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开源破局AI算力荒:RISC-V能否借DeepSeek之势突围“三座大山”?

作者: 朱秩磊 03-25 17:37
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来源:爱集微 #RISC-V# #开源# #AI#
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国产大模型DeepSeek凭借开源、低成本的性能优势,迅速成为全球AI领域的焦点。事实上近年来的大模型浪潮的大规模本地化部署催生了指数级增长的算力需求,催生了行业对于高性能、低功耗处理器的需求。面对这一挑战,中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云岗提出,开源指令集架构RISC-V或将成为破局关键——其灵活的定制能力和低功耗特性,有望为AI推理算力提供高效解决方案,助力中国芯片产业开辟自主新赛道。

中科创星创始合伙人米磊表示,指令集架构的演进史始终伴随着开放与封闭的博弈,传统架构在灵活性和成本上的局限日益凸显,而RISC-V的诞生,不仅是对技术垄断的反抗,更是对开源精神的坚定信仰。它如同一把钥匙,打开了芯片设计的“黑箱”,让更多人参与到创新的浪潮中。同时,RISC-V在AI PC、智能机器人、自动驾驶等前沿领域已经展现出了极高的应用价值。

尤其在中国,繁荣发展的RISC-V被视为打破传统芯片架构垄断、实现自主可控的重要路径。然而,尽管国内在技术研发和生态建设上取得初步突破,从技术潜力到商业落地,RISC-V仍需跨越工具链短板、标杆案例缺失和人才缺口“三座大山”,才能真正扛起国产算力突围的大旗。

工具链短板:从“可用”到“好用”的跨越

RISC-V架构自2010年诞生以来,发展势头迅猛。它仅用15年时间就完成了其他指令集架构30年的发展历程。2015年首款RISC-V物联网芯片落地,2024年美国英伟达公司宣布年出货10亿颗RISC-V内核。据全球知名咨询机构Omdia预测,到2030年,基于RISC-V的AI处理器出货量将超过5亿颗,大量RISC-V企业将从中获益。

在国内,RISC-V产业也取得了显著进展。“RISC-V正引领芯片设计从‘私有封闭’向‘开源协作’的范式革命。”包云岗在日前中科创星举行的“好望角科学沙龙”上表示,我国香山高性能处理器核IP、玄铁C930服务器芯片等RISC-V领域的技术突破,验证了RISC-V在高性能计算领域的可行性。也因此,开源的RISC-V正在快速崛起,成为全球科技产业的重要一环,其生态也将开辟中国芯片自主新赛道。

同时,国内科研机构和企业在RISC-V领域的研究也日益深入。东壁科技数据发布的《RISC-V领域发展态势研究报告》显示,RISC-V领域研究自2019年起进入快速增长期,2022年进一步升温,已进入稳定增长阶段。

“从整体上看,RISC-V领域的研究已进入稳定增长阶段。”东壁科技数据创始人、深圳大学特聘教授吴登生在沙龙上发布了《RISC-V领域发展态势研究报告》,报告显示,RISC-V领域研究自2019年起进入快速增长期,又在2022年进一步升温。通过对RISC-V领域的关键词及其聚类分析发现,RISC-V领域的研究热点涵盖了多个方向,如“accelerator(硬件加速器)”在涉及RISC-V领域的研究中最受关注,“attack(攻击)”和“security(安全)”这类关键词的高频出现,也反映出安全在RISC-V生态建设中的重要性。而“computation(计算)”“methodology(方法)”“energy efficiency(能效)”等高频关键词则体现了学术界对于计算优化、能效优化等RISC-V在落地应用中绕不开的问题。

“RISC-V领域的研究方向涵盖了硬件设计与优化、软硬件协同设计、安全性与隐私保护、性能评估与优化、应用领域拓展、开源与标准化等多个方面。”吴登生在报告中提到,东壁科技数据团队对这些方向的研究热点进行了相关分析,并发现热点主要集中于以下几个方面:一是以处理器架构优化、低功耗设计、指令集拓展与优化、编译器与工具链优化等为代表的优化技术;二是以安全和可靠性设计、安全架构设计、隐私保护技术、标准化与合规性为代表的安全与合规方面的研究;三是RISC-V在人工智能与机器学习、物联网与边缘计算、高性能计算等应用领域的拓展方面。

随着RISC-V的繁荣,美国、中国、欧洲正成为该领域的创新三角,日本、英国和印度等国家也具备一定的研究基础。吴登生表示,这个国际化特征与RISC-V地缘政治中立的特点有关。在RISC-V架构出现之前,全球芯片主要使用的是两套封闭的架构——由美国英特尔公司主导的x86架构和英国ARM公司主导的ARM架构。直到2010年,加州大学伯克利分校的计算机科学家们发动了一场“指令集平权运动”,创造了完全开源、模块化的RISC-V架构。

