速度随着处理器规模扩大而大幅下降。

为了改善芯片验证质量与效率，产业界转向基于Emulator、FPGA的硬件仿真平台，其特点在于将REF（参考模型）部署在Host环境，以软硬件（RTL-Host）通信为核心，利用PCIE、以太网、InfiniBand等连接手段在软件（Host侧）和硬件（RTL侧）之间传递信息，实现了对电路仿真的数量级加速，比如香山处理器团队长期维护的DiffTest框架，已经支持硬件仿真加速。

但香山团队发现，RTL-Host架构带来的通信开销，限制了DiffTest对香山等复杂处理器的验证加速效果。面对这一瓶颈，香山团队提出了SVM（可综合验证方法），把整个REF映射到FPGA或Emulator上，使REF与DUT（待测设计）的通信都在片上完成，从而避免通信开销。

随着香山处理器迭代到第三代架构“昆明湖”，核心数量增加至16核，系统复杂性进一步提升。围绕香山昆明湖16核CPU的大级联FPGA系统验证，香山团队与EDA企业合见工软提出了一套系统化的多核处理器FPGA验证方法论，包括设计移植与适配、编译迭代效率与资源优化使用的最大化平衡、渐进式启动策略与软硬协同调试技术。基于这套方法论，昆明湖16核版本的整体验证效率提升约40%，大幅缩短产品上市时间，且时钟转换、自动分割、TDM IP绑定等关键工作都可以交给EDA工具，让用户将宝贵的时间留给项目本身。

对于RVA的演进路线，Krste Asanovic透露，RVA下一个版本名称暂定为RVA30，预计2030年左右推出。RISC-V社区会先推动RVA23落地，再逐步过渡到RVA30。在这一过程中，会推出RVA23.1、RVA23.2等小版本更新，增加一些小的选项，以加持未来RVA30的功能升级。

朋友圈再扩大 CUDA将适配RISC-V

2024年，全球基于RISC-V指令集的芯片出货量达到数百亿颗，但相当一部分集成在嵌入式系统中。如今，RISC-V的朋友圈正在扩大，有望在更高性能的计算架构中发挥更加显性的作用。

英伟达每年出货的芯片中，有十亿颗以上集成了RISC-V微控制器。如今，英伟达正在与RISC-V进行更深层次的融合。

“CUDA已经部署在x86和Arm指令集上，还没有在RISC-V部署。但是我们正在向外界传达一个信息——我们要将CUDA移植到RISC-V的架构上。”英伟达副总裁Frans Sijstermans表示。

Frans Sijstermans介绍英伟达在RISC-V的进展

在推动CUDA与RISC-V适配的过程中，Frans Sijstermans注意到有三个层面的工作有待加强。

一是技术规格上，RVA23架构配置文件以及服务器SoC规范已经获批，但仍然缺乏服务器平台规范以及性能事件监控、内存标记、机密虚拟机、矩阵运算等支持。

二是软件层面，在RISC-V国际基金会官网上已经能看到75个软件包的适配支持，但在性能优化、生态成熟度、高层应用栈方面还有待完善。

三是CPU方面，当前可用开发板有限，主要基于SiFive P550处理器和平头哥玄铁C920处理器，尚无符合RVA23架构标准的主机CPU，以及相应的AIA中断控制器、IOMMU（输入输出内存管理单元）和虚拟化管理程序。

Frans Sijstermans表示，待RISC-V生态系统成熟后，标准CUDA版本将支持符合服务器平台规范及Linux操作系统的RISC-V架构。此外，今年5月，英伟达推出NVLink Fusion技术，将英伟达的高速互连技术NVLink与第三方ASIC、CPU等异构芯片深度融合，构建半定制AI基础设施。NVLink Fusion将为定制化RISC-V CPU提供机架级解决方案，实现从RISC-V CPU到完整数据中心的快速部署。

自主可控又包容 RISC-V将利好AI产业

“RISC-V在提升生成式AI算法的性能和效率方面，有哪些技术优势？”在峰会的圆桌讨论环节，与会嘉宾和观众围绕这一问题进行了投票。最终，“开放的架构利于软硬件协同设计”“模块化、可扩展的架构”“指令集简洁高效”占据前三。

在推动CUDA与RISC-V适配的过程中，Frans Sijstermans注意到有三个层面的工作有待加强。

一是技术规格上，RVA23架构配置文件以及服务器SoC规范已经获批，但仍然缺乏服务器平台规范以及性能事件监控、内存标记、机密虚拟机、矩阵运算等支持。

二是软件层面，在RISC-V国际基金会官网上已经能看到75个软件包的适配支持，但在性能优化、生态成熟度、高层应用栈方面还有待完善。

三是CPU方面，当前可用开发板有限，主要基于SiFive P550处理器和平头哥玄铁C920处理器，尚无符合RVA23架构标准的主机CPU，以及相应的AIA中断控制器、IOMMU（输入输出内存管理单元）和虚拟化管理程序。

Frans Sijstermans表示，待RISC-V生态系统成熟后，标准CUDA版本将支持符合服务器平台规范及Linux操作系统的RISC-V架构。此外，今年5月，英伟达推出NVLink Fusion技术，将英伟达的高速互连技术NVLink与第三方ASIC、CPU等异构芯片深度融合，构建半定制AI基础设施。NVLink Fusion将为定制化RISC-V CPU提供机架级解决方案，实现从RISC-V CPU到完整数据中心的快速部署。

自主可控又包容 RISC-V将利好AI产业

“RISC-V在提升生成式AI算法的性能和效率方面，有哪些技术优势？”在峰会的圆桌讨论环节，与会嘉宾和观众围绕这一问题进行了投票。最终，“开放的架构利于软硬件协同设计”“模块化、可扩展的架构”“指令集简洁高效”占据前三。

峰会展区，奕斯伟基于32位RISC-V CPU的车规MCU

要继续推动RISC-V上车并发挥其开放、模块化的优势，需要产业链增加协同。

“在IP交付层面，要通过技术赋能和生态共建，提升RISC—V车规级IP的稳定性、可靠性和安全性，并增强其兼容性。在芯片设计层面，应通过场景驱动和标准赋能，保证芯片技术与应用的协同。对于Tier1，建议深度融入芯片的定义环节和开发环节，通过快速迭代改善应用。对于主机厂，希望优先给国产RISC—V车规芯片上车机会，通过建设示范项目增强市场的信心和认可度，进一步催生产业繁荣。”武汉二进制半导体CTO陈永洲表示。

                                                                              来源：中国电子报、电子信息产业网