提到服务器CPU芯片,X86和ARM架构是大众认知中的“常客”。
而最近,随着一系列热点事件的发布,基于 RISC-V 架构的服务器 CPU 迅速 “破圈”,闯入大众视野。
01 RISC-V服务器CPU,纷纷亮相
玄铁C930
阿里巴巴达摩院旗下品牌玄铁,一直是RISC-V市场打头阵的种子选手。
回顾玄铁RISC-V CPU IP的发展历程:2018年,玄铁首款RISC-V架构处理器IP 玄铁E902发布;2019年,发布了主频可高达2.5GHz的玄铁C910处理器,刷新了当时RISC-V处理器的性能纪录;2023年11月,玄铁推出高性能RISC-V处理器C910的迭代产品C920,主频提升到3GHz。
据悉,基于玄铁C920处理器的AI PC概念机已经跑通Llama、Qwen、DeepSeek等开源模型,打通从开源硬件架构到开源操作系统、再到开源AI模型的开源AI全链路。
这一次,它带着更高规格的RISC-V产品来了。
2月28日,玄铁宣布其基于开源RISC-V架构首款服务器级中央处理器(CPU)IP核——玄铁C930,于今年3月开始交付。
“C930通用算力性能达到SPECint2006基准测试15/GHz,越过了不影响用户体验的服务器级CPU的分水岭。接下来,更高性能的玄铁处理器也会更快到来。”达摩院技术专家表示,“就像x86和Arm架构都有其杀手级应用,高性能+AI有可能成为RISC-V的杀手级应用,这是RISC-V差异化的优势。”
玄铁C930的高性能和AI加速能力使其适用于多种复杂场景。它不仅可用于传统的服务器级高性能计算,还能在自动驾驶、AI加速、大数据处理等领域发挥重要作用。
睿思芯科全自研高性能RISC-V服务器芯片落地
3月31日,深圳RISC-V领先企业睿思芯科推出新一代高性能RISC-V服务器芯片“灵羽处理器”。该芯片采用32核CPU + 8核LPU的“一芯双核”设计,在单核性能和多核并行性能上均实现大幅提升,计算性能比肩Intel、AMD等国际主流型号服务器芯片的性能。
据睿思芯科分享,这是中国首款全自研高性能RISC-V服务器芯片,在算力、能效和接口配置等方面均达到国际主流水平,可满足高性能计算、全闪存储、DeepSeek等开源大语言模型的应用场景。
突然间,基于RISC-V架构的服务器CPU成为关注的焦点,那么该架构下的服务器 CPU 具备哪些特点,又能带来哪些实际优势?
02 RISC-V:难,但空间巨大
那么,为什么要发展RISC-V架构的服务器CPU?这是个值得关注的议题。
在服务器 CPU 领域,x86 架构占据主流地位。凭借成本控制和完善的软硬件生态等特点,x86 架构优势显著,短期内难以被其他架构撼动。但技术发展向来各有所长,x86 架构的短板,恰恰成为其他架构突围的方向。
ARM架构是 x86 架构最有力的挑战者。ARM架构的服务器支持多样化和快速变化的工作负载,并且更具可扩展性和成本效益;其次,对于不同的利基型市场能够提供更高的定制化,生态系统也更灵活;另外,ARM架构服务器体积相对较小,符合现今微型数据中心的需求。
RISC-V架构指令集精简,没有历史的包袱;模块化;可定制,在一定程度上,可以说ARM架构的这些特点RISC-V也均具备。RISC-V最大的缺点便是生态的欠缺。要知道ARM架构用了十年时间把服务器软件生态一步步做起来,更何况X86架构已经经历了数十年的沉淀,因此RISC-V想要短时间内就取得突破实则不易。
尽管RISC-V还有着诸多欠缺,但是未来迎接它的市场空间是喜人的,并且未来的市场,是需要它的。
为什么说未来的服务器CPU市场,是需要RISC-V的?
