來源：遠川研究所

在全球算力需求持續提升，AI驅動新型計算架構層出不窮的大背景下，可擴展開源芯片架構RISC-V正在迅速走向萬眾矚目的舞臺中央。

RISC-V作為一種開源的CPU指令架構，自2010年在加州大學伯克利分校誕生以來，就得到了學術和產業界的一致推崇。

在X86和ARM相繼占據主流的世界里，它代表的是一股新興的開放且獨立的力量，正逐漸成為“第三極”。

從2015年RISC-V國際基金會成立（RVI），2017年首次進入中國，2019年國內領先公司發布RISC-V IP產品，到2021年RISC-V芯片產品陸續發布，2022年從端到云的各類Linux發行版陸續支持、Google Android接納RISC-V架構，2023年國內外陸續發布服務器類的芯片產品。

過去的10年時間，RISC-V架構以一種完全超出預期的速度發展，而更為重要的是中國的力量在其中發揮重要的作用。

在剛剛結束的WAIC2024上，就有一場名為《“智”由“芯”生——RISC-V和生成式AI》的論壇，數位國內外RISC-V行業領軍人物一同探討了在AI爆發的浪潮下，RISC-V為何會趁勢成為繼X86、ARM之外的第三大架構，其中，就有知合計算CEO孟建熠博士。

孟建熠博士，從2003年開始從事自主指令集CPU研發工作，2017年開始從事RISC-V架構的研發，曾擔任阿里平頭哥副總裁，現任知合計算CEO，同時也是中國RISC-V標準工作委員會候任輪值主席。

在論壇后，新硅對孟博士進行了一次專訪，他表示：“RISC-V出生在新型計算架構爆發的時代，它始于CPU盛于AI，而把它推到‘未來主流計算架構’這一地位的根本原因，是它正在改變處理器架構的生產關系。”

我們和孟博士獨家訪談了兩個小時，其實只想嘗試得到一個問題的答案：

國產RISC-V處理器在AI浪潮下的機會到底在哪？

01

生產關系變革的力量

對于絕大多數行業來說，每當生產關系發生改變，整個生態中上下游玩家的身份往往會發生翻天覆地式的變化。

最為我們所熟知的，是互聯網時代平臺經濟的誕生，從而促使個體戶成為供給者的門檻被無限降低，打開一臺電腦就能成為淘寶商家、擁有一部手機就能直播帶貨。

這種類似的變革在芯片發展史上已經發生過多次，其中較為大家熟悉的便是X86架構和ARM架構的興起。

20世紀80年代初期，PC時代方興未艾。市場上存在大量不同標準的個人電腦，例如Apple機、TRS-80機、日本的PC-9801機等，各自搭載不同架構的處理器，自成體系。

1981年，IBM發布搭載Intel首款X86架構處理器的IBM PC并大獲成功，次年，IBM攜產品成功之勢，公開了IBM PC上除BIOS之外的全部技術資料，制定了一個開放標準，從而使得不同廠商的標準部件可以互換。

“開放標準”這種全新的生產關系推動了PC產業的繁榮，也一舉將與之綁定的X86架構推成PC時代主流。

時間來到上世紀90年代，當時Intel等科技公司都是自己設計處理器核與芯片，但ARM推出了一種新的模式——設計IP核并授權給這些公司，自己并不設計芯片。

“IP授權”模式極大的降低了芯片公司設計高端芯片的難度，當時間進入21世紀，隨著移動互聯網時代的到來，芯片行業被再一次改變生產關系，成功讓ARM架構在移動設備上大獲成功，并促使了一大批基于ARM架構的移動時代巨頭誕生，比如高通、蘋果、聯發科等。

而在芯片生產領域，臺積電的崛起也詮釋了生產關系變革對產業的重大影響。

上世紀80年代，當時的芯片生產模式以IDM（Integrated Device Manufacture）模式為主，也就是從設計到制造、封測全部由一家企業完成，這意味著只有摩托羅拉、Intel、德州儀器這樣的巨頭才能夠參與到“芯片游戲”中。

