RISC-V十五年 势不可挡

“我看不出我们能创造出什么新东西，”沃特曼说。“这跟ISA设计无关——这本身就是一项激发智力、富有创造力且技术性的任务。但要开发编译器、操作系统，移植一大堆软件？我认为这是一项耗资数十亿美元的工程，远远超出了少数学者的理解范围。”

然而，对于克尔斯特·阿萨诺维奇（Krste Asanović ）教授来说，原则高于偏好：现有的任何ISA都无法满足他们的需求。“在我看来，别无选择，”阿萨诺维奇说。“Alpha速度很快，但架构上存在很多问题。我不想要那些包袱。”

Asanović 推测，该团队在令人望而却步的商业 ISA 和限制较少但存在缺陷或正在衰落的 ISA 之间徘徊了太久。摩尔定律正在放缓，登纳德缩放定律即将终结，这要求专业化、定制化和并行化。为此，他们需要一个全新的开始。

Asanović、Waterman 和研究生同学 Yunsup Lee 在接下来的几封电子邮件中进行了讨论。最终，在 2010 年 5 月 18 日，Waterman 妥协了，接受了新 RISC 的风险。

顺便提一下，让我来谈谈RISC/risk的双关语。标题作者们总是能从中得到好处，但很多人却没有意识到，他们其实是在故意借用RISC之父戴夫·帕特森（Dave Patterson）的暗示。“我们认为，那些以资助高风险、高回报项目而闻名的政府机构可能会对我们更有利，”他告诉我。

帕特森的赌注得到了回报，他在 1980 年创建了第一个 RISC 架构。2005 年，他在加州大学伯克利分校创立了并行计算实验室 (Par Lab)，五年后，RISC-V 成为在他的指导下从该大学推出的第五个主要 RISC ISA。

自2010年那个星期二以来的15年里，RISC-V不仅是地球上第三大ISA，还登上了月球。风险高？或许吧。回报高？绝对高。

寻找利基市场

关于 RISC-V 还有两个常见的假设：该团队首先着手构建一个开源架构，并且必须努力摆脱学术界的束缚。

“我们规定它必须易于大学小型团队构建，必须高效，并且易于扩展，”Asanović 说道。“开放的要求源于我们希望通过伯克利软件分发许可证与朋友们分享我们的成果。我们希望推动学术界的计算机架构社区回归真实的 RTL 硬件设计，远离那些在现实世界中可能有效也可能无效的 C 模型。”

在随后的几年里，RISC-V 纯粹是并行计算和处理器设计课程和研究的工具。但让伯克利以外的学术界注意到它却比预想的要难。“学术界非常怀疑，”Asanović 说。“对他们来说，这只是另一个需要学习的 RISC ISA。它是个开放标准，这一点他们并不感兴趣——他们想教业界正在使用的东西。所以他们继续埋头于 x86 的研发。”

大家应该都知道“RISC-V 四大巨头”——Asanović、Waterman、Lee、Patterson。但一个你可能不太熟悉的名字是独立计算机架构师、伯克利校友 John Hauser。Asanović 称他为“披头士第五人”（the fifth Beatle）。

“Hauser 在 ISA 的塑造中发挥了重要作用，”Asanović 说道。“生态系统欠他 2020 年的虚拟机管理程序和 2023 年的高级中断架构 (AIA：advanced interrupt architecture)。但我们可能也欠他一个道歉——因为当他告诉我们 RISC-V 将会风靡一时时，我们根本就没准备好相信他。”

RISC-V 指令手册的首个版本于2011 年 5 月发布。然而，直到在加州大学伯克利分校的几节课中，团队对 ISA 设计进行了修改后，才意识到他们在 Par Lab 之外也有用户。突然间，地球另一端的人们开始质问他们为什么要改动某些东西。

“我们知道这是一个利基市场，”Asanović 说。“我们只是没想到我们也会为其他人填补这个市场。很多人专注于技术层面。从技术上讲，这比其他 ISA 更好吗？事后看来，RISC-V 的成功并非源于其技术优势，而是源于它的开放性。真正的创新在于商业模式。”

“我们没有施加任何压力，”沃特曼说。“如果说有什么影响的话，那就是在2014年项目完成的时候，我们轻轻地推了一下。既然完成了，我们就不再纠缠了。之后，事情才真正开始步入正轨。”

产业的拉动

2014 年hotchips。从左到右，5–Krste Asanović，8–Yunsup Lee，9–Andrew Waterman，12–Dave Patterson

2014 年 8 月 10 日至 12 日在库比蒂诺举行的 2014 年 IEEE hotchips 26 研讨会令人大开眼界。“我们对来自业界的吸引力感到非常惊讶，”Asanović 说。“我们参加会议时，以为我们需要大力推动这件事。显然，我们大大低估了人们对开放 ISA 的渴望。” 到 2015 年 1 月该团队在蒙特雷举办首届 RISC-V 研讨会时，平衡已经真正发生了转变。“我们预计学术界的参与人数会很少，”他说，“但实际上有 40 家不同的公司参加了会议。”

