電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能家居市場(chǎng)正在迅速增長(zhǎng)。RISC-V作為一種開(kāi)源的指令集架構(gòu)，具有模塊化、可擴(kuò)展、易定制的優(yōu)勢(shì)，非常適合應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域。

在智能家居中，各種設(shè)備需要連接互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理，因此需要高性能、低功耗的處理器。RISC-V由于其開(kāi)放性和靈活性，可以針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，滿足智能家居設(shè)備對(duì)性能和功耗的要求。

RISC-V芯片有望在2025年增至800億

作為當(dāng)前流行的一種精簡(jiǎn)指令集，RISC起源于美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的EECS部門(mén)的計(jì)算機(jī)科學(xué)部門(mén)的David Patterson教授及其團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)課題研究。而之所以研究RISC指令集，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)英特爾、Arm等CPU廠商對(duì)于CPU架構(gòu)的授權(quán)要求嚴(yán)格，授權(quán)費(fèi)用高昂，市場(chǎng)上又沒(méi)有其他的開(kāi)源或者免費(fèi)的選擇，因此從零開(kāi)始設(shè)計(jì)一套全新的開(kāi)源CPU架構(gòu)。

這也讓RISC-V從設(shè)計(jì)之初，便具備指令精簡(jiǎn)、模塊化、開(kāi)源、可擴(kuò)展、免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。其中最值得注意的便是，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售RISC-V芯片和軟件。

巨大的優(yōu)勢(shì)讓RISC-V架構(gòu)在過(guò)去的十余年里飛速發(fā)展，一躍成為比肩x86、Arm的第三大架構(gòu)。有數(shù)據(jù)顯示，Arm架構(gòu)用了17年完成了100億內(nèi)核出貨量，而RISC-V只用了12年。據(jù)RISC-V基金會(huì)的數(shù)據(jù)，2022年采用RISC-V芯片架構(gòu)的處理器核已出貨100億顆。

看到RISC-V如此廣受歡迎，RISC-V之父&圖靈獎(jiǎng)得主David Patterson在今年樂(lè)觀表示，已經(jīng)有超過(guò)70個(gè)國(guó)家的開(kāi)發(fā)者正在研究RISC-V，預(yù)計(jì)3到5年后RISC-V將無(wú)處不在。

據(jù)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)Counterpoint Research預(yù)測(cè)，到2025年，RISC-V 處理器累計(jì)出貨量將超過(guò)800億顆，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)114.9%，屆時(shí)RISC-V將占據(jù)全球14%的CPU市場(chǎng)、28%的IoT市場(chǎng)、12%的工業(yè)市場(chǎng)和10%的汽車(chē)市場(chǎng)。

此外還有研究數(shù)據(jù)顯示，基于RISC-V架構(gòu)的AI芯片市場(chǎng)，到2027年將達(dá)到2910億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率73.6%；在通信類(lèi)AI SoC市場(chǎng)，RISC-V從2019年到2027年間將保持21.2%的年復(fù)合年增長(zhǎng)率；在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，2021到2025年RISC-V CPU核市場(chǎng)的年合增長(zhǎng)率將高達(dá)115%。

目前，包括AMD、英偉達(dá)、華為、谷歌、英特爾等公司，正在推進(jìn)RISC-V的應(yīng)用和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，在處理器領(lǐng)域，也有越來(lái)越多的RISC-V產(chǎn)品被推出，包括SiFive的U8、U7系列，英偉達(dá)的Grace處理器，華為的鯤鵬處理器以及平頭哥的玄鐵系列等。

在操作系統(tǒng)方面，包括 Linux、安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龍蜥、統(tǒng)信、 openKylin、創(chuàng)維酷開(kāi)系統(tǒng)等操作系統(tǒng)都已經(jīng)進(jìn)行了支持。

智能家居是RISC-V的重要市場(chǎng)

與x86、Arm主要應(yīng)用在智能手機(jī)、PC或游戲主機(jī)等產(chǎn)品不同，RISC-V將目光集中在IoT、AI、智能家居以及高性能計(jì)算等領(lǐng)域。這也讓RISC-V在許多用戶中的感知并沒(méi)有x86與Arm那么強(qiáng)。