1987年，張忠謀創立臺積電，并力排眾議確立了純代工（Foundry）的模式，不參與芯片設計，而是以中立的產業定位為所有客戶提供制造、封測等需要重資產投入的服務，創造了“Fabless + Foundry”的全新生產關系。

這種全新的生產關系讓越來越多的無晶圓芯片設計商能夠以輕資產的方式參與到“芯片游戲”中，大幅提升了芯片產業的創新活力。

在這些涌入的新“玩家”中，不乏蘋果、高通等日后的芯片巨頭?？梢哉f“Fabless + Foundry”模式開啟了芯片生產的全新時代。

而當下，孟建熠認為AI時代帶來的全新應用需求，正在芯片產業催生一次全新的生產關系變革。

此前X86占據PC大部分市場，而ARM在移動時代成為霸主，在這兩個領域基本上都是上游的芯片來定義下游產品。整個產業的邏輯往往是軟件基于硬件開發，應用在軟硬件的限制下進行開發。

可在如今摩爾定律發展趨緩的時代，上游芯片反過來是被下游軟件所影響的。AI浪潮剛剛興起的時候，產業仍然使用獨立的CPU或者GPU，在之前軟硬件框架的限制下進行應用層面的開發。

然而，隨著AI發展進入全新階段，越來越多的應用開發者/公司希望能夠反過來定義上游的軟硬件產品，獲得最適合應用的軟硬件產品。

比如英偉達的Grace Hopper超級芯片，結合超大型模型需求，打破了CPU到CPU的邊界，形成了以并行計算為中心的新型計算架構。

比如Google的TPU，正是Google從其實際應用場景出發，由下而上定義的AI加速硬件。

再比如，隨著大模型爆發式的發展，不少芯片初創企業瞄準了大模型推理場景中傳統GPU無法滿足的獨特需求，推出了Groq、Sohu等針對大模型推理的專用芯片，實現了十幾倍乃至數十倍于現有GPU產品的性能提升。這些都是應用需求反過來定義上游軟硬件產品的體現。

今天我們所看到針對AI應用層出不窮的GPGPU、DSA、ASIC等，都是在這種概念下而誕生的，下游的AI應用已經開始追求更加適合自己的專用芯片，生產關系的轉變幾成定勢。

而這種轉變，實際上代表著一次生產關系的重大需求，在X86和ARM架構無法進行深度定制化，以及缺乏公有或可對外授權的GPU架構的語境中，廠商會自發的尋求一種可接受高度自定義的架構，將現有的架構揉碎了再組裝出新的架構。

RISC-V的開源特性，自此迎來了機會。

02

開源和生態協同的力量

RISC一詞最早可以回溯到1981年——這一年加州大學伯克利分校教授David Patterson和他的博士生一起提出了RISC（精簡指令計算機）概念，并因此獲得了圖靈獎。

David Patterson

在RISC理念的大旗下，斯坦福的MIPS、Sun公司的SPARC、DEC的Alpha等陸續對CISC（復雜指令計算機）架構陣營——尤其是Intel的X86架構——發起長達幾十年的對抗。

最終，獲得最大戰果的是憑借智能終端逆襲的ARM架構。

2010年，伯克利的另一位教授Krste Asanovi?籌備一個開源芯片架構，David Patterson加入合作——由于這是Patterson教授基于RISC理念的第五代項目，因此最終的成果被命名為了RISC-V。