但开放性并非唯一的吸引力。团队听到的另一个主要抱怨是商业 ISA 缺乏灵活性。RISC-V 对行业的主要好处是灵活性，而非成本。然而，RISC-V 的开放性不仅降低了成本，还减少了繁琐的手续。“初创公司告诉我们，签订合同需要长达两年的时间，这让他们措手不及，”Asanović 说。“有了 RISC-V，他们当天下午就可以用上。我们无需说服任何人这是件好事。”

当年，Asanović 和 Patterson 发表了一篇具有开创性的定位论文，题为《Instruction Sets Should Be Free: The Case For RISC-V》，进一步加剧了这一热潮。在论文中，他们加倍强调了开放性，将其比作 TCIP/IP、以太网、C 语言和 Linux 等开放标准。

这篇论文对业界产生了深远的影响。Rumble Technologies 的 Mike Aaronson 读了这篇文章后，在三周内将一个基于 FPGA 的摄像头项目从 MIPS 迁移到了 RISC-V。这成为了首个使用 RISC-V 的商业产品。

在2016年7月举行的第四届RISC-V研讨会上，NVIDIA宣布计划用RISC-V取代其专有的Falcon核心（用于图形处理单元（GPU）内部的电源管理和安全等任务），以满足64位需求。这一举措最终导致仅在2024年，NVIDIA就交付了10亿个核心。这在当时或许并未引起太大关注。但这意义重大：一家顶级半导体公司选择RISC-V来执行关键的内部功能。

几个月后，第五届 RISC-V 研讨会在谷歌位于硅谷的一家工厂举行。“来自业界的参与人数远超以往，共有 107 家公司和 30 所大学参与，”英国 Imperas 公司（现已被 Synopsys 收购）RISC-V 工具业务开发执行总监 Larry Lapides 表示。“我在那里参加的讲座和交流让我确信，RISC-V 绝对已经成熟，值得业界采用。”

如今，Larry 和首席执行官 Simon Davidmann 意识到了未来的机遇，将 Imperas 定位为 RISC-V 征程中的领军力量——致力于塑造其商业未来并支持生态系统的发展。Imperas 的商业软件工具，包括模拟器和验证套件，已在整个生态系统中得到广泛采用，加速了其成熟，并为设计验证建立了最佳实践。

教育的最终拥抱

随着 RISC-V 的发展势头达到临界点，学术界终于承认了行业需求，并接受 RISC-V 作为教学架构。

“我们从上到下，将所有课程材料都转换为 RISC-V，”Asanović 说道。“而且，正如学术界常见的情况一样，各机构会‘借鉴’顶尖大学的经验。制作幻灯片很容易，但搭建实验室需要大量的精力、努力和工程工作。最终，当我们的全套资源开始出现在其他大学项目中时，我们知道我们已经产生了影响。”

RISC-V 逐渐渗透到学术界。包括麻省理工学院、苏黎世联邦理工学院和博洛尼亚大学在内的全球众多机构在其教学和研究项目中采用了 RISC-V，并利用其开源特性开发课程材料和实验练习。

早在2013年，苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和博洛尼亚大学（University of Bologna）就联手启动了一项名为PULP （Parallel Ultra-Low Power）的全新开源项目，该项目基于OpenRISC。该项目由苏黎世联邦理工学院数字电路与系统系主任、博洛尼亚大学教授Luca Benini领导，苏黎世联邦理工学院高级科学家兼微电子设计中心主任Frank K. Gürkaynak以及项目负责人Davide Rossi教授共同参与。

Gürkaynak 透露：“PULP 最初的想法并不是设计我们自己的处理器内核。但在与专有内核供应商进行几次讨论后，我们意识到需要开放这些内核的访问权限，以便进行实验并与其他合作伙伴分享我们的改进。”

PULP 团队一直在努力利用 OpenRISC 实现所需的性能。随后，Rossi 于 2015 年参加了在蒙特雷举办的首届 RISC-V 研讨会和训练营。“我意识到从 OpenRISC 迁移到 RISC-V 非常有意义，因为它拥有更庞大的社区，”他说道。“到 2015 年底，我们已经将所有核心迁移到了 RISC-V。”

“对于我们这些对研究新架构和新可能性感兴趣的人而言，能够如此自由地开发、试验和共享处理器实现，为我们打开了许多大门，”Gürkaynak 解释道。“基于我们广泛使用且获得许可的实现，我们能够更快地在学术界和工业界开展合作。RISC-V 对我们有利，我们也对 RISC-V 有利。”

离开实验室

随着 RISC-V 走向全球，是时候将其从 Par Lab 中分离出来了。“大家都知道，研究生项目一旦提交论文就会夭折，”Waterman 说。“我们需要一个更稳定的东西来承载这个标准。”