面对美国、欧洲在RISC-V领域的技术领先优势,中国正通过“开源创新+场景驱动”模式构建自主生态。国家工业信息安全发展研究中心数据显示,2024年国内RISC-V专利申请量同比增长78%,在指令集扩展、安全架构等领域形成技术突破。不过,国内RISC-V科研实力强劲,但技术向商业转化的路径仍需打通。

RISC-V破局:应用仍需跨越“三座大山”

然而,RISC-V的开放性虽降低了技术门槛,包云岗认为在应用中还需要攻克“三座大山”。

首先是配套工具链的成熟度不足仍是掣肘。包云岗指出,工具链的完善程度直接影响芯片开发效率。当前,RISC-V的编译器、调试工具等生态工具仍落后于成熟的x86和ARM架构,导致开发者需投入更多精力解决适配问题。此外,东壁科技数据发布的《RISC-V领域发展态势研究报告》显示,“硬件加速器”“能效优化”等关键词高频出现,反映出学术界正聚焦工具链优化,但产业界亟需将这些研究成果转化为实际生产力。

其次是标杆案例缺失。尽管RISC-V在物联网领域已有应用,但在高性能计算、AI推理等关键场景中仍缺乏标杆案例。包云岗强调,标杆产品的缺失导致企业观望情绪浓厚,市场推广阻力增大。以国产大模型DeepSeek为例,其本地化部署催生了海量算力需求,但RISC-V芯片尚未大规模进入智算中心等核心场景。东壁科技数据报告指出,美国、中国、欧洲已成RISC-V研究的“创新三角”,但美国以463篇论文领跑,中国则以301篇紧随其后,表明国内科研实力强劲,但技术向商业转化的路径仍需打通。

最后是人才的缺口,产学研协同迫在眉睫。人才短缺是制约RISC-V生态壮大的另一大难题。包云岗提到,从芯片设计、验证到解决方案开发、技术支持,全链条人才均存在缺口,教学、资料、培训、认证等需加强。东壁科技数据报告也进一步揭示,RISC-V研究热点已从基础架构转向安全、优化等应用层面,但国内高校和企业的协同培养机制尚未成熟。报告数据显示,中国科学院以61篇论文位列全球科研机构第四,但产业界与学术界的衔接仍需加强。为此,中国科学院大学自2019年启动“一生一芯”计划,通过让学生设计并流片RISC-V处理器,缩短人才培养周期。

面对挑战,中科创星创始合伙人米磊表示,RISC-V的开放性为更多创新者提供了参与芯片设计的可能,而解决“三座大山”需政府、企业和高校形成合力。如今国内产学研界正探索破局之道,而开源生态的持续完善是关键。第一,要加大对RISC-V工具链的研发投入,鼓励企业和科研机构合作,共同完善编译器、调试工具、开发环境等关键环节。同时,积极参与国际RISC-V工具链的开源协作,借鉴和吸收国外先进经验和技术,提升国内工具链的整体水平。第二,要鼓励企业和科研机构在人工智能、物联网、高性能计算等重点领域,开展基于RISC-V架构的创新应用项目,打造一批具有示范效应和行业影响力的标杆案例。通过这些案例的展示和推广,增强市场对RISC-V架构的信心和认可,吸引更多用户选择RISC-V芯片,尤其是在高性能计算领域。第三,要完善RISC-V相关专业的课程设置和教学内容,加强实践教学环节,提高学生的实际动手能力和创新思维。鼓励高校、培训机构与企业合作,开展针对性的培训和认证项目,为RISC-V产业培养更多实用型人才。同时,积极引进国外优秀人才,拓宽人才来源渠道。

另一方面,跨界协作平台如中科创星主导的“好望角科学沙龙”正推动学术界与产业界对话,加速技术转化。米磊介绍说,除了RISC-V ,“好望角科学沙龙”将持续聚焦人工智能、光子科学、量子计算、可控核聚变、生命科学、合成生物学等前沿领域,打造富有活力的产学研交流平台,共同探索知识边界,推动科技革命浪潮加速演进。

RISC-V为中国芯片产业开辟了一条自主可控的新赛道,但其成功不仅依赖技术突破,更需生态的全面成熟。随着政策支持力度加大、企业投入增加,以及校企合作加快人才培养的推进,国内RISC-V生态有望逐步跨越障碍。未来,若能攻克上述三大难题,将推动RISC-V成为中国芯片产业换道超车的关键引擎,重塑全球算力格局。

责编: 张轶群
来源:爱集微 #RISC-V# #开源# #AI#
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THE END

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