這一指令集旗幟鮮明地擁抱開源——任何人都能基于RISC-V指令集設計、制造和銷售芯片，不需要獲得授權。

與之相比，Intel的X86架構完全封閉，同屬RISC陣營的ARM架構在使用時，則需要向ARM公司繳納不菲的授權費用。

此前，X86和ARM架構經過很長時間的發展，軟件和硬件都已經開始獨立構成生態，軟件越來越脫離于硬件而獨立發展，而硬件依托于摩爾定律的前進提升性能。

近年來摩爾定律的發展跟不上上層軟件對算力的需求，使得算力領域突顯出瓶頸，越來越多的人開始通過創新軟硬件的體系來獲得10倍以上的性能提升。

孟建熠認為，開源的RISC-V架構是一個允許擴展的架構，開發人員可以通過優化架構和指令，并開發相應的軟硬件協同加速的新型處理器，有望得到性能的大幅提升。

開源的特性，使得軟硬件協同設計成為可能，而生態，則決定了RISC-V架構是否能長久的生存下去。

業內聞名的芯片架構師Jim Keller最近就公開表示：“開源總是勝利的。當許多人合作時，創新就會蓬勃發展。RISC-V 將成為下一代架構的標準?！?/font>

對于生態的力量，孟建熠早在中天微工作時就有了充分的認識。

杭州中天微成立于2001年，創始人便是浙江大學教授、目前擔任知合計算董事長的嚴曉浪教授。當時，中天微選了一條十分艱巨的路：做自主指令集架構。

而當中天微的CPU成功量產進入商業化落地階段，不得不“單打獨斗”自建生態成為孟建熠至今難以忘記的經歷：

“當時因為缺乏生態的支持，去推廣自主指令集的處理器，就好比去一個新地方跑業務，發現連路都沒有修好，要推廣得先自己修路，那真的是非常痛苦?！?/font>

彼時，認識到共建生態重要性的孟建熠便選擇了投身RISC-V架構的研發與生態建設。而產業生態的逐漸繁榮，也是他敢于開啟RISC-V芯片創業的一個重要的先決條件。

RISC-V生態發展力量異常強勁，RISC-V基金會在2015年之時僅有17家會員，到2023年底之時就已經達到了4,037家；在目前21家RISC-V基金會Premier Members中，中國公司占到7家。

過去幾年，阿里達摩院對RISC-V生態的貢獻極大，不僅推出了全系列的穩定可靠的玄鐵系列處理器，讓RISC-V更加普及，而且投入大量的精力推動了軟件生態的成熟。

2023年底Google宣布安卓支持RISC-V，成為業界的里程碑事件，而阿里是這一進程的最大的推手，累計進行了12萬余行代碼的修改，發揮了核心作用。

這些生態積累，也讓RISC-V得以從更成熟的終端嵌入式場景逐漸向更高性能、云端場景擴展，當然開發難度也水漲船高，RISC-V下階段的發展，就需要進一步突破對生態有引領性的標桿產品。

孟建熠在加入知合計算后，將產品的方向指向了AI高性能可擴展處理器這一最難啃的領域。

在孟建熠看來，要讓RISC-V架構的“能力圈”能夠觸達更高性能需求的場景，需要生態里的伙伴共同努力，去針對這些更高算力的需求場景，圍繞高性能、靈活擴展性兩個方向進行聯合攻關，這恰是知合計算的核心技術發展方向。

在AIGC浪潮出現的前后，全球科技大廠不約而同地在實現更高性能的AI處理器上做了廣泛的探索，一個結果便是各類“xPU”幾乎要占掉字母表。

在孟建熠看來，未來一定會有一個大家公認的新型計算架構來統一生態，而RISC-V是最接近業界共識的一位選手。

“我們要為RISC-V生態進一步突破確立一個標桿”， 孟建熠這樣描繪知合的“野心”。這是一個需要耐心的事業，顯然他們做好了準備。

以下為訪談全文：

新硅: 您認為RISC-V架構現在發展到了什么階段？

孟建熠:

我認為，在應用市場強驅動的情況下，一個架構從誕生到形成成熟的生態并實現大規模落地，通常需要10年以上的時間。對于RISC-V架構而言，其發展的驅動力毫無疑問是AI。