因此，RISC-V 基金会于 2015 年成立，旨在促进开放性、中立性，防止碎片化，同时将 ISA 确立为法人实体。当然，也是为了确保其在学术界转向新领域时能够持续发展。此次转型中的关键人物之一是 Rick O'Connor，他在引导早期治理模式方面发挥了核心作用，并作为基金会的创始执行董事，帮助奠定了有利于行业的架构基础。Rick 一直积极倡导将 RISC-V 从实验室转移到独立的基金会，他的领导力在弥合学术起源与商业应用之间的差距方面发挥了重要作用，确保基金会能够随着人们日益增长的兴趣而扩展。

“Rick 的想法是，第一年内加入的公司将成为创始会员；与我们一起制定会员章程，并规划未来的运作方式，”Asanović 解释道。“我预计会有六家公司注册，但最终有 42 家创始会员——包括谷歌、NVIDIA、IBM、西部数据、高通和美高森美。突然之间，我们有了 42 个法务部门——有些部门甚至有整整一层楼的法律团队——来仔细研究细则。”

“基金会的宗旨是团结所有人，但这并非易事，”基金会前董事会秘书、现任红帽首席技术官办公室杰出社区架构师 Jeffrey 'Jefro' Osier-Mixon 解释道。“我们竭尽全力，力求做到尽可能的开放透明。”

他继续说道，必须有一份会员协议，纯粹是出于天意。“协议中也有一些深层的条款保护成员之间的专利。向社区解释为什么需要这份协议（以及为什么需要签署这份协议）并不总是那么容易，但这对于确保不同利益相关者之间的信任与合作至关重要。”

与此同时，Asanović、Waterman 和 Lee 开始通过 SiFive 推动 RISC-V 的商业化。他们设想，这家新公司将为客户提供定制芯片，以满足特定应用的需求。每个项目都将独一无二，资金密集，并且重复利用的机会有限——不仅要借鉴 RISC-V，还要借鉴他们在 Par Lab 构想的所有其他创新。

“在他们给我们A轮融资之前，我们连宣传册都没有，甚至连商业模式都没想好，”阿萨诺维奇说。“当时的感觉就是‘看，你们看起来很聪明，别让我们失望’。 ” 但这个团队并没有成为一家隐形初创公司的特权。每个人都在关注RISC-V团队的下一步计划。很快，就有十几家大公司向他们索要可复用的核心IP模块。

“我们仔细考虑了一下，觉得如果按照他们的想法去做，将有助于 RISC-V 的普及，”Asanović 说。“这或许还能帮助我们在这些公司落地并拓展业务，看看还能参与哪些其他项目。” 在嵌入式领域制造了一些定制内核后，SIFive 转向了 IP 业务。

不断发展的生态系统

从2015年到2019年，商业需求开始转向可量产的IP。虽然ISA的开源特性促进了创新，尤其是在学术界，但功能验证的负担——通常耗费75%的开发时间和成本——仍然是进入该领域的重大障碍，尤其是在先进工艺节点：在3nm工艺上进行设计，需要由数千名工程师组成的设计团队耗费数万小时，并且仅在功能验证步骤就花费数亿美元。

企业不再重复造轮子，而是开始选择从新兴的商业 IP 供应商处获得经过验证的内核授权。对于许多这样的供应商来说，RISC-V 推动了其商业模式的重大转型。Codasip 首席技术官 Zdenek Prikryl 表示：“我们从一家纯粹的 EDA（电子设计自动化）公司发展成为一家集 IP 和 EDA 专业知识于一体的公司。这一转变使我们在 RISC-V 处理器的设计和定制方面处于领先地位——提供真正的异构和专用计算能力，并使我们能够探索和实施社区创新，例如CHERI（硬件增强型 RISC 指令）安全扩展。”

晶心科技在近十年自主研发嵌入式IP之后，于2016年RISC-V研讨会上正式拥抱RISC-V。“RISC-V与我们在可扩展性、定制化和实时计算方面的优势完美契合，”晶心科技董事长兼联合创始人Frankwell Lin表示。“RISC-V不仅给我们留下了深刻的印象，更让我们有机会成为一个充满活力的全球社区的一部分，在这个社区中，我们共享知识、共同开发标准，并加速行业应用。”

在同一个 RISC-V 研讨会上，存储巨头兼创始成员西部数据 (WD) 宣布，正在将其处理器核心迁移至 RISC-V。2019 年，西部数据首席技术官 Martin Fink 宣布了每年超过 10 亿个 RISC-V 核心出货量的目标——这相当于 IBM 在 2000 年对 Linux 的历史性 10 亿美元投资。这一承诺标志着迄今为止老牌量产厂商做出的最重大的公开支持，而西部数据也最终兑现了这一承诺。

说到Linux，大约在这个时候，RISC-V和Linux基金会宣布了一项联合合作协议，旨在加速开发和应用。卡莉斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）接替里克·奥康纳（Rick O’Connor ）担任首席执行官，监督了基金会于2020年向RISC-V国际协会（RVI）的过渡。该协会现总部位于瑞士，旨在追求不受限制的访问和地缘政治中立。作为此次过渡的一部分，RISC-V国际开始利用Linux基金会作为基础设施、治理和社区支持的服务提供商。

