RISC-V：赋能智能通用计算时代

Andes Technology总裁兼首席技术官Charlie Su在2025年RISC-V北美峰会上发表了精彩的主题演讲，他断言RISC-V已做好充分准备，引领蓬勃发展的智能通用计算领域。这一新兴范式将人工智能和机器学习集成到日常计算设备中，涵盖从AI赋能的个人电脑和智能手机到边缘服务器、软件定义车辆和机器人平台等。Charlie Su强调，人工智能/机器学习的进步正在为通用计算注入智能，从而推动个人应用、工厂自动化、监控、无人机和自动驾驶（ADAS 0-4级）等领域的应用。他预测，作为应用赋能平台的机器人，其规模可能会超过智能手机市场。为了支持这一发展，智能通用计算需要一个强大的生态系统，以支持通用任务和大规模人工智能/机器学习，涵盖软件和硬件。

Charlie Su重点强调了RISC-V在推动大规模AI/ML创新方面的作用。Meta的训练和推理加速器（MTIA）就是一个典型的例子。MTIA利用了Andes的向量和标量内核以及自动化自定义扩展（ACE）框架，详情请参见ISCA 2023。自2023年以来，Meta的数据中心已部署了两代基于RISC-V处理器并带有自动化扩展的MTIA。其他采用基于SRAM的内存计算（CI-ME）的加速器包括服务器解决方案（例如RiVos AI SoC）、云服务（SAPEON）、基于光子学的AI和ADAS系统。这些加速器由Andes的AX46MPV、AX45MPV、NX27V和AX65等内核驱动，展现了RISC-V在高性能AI领域的多功能性。

RISC-V 软件生态系统正在快速成熟，这得益于 RISE（RISC-V 软件生态系统）等举措的推动。RISE 旨在加速开源软件开发、提升软件质量，并协调云和物联网设备的相关工作。目前，RISC-V 已支持 Java 22/21，其工具涵盖编译器（LLVM、GCC、GLIBC）、系统库（FFmpeg、OpenBLAS）、内核/虚拟化（Linux、Android、性能配置文件）等。其主要成员包括 Andes、Google、Intel、NVIDIA、Qualcomm 和 Samsung。Debian 对开源的支持也印证了 RISC-V 的成熟度，在超过 64,000 个软件包中，RISC-V 的构建成功率高达 98.4%，位列第三。Metanoia 的 5G O-RAN 软件架构进一步展现了模块化、完全开源的半交钥匙解决方案的优势。

Andes 的处理器产品线专为当今时代量身打造。AX46MPV 提供强大的计算能力和高效的控制，兼容 RVA22+ 标准，包括 AIA 和 SV38/48/57 虚拟化。它采用双发射方式处理向量/标量指令，配备向量处理单元 (VPU)，VLEN/DLEN 范围为 128 至 1024 位，支持 int4 至 int64 和 bf16/fp16 至 64 格式，并增强了归约求和功能。多核支持最高可达 16 核，通过双发射加载/存储提升内存性能，拥有强大的卓越性能，以及可处理多个 OOO 请求的高速向量内存 (HVM) 接口。与 AX45MPV 相比，其性能提升包括：SpecInt2006 测试成绩提升约 18%（得分 5.65），关键向量库（libvec、libnn）性能提升超过 2 倍，带宽提升 40%。

AX66 是一款中端应用处理器，符合 RVA23 标准，具备双向量流水线（VLEN=128）、4 宽前端解码、128 项 ROB、8 条执行流水线以及 TAGE-L 分支预测器。它支持最多 8 个核心、32MB 共享 L3 缓存（大部分为独占缓存）以及 128/256 位 AXI4 接口，并支持 IOMMU、APLIC 和 CHI。向量性能在 libnn 密钥函数方面提升超过 10 倍（平均 9.6 倍），在 libvec 方面提升超过 4 倍（平均 3.55 倍），加密性能也显著提升（SHA-256 提升 4.7 倍，AES-128 提升 10.5 倍，SM4 提升 6.4 倍）。带宽提升 25%。

针对高端应用需求，Cuzco 系列处理器可扩展至 20 SpecInt2k6/GHz，并采用专利的基于时间的调度技术（通过时间资源矩阵实现），从而提高指令执行效率并降低功耗。该系列处理器符合 RVA23 标准，具备 8 路解码、256 个 ROB 条目、8 条流水线（每个切片 2 条）、高级分支预测、私有 L1/L2 缓存、高达 256MB 的共享 L3 缓存、最多 8 个核心的多处理器以及 CHI/256 位 MMIO。早期 5nm 工艺的目标频率为 2.5GHz，而目前的 SpecInt2006 性能约为 18/GHz，CPU 使用 700 万个门，2MB L2 缓存使用 450 万个门。

Andes 通过 AndesAIRE 增强了生态系统，AndesAIRE 是一款“AI 无处不在”的端到端解决方案，包括 IDE、NN SDK、编译器（MLIR、TVM）、解释器（ONNX Runtime、PyTorch）以及 AndLA 1350 等加速器。操作系统支持全面：RISC-V 规范（RVA22/23 配置文件、SoC 平台）、Linux 发行版（Debian、Fedora、Ubuntu，经 Andes 验证）、上游内核特性（strace/ftrace、Perf、HIGHMEM、CPU 热插拔、持续挂起到 RAM 和 PowerBrake）、引导加载程序（U-Boot、OpenSBI）以及 RTOS（FreeRTOS、Zephyr、Thread-X）。