从市场角度来看,笔者总结主要有四点:
第一点,它是开源的,这意味着它自主可控。
第二点,它是可定制化的,如此便十分契合专用服务器的定制化需求。
第三点,它的成本更低,目前RISC-V IP核的授权费和版税只有ARM的1/3-1/4。如果采用RISC-V方案,能很大程度降低芯片、服务器厂商的成本。
第四点,RISC-V存在一些独特的性能优势,比如其有能力在单位面积上提供更高性能和核数,这使其在有着高效能需求的AI等应用中更加高效。
RISC-V市场规模正在逐年增长。中国科学院计算技术研究所副所长包云岗透露,到2030年,全球RISC-V芯片市场规模将达到927亿美元(约合6752.08亿元人民币),年均复合增长率为47.4%。
RISC-V基金会首席执行官Calista Redmond于去年底表示,目前有超过20亿个SoC正在使用RISC-V架构内核,到2031年,采用RISC-V内核的SoC数量将激增至200亿个。
03 RISC-V服务器CPU,大波公司入局
典型案例包括算能科技的RISC-V架构服务器芯片,便是采用了玄铁的RISC-V内核。
2023年3月,算能科技发布了基于RISC-V架构的服务器芯片——SOPHON SG2042。这款芯片基于平头哥高性能玄铁RISC-V内核,主频高达2GHz,支持乱序执行,拥有64个核心和64MB共享三级缓存。
据悉,算能在2023年已开始出货。
不止上述几家公司,其实业内对于RISC-V服务器CPU的探索已有时日。
早在2022年12月,Ventana公司就曾发布了全球首款基于RISC-V架构的服务器CPU——Veyron V1。
该芯片采用5nm制程工艺,基于Ventana自研的高性能RISC-V内核,8流水线设计,支持乱序执行,主频超过3GHz,每个集群最多16个内核,多集群最多可扩展至192核,拥有48MB共享三级缓存,拥有高级侧信道攻击缓解措施、IOMMU和高级中断架构(AIA)、支持全面的RAS功能、自上而下的软件性能调整方法,可以满足数据中心的各种需求。号称性能可超越AMD EPYC 7763。
而在2023 RISC-V峰会上,Ventana又发布了其第二代服务器CPU——Veyron V2,在指令扩展、内核设计、互联标准、制程工艺等众多方面进行了全面升级。官方宣称其性能超越了AMD的高端服务器芯片Epyc 9754。
不过,目前还未检索到其产品商用情况。
进迭时空成立于2021年,是由一批国内知名RISC-V 芯片专家共同发起并创建的创新型芯片公司,专注于研发RISC-V高性能CPU并提供软硬一体优化的计算解决方案。
今年初,进迭时空宣布,其服务器CPU芯片SpacemiTVitalStoneV100研发取得突破性进展,提供完整RISC-V CPU芯片软硬件平台,全面支持服务器规格。
蓝芯算力自2023年成立以来,业务方向便专注于RISC-V指令集的高性能服务器CPU研发,公司研发团队具备自研高端内核的能力,目前已经取得了多核SOC CPU子系统在硬件仿真器上运行程序等重要的阶段性进展。
超睿科技成立于2021年,专注于基于RISC-V架构的高性能CPU开发,该公司的核心业务包括高性能处理器核IP、高性能CPU以及相关SoC芯片的设计开发以及销售。公司产品广泛应用于边缘计算、物联网、工业控制、云计算等信息技术应用创新产业领域。
微核芯科技成立于2020年专注于服务器高端芯片,并已具备高性能 RISC-V CPU 的完整研发能力,包括高性能 CPU 核、NoC 多核互连及 SoC 架构的自研,实现了 CPU 控制流与 AI 数据流的高效协同。
希姆计算也是国内最早基于RISC-V做数据中心芯片设计的企业,成立于2019年4月,公司主要专注于研发以RISC-V指令集架构为基础的AI芯片DSP处理器,同时叠加大算力NPU,主攻数据中心、服务器等场景的云端大卡。
04 RISC-V服务器CPU,何时上量?
阿里云无影事业部总裁张献涛表示“我觉得经过5-8年的发展,未来在服务器里面的大规模应用应该是不成问题的。很多公司对它的期待很高,一定会加速进程往前发展的。RISC-V架构从低功耗IoT终端大规模应用到数据中心,大概5-8年内就能实现。”
微核芯CEO郇丹丹表示高性能计算场景才是打开RISC-V市场空间的关键。“过去RISC-V大多都是面向AIoT领域,低成本低性能领域已经是红海市场,作为新兴指令集的RISC-V产业要想发展壮大,只有伴随着数据中心在高性能领域(服务器、AI计算)的新兴应用成长才是打开市场空间的关键。”
在2025年2月28日 “玄铁 RISC-V 生态大会” 上,倪光南院士也指出,玄铁 C930 的交付不是终点,而是 RISC-V 征战高性能计算疆场的起点。
在此背景下,谁将直接面临RISC-V服务器CPU的挑战?笔者认为,ARM 架构或首当其冲。
ARM 架构采用授权模式,企业需要向 ARM 公司支付授权费用。在服务器 CPU 市场竞争日益激烈的情况下,这种模式可能导致产品成本上升,尤其是在面对 RISC - V 架构的低成本竞争时,ARM 架构在价格敏感型市场可能处于劣势。此外,ARM 架构的指令集相对固定,虽然在生态上有一定优势,但在灵活性和定制化方面不如 RISC - V 架构。
这也意味着,未来几年,服务器CPU市场或许会迎来较大的变革。那么,关于RISC-V架构的服务器CPU未来的发展前景,身为读者的你怎么看?
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