雷德蒙德的任期开启了全球战略增长的新纪元。她率先推出一系列举措，将RISC-V的影响力拓展到新的地区和行业，同时将该架构定位为全球数字主权的支柱。尽管新冠疫情（COVID-19）导致全球经济中断并引发芯片短缺，但这一时期行业参与度依然快速增长，商业生态系统也正在蓬勃发展。

里克·奥康纳 (Rick O'Connor) 于 2023 年退休前一直担任 OpenHW 集团 (OpenHW Group) 的总裁兼首席执行官。OpenHW 集团是一家新成立的非营利性全球组织，致力于促进开发者合作，推动 RISC-V 硬件在商业和学术领域的应用。OpenHW 集团目前拥有自己的 RISC-V 内核系列，旨在提供工业级开源硬件，让社区能够在此基础上融入自己的突破性 IP 和独特创新。

OpenHW 首席执行官 Flo Wohlrab 指出：“在 RISC-V 之前，CPU IP 被限制性的保密协议 (NDA)、高昂的 NRE 成本和专利费模式所束缚，这使得在芯片层面进行开放式协作几乎不可想象。如今，得益于 RISC-V 和 OpenHW，我们看到了一个全球生态系统，企业不仅采用开放核心，还积极构建产品并围绕它们创造全新的市场。”

RISC-V 无国界

尤其在过去五年，RISC-V 在世界舞台上站稳了脚跟。“RISC-V 现在是一个真正的全球性实体，”Osier-Mixon 说道。“各国正在政府层面积极参与 RISC-V，追求数字主权。15 年前，谁能想到像巴西和印度这样的国家会将其作为国家计算架构的核心？你以为的只是一只国鸟或国旗——但实际上它却是一个计算架构？这真是太了不起了。”

但这些发展并非偶然。雷德蒙德坚持不懈地引导RVI成为开放计算的中立平台——与各国政府和政策制定者展开对话，并使其架构与战略技术独立计划保持一致。

巴西加强了其在 RISC-V 生态系统中的作用，并于 2024 年 2 月成为 RISC-V International 的高级成员。2025 年 7 月，圣保罗将举办第二届 RISC-V 巴西活动，继续在战略上推动拉丁美洲的开放标准创新。

印度对 RISC-V 的参与始于 2014 年，当时由印度理工学院马德拉斯分校发起并得到电子和信息技术部 (MeitY) 支持的 Shakti 项目。这项学术努力为该国更广泛的 RISC-V 宏伟目标奠定了基础。2022 年，MeitY 启动了“数字印度 RISC-V”（DIR-V）计划，旨在推动本土 RISC-V 处理器的开发，以满足战略和商业应用的需求。这已成为印度“自力更生印度运动”（Atmanirbhar Bharat Abhiyaan）的重要组成部分。

“即使在很早以前，像印度这样的国家就已经意识到 RISC-V 对国家安全非常有利。他们不必依赖外国供应商来提供关键的计算基础设施，”Asanović 说。

过去15年，人们对国家支持的网络攻击的认识也显著提高。对IT安全的担忧也愈发强烈。因此，各国都将自身国家安全利益放在首位，并认识到实现这一目标需要构建可信且自主的硬件实现。

“如果它是专有的，并且由不同的国家行为体拥有，那么信任就不存在了，”阿萨诺维奇说。“你需要一个开放的标准——这样你就可以重复使用软件，并在你自己的、值得信赖的硬件上运行它。”

尤其是中国，它已将RISC-V视为迈向架构自主的途径。2019年，阿里巴巴旗下芯片子公司平头哥宣布了其首个RISC-V项目——玄铁910，这是一款商用多核64位处理器，具有矢量扩展功能，将RISC-V带入中国技术主流，并为中国芯片制造商的未来发展奠定了坚实的基础。一年后，中国科学院软件研究所（ISCAS）发布了中国首个基于RISC-V的openEuler Linux发行版。

ISCAS在虚拟化领域也取得了重大进展，为 Kata Containers 和 Cloud Hypervisor 等项目做出了重要贡献。他们最新的里程碑——一个基于 LLVM 且支持矢量的全新 RISC-V 镜像，已在 K1 开发板上成功测试，这标志着 openEuler、中国乃至更广泛的 RISC-V 社区向前迈出了重要的一步。

垂直对齐（Vertical Alignment）

去年，应用级RVA23 规范的批准标志着该架构的又一个里程碑。凭借其内置的关键组件——向量、虚拟机管理程序和密码学，RVA23 已在将 RISC-V 扩展到人工智能、汽车平台以及 Android 等丰富的操作系统 (OS) 环境等领域方面发挥着至关重要的作用。