而在以AI應用驅動RISC-V架構發展這條路上，我們已經走了5年多的時間，這段時間里其實阿里做得非常好，不僅在國內領先，在國際上也有很大的影響力，阿里的IP已經逐步被生態接受了。

經過5年多的發展，目前RISC-V架構所處的階段恰好是最關鍵的一步，那就是在應用核心需求上確立標桿企業和產品。

對于AI而言，就是“高性能”。RISC-V架構需要往更高性能的方向去進步，以標桿產品為核心，構建廣度和深度更大的生態。

新硅:您曾經提過自己始終看好RISC-V這個領域，堅定走這條路是什么原因呢？

孟建熠:

RISC-V的開源特性以及巨大的生態潛力，是我堅持RISC-V必將成功的信心所在，這是全球處理器架構正在走的一條新路。

我想用一個軌道交通系統的比喻來解釋架構、生態和應用場景的關系——架構本身就是一段段軌道，應用場景就像是一個個需要通軌交的商圈和居民區，架構的應用落地其實就是以軌道聯通不同的商圈和居民區，最后形成的軌交網絡就是生態。

當前已經形成成熟生態的X86和ARM，便是已經建成的軌交網絡。當你試圖用X86架構或者ARM架構去落地一個新的AI應用場景時，相當于你需要鋪設新的軌道將一個新的商區和原有的軌交網絡連接。

然而，此時你會面臨兩個問題：首先X86和ARM的生態特點意味著你對于軌道鋪設是沒有決定權的。

其次，由于這兩個生態最初是基于PC和移動兩個應用領域而誕生的，所以他們現有的網絡可能離你很遠，你需要很高的花費才能連接上。

而RISC-V的開源特性則給了一個全新的選擇。每個商圈和居民區都能夠參與軌道的規劃和鋪設，這意味著我們可以沒有歷史包袱地構造一個最高效匹配AI應用的生態。

而巨大的生態潛力則意味著我們無需依靠一家或者少數幾家企業去鋪設從主干道到輔路的整個軌道網絡，而是不同的生態合作者共同協作，每個人向軌道網絡貢獻自己最擅長的技術，一起去完成一個高效、先進的軌道網絡。

新硅：所以開源和生態就是RISC-V架構現在被行業看好的原因嗎？還有其它什么力量推動它成熟嗎？

孟建熠:

實際上包括開源和生態在內，還有第三種力量，就是芯片設計行業的生產關系正在發生改變。

我就舉兩個例子，第一個例子其實就是臺積電。臺積電開創了“Fabless + Foundry”的模式。

相較于以Intel為代表的重資產投入的IDM模式，臺積電讓無晶圓設計公司以輕資產的形式參與芯片產品開發成為可能，也讓流片、封裝等后端環節變成了標準的服務，大大降低了芯片開發的成本。

這種生產關系的變化一下子解放了芯片產業的創造力和生產力，并在臺積電的下游由大量Fabless公司形成了龐大的生態。

這種類似的變革也發生在X86架構和ARM架構上。

1981年，IBM發布搭載Intel首款X86架構處理器的IBM PC并大獲成功，次年，IBM攜產品成功之勢，公開了IBM PC上除BIOS之外的全部技術資料，制定了一個開放標準，從而使得不同廠商的標準部件可以互換。

“開放標準”這種全新的生產關系推動了PC產業的繁榮，也一舉將與之綁定的X86架構推成PC時代主流。

時間來到上世紀90年代，當時Intel等科技公司都是自己設計處理器核與芯片，但ARM推出了一種新的模式——設計IP核并授權給這些公司，自己并不設計芯片。

“IP授權”模式極大的降低了芯片公司設計高端芯片的難度，當時間進入21世紀，隨著移動互聯網時代的到來，芯片行業被再一次改變生產關系，成功讓ARM架構在移動設備上大獲成功，并促使了一大批基于ARM架構的移動時代巨頭誕生，比如高通、蘋果、聯發科等。