不過(guò)錯(cuò)位賽道競(jìng)爭(zhēng)，也讓RISC-V得以迅速發(fā)展，如在智能家居領(lǐng)域，幾乎只要使用過(guò)智能家居設(shè)備的，大概率都會(huì)成為RISC-V的消費(fèi)者。

由于RISC-V本身是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算原理，建立的一個(gè)整數(shù)運(yùn)算指令集，只有不到50條基本指令。并且還采用了模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)于不同處理要求的加速芯片都是兼容的，加上可移植性好，能夠跨平臺(tái)移植代碼。而免費(fèi)開(kāi)源，更是意味著可以節(jié)省高昂的授權(quán)費(fèi)用。

這也讓基于RISC-V的產(chǎn)品在智能家居領(lǐng)域大行其道，其性價(jià)比高、低功耗、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，擊中了眾多智能家居廠商的痛點(diǎn)。比如RISC-V的開(kāi)源特性可以激發(fā)更多的創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)。廠商和開(kāi)發(fā)者可以在RISC-V的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，推出更先進(jìn)、更符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，推動(dòng)智能家居市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

尤其在一些智能家居單品上更為明顯，RISC-V能節(jié)約成本，既能節(jié)約來(lái)自ARM的授權(quán)費(fèi)用，又能通過(guò)砍掉不必要的部分，再節(jié)約一點(diǎn)硅片面積，讓芯片成本更低一點(diǎn)。

此外，還有如鍵盤(pán)上的RGB等控制，筋膜槍中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，充電管理以及控制芯片等，智能家居中的Wi-Fi MCU等，都可以基于RISC-V來(lái)制作。

隨著AI技術(shù)的加入，智能家居未來(lái)在性能上的要求也將更高。而RISC-V作為一種高性能的指令集架構(gòu)，可以滿足AI應(yīng)用對(duì)計(jì)算性能的高要求。通過(guò)優(yōu)化RISC-V的指令集和硬件設(shè)計(jì)，可以提高AI計(jì)算的效率和精度，提升AI應(yīng)用的性能。

同時(shí)RISC-V可以與AI編譯器、AI加速器等軟件工具結(jié)合，提供軟硬一體的計(jì)算解決方案。這種方案可以充分發(fā)揮RISC-V在計(jì)算性能和定制化設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提高AI應(yīng)用的執(zhí)行效率和可靠性。

另一方面RISC-V作為一個(gè)開(kāi)源的指令集架構(gòu)，擁有龐大的開(kāi)源社區(qū)支持。這為AI應(yīng)用提供了豐富的軟件資源和開(kāi)發(fā)工具，降低了AI應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本。

因此，RISC-V和AI的結(jié)合，是一種順應(yīng)時(shí)代的選擇。目前AI無(wú)論是訓(xùn)練還是推理，更多的是基于GPU的做法。GPU本身是一種相對(duì)專用的加速器，雖然它一直在提高完備性，但是它作為一個(gè)加速器和它的主控CPU之間，事實(shí)上在協(xié)作過(guò)程中始終還是需要開(kāi)發(fā)者，包括這個(gè)生態(tài)的很多人付出非常多的工作，去解決協(xié)同的問(wèn)題。

隨著服務(wù)器和超算、AI訓(xùn)練和推斷、包括ChatGPT之類(lèi)應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)強(qiáng)大算力的需求越來(lái)越迫切。鑒于RISC-V具有模塊化、可擴(kuò)展、易定制的優(yōu)勢(shì)，以及不受壟斷制約、供應(yīng)鏈安全容易保障的優(yōu)勢(shì)，不少國(guó)內(nèi)廠商正在全力推進(jìn)提供強(qiáng)大算力的RISC-V方案，以應(yīng)對(duì)未來(lái)包括全屋主動(dòng)智能的時(shí)代潮流。

小結(jié)

RISC-V作為一種新興的開(kāi)源指令集架構(gòu)，在智能家居領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，可以降低芯片設(shè)計(jì)的成本和門(mén)檻，提高芯片的性能和可靠性。隨著智能家居市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大和技術(shù)的不斷發(fā)展，RISC-V在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。同時(shí)，隨著RISC-V技術(shù)的不斷成熟和成本的不斷降低，RISC-V在智能家居中的滲透率也將不斷提高。