RISC-V International 新任首席执行官 Andrea Gallo 表示：“配置文件是跨 RISC-V 实施的应用程序和系统软件可移植性的基础。只有拥有一个可供软件供应商选择的标准配置文件，并且多个供应商能够在其中合作，才能实现大型软件生态系统。”

随着基础差距的缩小，重点正转向在特定的垂直市场中实现完整的生态系统，每个市场都有不同的需求：软件框架、工具链、实时功能、安全标准以及针对性能、功率和面积优化的核心实现。

“RVA23 对我来说是一个重要的里程碑，因为它意味着我们已经不再质疑‘RISC-V 能做到吗？’——它确实能，”Asanović 说。“ISA 已经成熟，工具链稳定，核心功能强大。”

不过，他表示，该配置文件是通用的——它并不与任何特定的垂直细分市场绑定。随着更高性能内核的出现，以及人们对 RISC-V 基础组件的熟悉程度不断提升，我们将看到围绕每个垂直领域出现新的生态系统。

然而，他提醒道，我们不应该急于为每个垂直行业创建配置文件。“每个垂直行业都需要一个完整的解决方案。例如，我们会精准识别构建成功的汽车 MCU 配置文件所需的一切，并收集所有必要的组件。最糟糕的情况是，我们只为 100 个市场提供 90% 的解决方案。更好的情况是，为 10 个市场提供 100% 的解决方案。”

“这正是 RISC-V 15 周年诞辰如此重要的转折点，”Gallo 说道。“未来几年，RISC-V 生态系统将进入一个新阶段，高性能核心和更广泛的行业信心将推动在航天、汽车、数据中心、嵌入式系统、高性能计算 (HPC) 和安全等领域实现有针对性的生态系统开发。”

人工智能成为焦点

RISC-V 还能加速工作负载驱动型处理器的设计。芯片设计人员可以根据特定的应用和领域需求定制设计，从而针对从生成式 AI 到自主导航等各种计算密集型 AI 工作负载进行优化。

Gallo 表示：“RISC-V 可以将针对机器学习 (ML) 和其他数据密集型任务定制的指令直接集成到处理器中。这有助于开发专用的核内和近核硬件加速器，用于这些工作负载中常见的特定操作，例如矩阵乘法或张量运算。”

Gallo 表示，人工智能将成为将一切凝聚在一起的粘合剂。“它贯穿各行各业。正因如此，我们才如此重视人工智能，从软件到基础指令集 (ISA)。无论垂直领域，从汽车到超级计算机，我们都希望开发者拥有所需的工具和智能。”

RISC-V 的目标很简单：成为所有计算设备、所有垂直行业的行业标准 ISA。当我问人们他们认为是什么阻碍了 RISC-V 生态系统的发展时，我得到的答案都是一样的——软件。

博洛尼亚大学副教授 Davide Rossi 表示：“RISC-V 在未来 15 年面临的最大挑战将是创建一个成熟的软件生态系统——尤其是针对 HPC。”

“这有点像先有鸡还是先有蛋的问题，”Asanović 说。“如果没有软件来运行，构建针对某个垂直细分市场优化的核心毫无意义，但没有人会为一个不存在的核心编写软件。所以，整个行业需要共同进化。”

“最后倒下的多米诺骨牌很可能是应用服务器和移动设备，因为这两个领域的软件安装量实在是巨大，”Waterman 说。“首先，我们将看到 RISC-V 用于这些设备中更专业的任务——例如网络数据包处理、AI 优化的流量路由、电源管理和安全性。”

Waterman 在 2010 年预测软件将成为 RISC-V 的最大障碍，这一预测至今仍然成立。但与早期不同，这已不再仅仅是少数学者的领域。如今，像 RISC-V 软件生态系统 (RISE) 项目这样雄心勃勃的项目正在为商业成功奠定基础，通过为应用处理器建立具有生产级工具链、运行时环境、虚拟化和操作系统级集成的强大且可扩展的软件生态系统。

RISE 由高通、谷歌、英特尔、恩智浦、英伟达、红帽、三星等公司于 2023 年 5 月创立，通过成员贡献以及为外部授予的合同提供超过 100 万美元的资金，RISE 一直致力于推动上游开源软件项目的发展。

RISE 管理委员会主席 Amber Huffman 表示：“当社区团结起来解决难题时，奇迹就会发生。我们成立 RISE 正是因为认识到，需要通过协作来为 RISC-V 提供高性能且可商用的软件。”

与阿萨诺维奇一样，Huffman认为这是一个“先有鸡还是先有蛋”的问题。“要想成功，新的指令集架构及其功能必须由强大的底层软件支持，”Huffman解释道。“但这些软件通常要等到平台被采用后才会构建。RISE 很荣幸能与 RISC-V International 合作，共同打破这一循环。”

为了助力开发者生态系统，RISE 发布了RISC-V 优化指南，并于近期启动了RISC-V 开发者奖励计划，以奖励在 RISC-V 上移植、测试和发布开源项目的开发者。这只是 RISE 社区众多贡献中的两项，这些贡献推动了 RISC-V 开源软件的发展。