到了AI時代，面對應用場景遠比PC和移動設備豐富的情況，應用端已經產生了對新的生產關系的需求雛形，那就是自應用側由下而上定義軟硬件開發。

Google針對其AI計算需求定制專用TPU芯片就是很好的例子。而在我看來，完成這一全新的生產關系變革的答案就是RISC-V。

首先，RISC-V特別容易被人接納，經過這幾年的發展，基于RISC-V開發應用已經不需要從零開始了。RISC-V已經形成了基本的生態，有些基本的學習成本也已經投入進去了，后續可以不用重復投入學習成本。

其次，RISC-V的開源特性，大家可以自由地基于自己的需求由下而上去定義硬件。而不用像以前一樣，等著英特爾和ARM去做適配。

而生態層面，則讓應用側在做創新硬件的時候可以依靠生態合作伙伴進一步簡化創新過程，以更低的成本獲取所需的創新硬件。

新硅:那么在AI時代，RISC-V的產品的最終形態是怎樣的？比如X86在PC上，ARM在手機上。

孟建熠:

很多人都問我這個問題，目前還比較難回答，就像AI會用到什么地方一樣難回答。因為在AI時代，算力并不會具象到某一種單獨的計算設備上，而是可能以各種形態存在于云端、邊緣端和終端設備中。

所以，我認為RISC-V現在還處于滲透階段，依靠AI原生的優勢在各種AI算力的部署場景中進行滲透。RISC-V當前已經在CPU領域證明了自己，技術已經相對比較成熟。

但隨著AI應用的發展和變化，應用對于不同算力架構的需求正不斷變大，如果把AI算力歸納成一個更大的架構概念，那么必然是需要開源的，其存在的形態一定是多樣化的。

新硅:在RISC-V的生態里，您會給知合定位在什么位置？他會在這個產業上的哪個節點去起到推動作用？

孟建熠:

我給知合的定位，就是聚焦AI智算、高性能、可擴展的標桿產品，做RISC-V下一階段發展的標桿企業。

正如我在剛才的訪談中提到的，我相信RISC-V是芯片產業新生產關系變革的答案。而知合所做的事情就是利用RISC-V架構去支持廣大AI應用開發者實現自下而上定義的軟硬件協同開發。

過去我們一直在推動RISC-V生態不斷突破，今天我們要繼續把旗子豎到更高的地方去，用有競爭力的產品讓合作伙伴與我們一起去做RISC-V的生態擴張。這是開源帶來的價值，這也是我們提供的價值。

新硅:知合計算這個名字是咋來的。

孟建熠:

知這個字，通假智慧的智，我們就說知合計算，就是“智能融合計算”。它的Logo中融合著AI的元素。

另一方面也有文化維度，知行合一，技術為體，商業為用。

新硅:您認為知合最大的競爭優勢會在什么地方？

孟建熠:

我覺得知合的優勢總結起來就是三個關鍵詞——人才、國際化、生態影響力。

我們的人才擁有強大的軟硬件開發綜合能力，也擁有國際化生態運營的能力。我們與國際合作伙伴良好的關系讓我們的貢獻能夠更容易被生態所接受。

在一個生態為重的環境中，獲得生態的優先支持對于我們做移植和優化很關鍵。生態接受移植的意愿越高，意味著實際落地成本越低，而應用越多，我們的貢獻就更容易成為事實標準。

總結來說其實就是知合有能力去更快地將自身的產品與技術形成標準化的準則。產品交付就是最大的競爭力，我們知道要去跟誰合作，能夠很快的做出生態影響力，或者說知道在哪個地方去做生態，這套體系我們比較熟。

新硅:如果知合要樹一桿旗，這面旗上會繡什么呢？

孟建熠:

技術領先。

沒有技術領先，生態就對你沒有感知度。我們要做的事，是進入RISC-V的無人區，帶領大家去探索RISC-V新高度，我們要為行業定一個性能上的標桿。

全文完。

作者：張澤一

編輯：戴老板

視覺設計：疏睿

責任編輯：張澤一

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