随着软件堆栈的全面建立，RISC-V 的时代将真正到来。Codasip 的 Zdenek Prikryl 表示：“未来 15 年，RISC-V 将真正跨越鸿沟，被主流广泛采用。我设想未来基于 RISC-V 的台式机和笔记本电脑将与其他架构并驾齐驱，并逐渐成熟，与现有的生态系统并驾齐驱。虽然我们已经看到了朝着这一愿景的进展，但我相信，最激动人心的发展仍在前方。”

OpenHW 的 Flo Wohlrab 表示：“15 年后，OpenHW 基金会将成为高质量开源内核的首选之地。芯片制造商也会使用这些内核，就像如今 Linux 在业界被广泛使用一样——庞大且充满活力的生态系统将带来更多、更快的创新。”

V 代表向量（Vector）

RISC-V 中的“V”也代表着向量，这并非什么秘密——这反映了 Asanović 长期以来将向量处理作为 ISA 核心功能的愿景。“很高兴看到大家再次对向量感到兴奋，”他说。“我在 1990 年代初期的论文芯片就是用于运行神经网络的向量机。”

这一意图后来在 RISC-V 矢量扩展 (RVV) 中得以实现，这是 RISC-V 与其他 ISA 的关键区别所在。RVV 提供可扩展、灵活的矢量功能，涵盖从边缘设备到 HPC 等各种应用。

“我认为，在使用矢量和矩阵处理支持高强度数值计算方面，我们领先于其他架构，”Asanović 说道。“看看我们是如何设计矢量 ISA 的。我有点偏心，因为我领导了其中的大部分工作，但它比其他 ISA 中的矢量扩展更具可扩展性，而其他 ISA 中的矢量扩展并没有获得太多关注。”

无论是否存在偏见，事实依然不变：RISC-V 的优势在于其纯粹的架构，摆脱了传统架构的束缚。结合强大的矢量和矩阵扩展功能，RISC-V CPU 无需加速器即可处理未来高要求的 AI 工作负载。GPU 和 NPU 在 AI 中扮演着重要的角色，但如今，CPU 才是驱动大多数 AI 处理的关键。

RISE项目近期成立了一个专注于AI/ML的工作组，将其作为协作空间，以确保广泛使用的AI软件（例如PyTorch CPU、Llama.cpp、GGML、LiteRT、OpenBLAS）在RISC-V硬件上保持高性能。在中国，中科院软件研究所迅速拥抱了RVV，为多媒体框架和ffmpeg、PipeWire和Tesseract等开源项目带来了关键的性能改进。

Waterman 表示：“对人工智能的日益关注也使 RISC-V 更容易赶上其同代产品。越来越多的软件以框架的形式出现，这些框架比一整套随机软件更具可移植性。”

随着 RISC-V 性能的提升，将 AI 工作负载从云端迁移到边缘的能力也随之增强。ESWIN Computing 是一家正在探索这些可能性的公司，该公司最近在其基于 RISC-V 的 EIC77 系列开发板上本地运行了DeepSeek LLM。

ESWIN 高级副总裁兼首席技术官何宁博士表示：“RISC-V 使我们能够在芯片架构层面进行创新。其开放式架构促进了 CPU 与 AI 加速器（例如 NPU 和 TPU）之间的深度协作。该架构支持异构计算的协同设计，有效加速了 AI 在边缘的部署。此外，它还能够根据特定需求提供不同的向量宽度，这使我们能够实现比以往更高水平的定制化。”

“HPC就在我们身边”

RVV v1.0 的批准代表了 HPC 领域的重大突破——欧洲处理器计划 ( EPI )、EUPilot和欧洲 RISC-V 数字自主 ( DARE ) 等欧洲项目都充分利用了该扩展对超级计算及其他领域的优势。

Waterman 表示：“鉴于我们并没有特别希望 ISA 在伯克利之外使用，所以其他人会尝试用 RISC-V 构建超级计算机的想法仍然让我感到震惊。” 然而，这些尝试不仅已经进行，而且其最终的成功也使 HPC 成为该架构中最令人兴奋和意想不到的前沿领域之一。

巴塞罗那超级计算中心 ( BSC )首席研究工程师 Teresa Cervero 表示：“如今，RISC-V 具备 HPC 能力已毋庸置疑。尤其是在过去 5 年里，商用 RISC-V HPC 平台与更成熟架构之间的性能差距正在呈指数级缩小。”

Cervero 表示，RISC-V 提供了一个重新定义 HPC 未来的独特机会。“我们必须探索、利用并发掘它相对于其他架构的优势，而不是重复它们一直在做的事情。未来的超级计算机将更加异构，复杂程度也将更高，而 RISC-V 带来了以不同方式应对这一挑战的可能性。”

Cervero 还煞费苦心地指出，我陷入了将 HPC 与超级计算机等同起来的陷阱。事实上，她说，HPC 无处不在——任何能够快速处理复杂任务或海量数据的系统都符合 HPC 的范畴。而 HPC 的一个主要前沿领域是汽车行业，向软件定义汽车 (SDV) 的转变需要灵活、可扩展的计算能力。

软件定义汽车

随着汽车行业的发展，RISC-V 正在大力融入未来汽车。其开放、模块化和可定制的设计意味着汽车制造商可以快速适应、降低成本并精准构建自身需求，而无需受制于其他厂商的路线图。该生态系统已提供经 FuSa 认证的编译器、软件开发工具和可用于汽车应用的组件，以及丰富的操作系统和虚拟平台。

或许最重要的是，它使汽车制造商能够缩短产品上市时间。“汽车行业历来是一个非常传统的行业，”Osier-Mixon说道。“汽车制造商对快速变化的定义是每五到十年进行一次创新。”

英飞凌科技公司软件高级总监Thomas Schneid表示：“随着电动电子汽车的革命，这种迭代需要每两到三年进行一次。我们需要大幅降低复杂性——架构、软件、连接性和网络——并减轻线束的重量。”

我问他，我们如何才能实现这份清单？“虚拟化和标准化将是关键，”Schneid继续说道。“RISC-V 将使英飞凌能够提供一种可扩展且经济高效的方式来满足未来汽车微控制器的多样化计算需求，提供可用于多个处理核心的单一架构，并通过其开放和包容的特性实现可靠性、可扩展性和创新性。”

这个细分市场需要基于开放标准硬件和软件优势的可靠、安全且可靠的解决方案。Schneid 表示，RISC-V 的魅力在于，我们可以用单一架构实现所有这些。“这是一个从单一实体拥有的专有封闭解决方案向建立在许多关键市场参与者之间紧密协作的环境的转变。”

在未来几年内建立高性能汽车 RISC-V 参考平台将减少对专有架构的依赖，并确保长期竞争力。Chips JU 项目TRISTAN和ISOLDE旨在促进欧洲 RISC-V 生态系统的成熟和工业化，以及专门的汽车 RISC-V 路线图，是关键的推动因素——协调利益相关者构建可扩展、基于标准的软件和硬件平台，以满足欧洲在下一代移动出行方面的战略需求。

走向外太空

超级计算机和自动驾驶汽车并非 HPC 的唯一目标。上个月，欧洲航天局 (ESA) 和 Frontgrade Gaisler 公司在哥德堡举办了 RISC-V 太空研讨会，重点介绍了 RISC-V 在太空应用中的重要作用。来自 ESA、AMD、泰雷兹等公司的演讲嘉宾分享了关于 HPC、AI、抗辐射系统和开源硬件的见解，彰显了该架构在地球之外的蓬勃发展势头。

“很早以前，我就预见到太空将成为 RISC-V 最引人注目的长期用例之一，”Asanović 在 2021 年 IEEE 空间计算大会上发表了题为“指令集希望摆脱重力”的演讲。“跨越数十年的任务需要一个不会改变或消失的 ISA。有了 RISC-V，如果你的航天器在 50 年后仍在运行，那么软件工具不仅会继续运行，而且还会一直处于活跃的开发阶段，并拥有强大的生态系统和社区。这是太空计算所需的基础，也是我们着手构建的目标。”

Microchip 产品架构与规划主管 Ted Speers 表示：“从第一天起，Microchip 就将 RISC-V 与太空紧密联系在一起。” 如今，这种联系已发展成为一个成熟的太空级计算平台，并与美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 签订了一份价值 5000 万美元的高性能太空飞行计算 ( HPSC ) 平台合同。

PIC64-HPSC SoC 基于多个 SiFive RISC-V 内核构建，将提供抗辐射版本、内置容错功能、后量子加密以及用于边缘 AI 的矢量加速。其目标是什么？重新定义在轨及更远距离的无限可能。Speers 解释说：“我们正在支持一系列任务，从立方体卫星到月球着陆器，并具备太空系统中前所未有的计算和容错能力。当你掌控了微架构，你就能做很多事情来确保其安全并为太空应用做好准备。”

PIC64-HPSC 集成了 SiFive 的 RISC-V 内核，预计将用于几乎所有未来的太空任务，包括月球和火星表面任务。该架构已在轨道上验证了其性能——2022 年，基于 RISC-V 的 Microchip PolarFire® SoC 飞行计算机在国际空间站（实际上是安装在外部）的 9 个月的运行中表现完美，标志着该架构从研究实验室走向实际部署的重要里程碑。

火星已进入生态系统的视野。但对斯皮尔斯来说，更大的蓝图在于动力。“太空就像一个飞轮，”他说。“我们越是利用像 RISC-V 这样开放、适应性强的平台，我们就越能快速地驶向下一个前沿。我相信，到 2040 年，所有商业科技公司都会制定太空战略。”

“太空持续激励着许多年轻人，”Frank Gürkaynak说道。“我们的一位博士生在得知自己可以从事太空相关项目后，特意选择加入我们团队。这个领域与我们团队的优势非常契合；事实上，我们的下一代太空级芯片即将投入生产。”

传递接力棒

鉴于时间和空间的巨大差距，最终引领潮流进入轨道甚至更远的，将是今天的年轻人。在此之前，我们有责任建立一种吸引下一代创新者的文化。在这方面，Frankwell Lin表示，RISC-V 生态系统已经远远超出了其半导体产品的总和。“对于晶心科技的许多工程师来说，RISC-V 不仅仅是一个平台，而是一种共享的文化，”他说道。“我们参与了每一个关键的工作组，推动了技术辩论，并帮助批准了塑造未来芯片的规范。”

这种开放、协作、以及高度关注未来的文化，使得 RISC-V 不仅仅是一种技术选择，更是一场变革。如同所有伟大的变革一样，它最大的影响力或许不在于它已经取得的成就，而在于未来 15 年将会带来的改变。

无论从文化还是计算的角度来看，15年都是一段漫长的岁月。回溯到2010年，你会发现那时的世界还没有USB、DVD或Java——收音机里播放着《黑帮天堂》（Gangsta's Paradise），亚马逊则是一家小众的在线书店。RISC-V的许多先驱——经验丰富的老将，拥有漫长而成功的职业生涯——仍然活跃在业界，他们放弃了应得的休养生息，来培育这个社区。有些人已经另谋高就；有些人则遗憾地离开了我们。他们的遗产依然存在，并深深地嵌入到雷德蒙德所说的“未来几代计算的基石”——架构和代码中。

如今，这一传承正通过“一生一芯”（OSOC）和“三十小时帮你设计微处理器”（MYTH）等项目激励着新一波创新者。OSOC由中国科学院大学于2019年启动，旨在让学生毕业时能够拥有完全自主设计的RISC-V处理器芯片。OSOC旨在通过理论与实践相结合的动态教学，降低RISC-V处理器芯片设计的门槛，使更多学生能够积极参与设计过程的每一步，从概念到解决实际问题。截至2025年5月，OSOC的注册总人数已超过12,000人。

“试想一下，下一代在 RISC-V 作为其原生架构的环境下成长，15 年后将会取得怎样的成就，”中国科学院计算技术研究所研究员包云岗教授说道。“我的学生可以使用一套开放灵活的工具集，帮助他们将大胆的想法转化为实际的芯片。这就是我创办 OSOC 的原因——让每位学生毕业时都能设计出自己的 RISC-V 芯片，亲身体验从构思到实现的完整设计周期。”

美国高中生、MYTH 研讨会毕业生 Sonit Sahoo 出生于 2010 年 RISC-V 成立前不久。他是越来越多通过 RISC-V 学习计算机工作原理的青少年之一。

“我十岁的时候，为 Commodore64 模拟器写了一个平台游戏，”他解释道。“我花了好几个月的时间。可惜的是，我没能弄到一台真正能用的 Commodore 模拟器，兴奋劲儿也随之消退。不管怎样，这个项目让我渴望打造自己的硬件来运行我的程序——这最终让我找到了 MYTH。”

虚拟 MYTH 研讨会由半导体教育科技公司 VSD 和 Redwood EDA 联合举办，对 RISC-V 架构进行了结构化的介绍，通过实践实验室涵盖了从软件到硬件的概念。

“我们行业的未来取决于早期的灵感，”VSD 联合创始人 Kunal Ghosh 说道。“如果一个 15 岁的孩子能够使用开源工具在家构建 RISC-V 处理器，想象一下 15 年后他们可能会设计出什么。我们不仅仅是教授电路——我们还在培养自信、创造力，以及世界迫切需要的新一代半导体创新者。”

“作为研讨会的一部分，我为 RISC-V 构建了一个自定义浮点扩展，”Sahoo 说道。“它不仅结合了我对数论、编程和硬件设计的热爱，还真正帮助我理解了计算机的构造。”

Sahoo 表示，这一特性正是 RISC-V 强大之处的关键。“从跨国公司到业余爱好者，任何人都可以以极低的门槛构建出功能强大、功能齐全的产品。15 年后，我希望用 RISC-V 构建出一款令我和所有使用它的人都引以为豪的产品。一款能够对全人类产生持久影响的产品。”

对于 Frankwell Lin 来说，本周不仅仅是一个里程碑，更是一次验证的时刻。“RISC-V 已经准备就绪，经过验证，并且功能强大。如果您正在构建未来，那么这就是您应该依赖的平台。”

“当我考虑攻读计算机架构博士学位时，我去剑桥大学拜访了子程序调用的发明者David Wheeler，”阿萨诺维奇回忆道。“他告诉我，计算机架构领域已经没什么可做的了。要是他能看到我们现在在做什么就好了。”

我们正在构建一个比以往规模更大、数量级更大的东西。未来15年，我们充满期待。它总是在发展，总是在引人入胜，而且不会放慢脚步。这个故事才刚刚开始