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2025年RISC-V芯片数量将增至800亿,智能家居起强劲助推作用

Simon观察 来源:电子发烧友网原创 作者:黄山明 2024-01-07 14:10 次阅读
电子发烧友网报道(文/黄山明)随着物联网技术的发展,智能家居市场正在迅速增长。RISC-V作为一种开源的指令集架构,具有模块化、可扩展、易定制的优势,非常适合应用于智能家居领域。

在智能家居中,各种设备需要连接互联网,进行数据传输和处理,因此需要高性能、低功耗的处理器RISC-V由于其开放性和灵活性,可以针对不同的应用场景进行定制化设计,满足智能家居设备对性能和功耗的要求。

RISC-V芯片有望在2025年增至800亿

作为当前流行的一种精简指令集,RISC起源于美国加州大学伯克利分校的EECS部门的计算机科学部门的David Patterson教授及其团队的一项课题研究。而之所以研究RISC指令集,主要是因为当时英特尔ArmCPU厂商对于CPU架构的授权要求严格,授权费用高昂,市场上又没有其他的开源或者免费的选择,因此从零开始设计一套全新的开源CPU架构。

这也让RISC-V从设计之初,便具备指令精简、模块化、开源、可扩展、免费等优点。其中最值得注意的便是,RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

巨大的优势让RISC-V架构在过去的十余年里飞速发展,一跃成为比肩x86、Arm的第三大架构。有数据显示,Arm架构用了17年完成了100亿内核出货量,而RISC-V只用了12年。据RISC-V基金会的数据,2022年采用RISC-V芯片架构的处理器核已出货100亿颗。

看到RISC-V如此广受欢迎,RISC-V之父&图灵奖得主David Patterson在今年乐观表示,已经有超过70个国家的开发者正在研究RISC-V,预计3到5年后RISC-V将无处不在。

据市场分析机构Counterpoint Research预测,到2025年,RISC-V 处理器累计出货量将超过800亿颗,年复合增长率高达114.9%,届时RISC-V将占据全球14%的CPU市场、28%的IoT市场、12%的工业市场和10%的汽车市场。

此外还有研究数据显示,基于RISC-V架构的AI芯片市场,到2027年将达到2910亿美元,年复合增长率73.6%;在通信类AI SoC市场,RISC-V从2019年到2027年间将保持21.2%的年复合年增长率;在数据中心市场,2021到2025年RISC-V CPU核市场的年合增长率将高达115%。

目前,包括AMD英伟达、华为、谷歌、英特尔等公司,正在推进RISC-V的应用和生态系统的发展,在处理器领域,也有越来越多的RISC-V产品被推出,包括SiFive的U8、U7系列,英伟达的Grace处理器,华为的鲲鹏处理器以及平头哥的玄铁系列等。

操作系统方面,包括 Linux、安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、 openKylin、创维酷开系统等操作系统都已经进行了支持。

智能家居是RISC-V的重要市场

与x86、Arm主要应用在智能手机、PC或游戏主机等产品不同,RISC-V将目光集中在IoT、AI、智能家居以及高性能计算等领域。这也让RISC-V在许多用户中的感知并没有x86与Arm那么强。

不过错位赛道竞争,也让RISC-V得以迅速发展,如在智能家居领域,几乎只要使用过智能家居设备的,大概率都会成为RISC-V的消费者。

由于RISC-V本身是基于精简指令集计算原理,建立的一个整数运算指令集,只有不到50条基本指令。并且还采用了模块化设计,对于不同处理要求的加速芯片都是兼容的,加上可移植性好,能够跨平台移植代码。而免费开源,更是意味着可以节省高昂的授权费用。

这也让基于RISC-V的产品在智能家居领域大行其道,其性价比高、低功耗、设计简单等优点,击中了众多智能家居厂商的痛点。比如RISC-V的开源特性可以激发更多的创新和竞争。厂商和开发者可以在RISC-V的基础上进行二次开发,推出更先进、更符合市场需求的产品,推动智能家居市场的进一步发展。

尤其在一些智能家居单品上更为明显,RISC-V能节约成本,既能节约来自ARM的授权费用,又能通过砍掉不必要的部分,再节约一点硅片面积,让芯片成本更低一点。

此外,还有如键盘上的RGB等控制,筋膜枪中的电机驱动,充电管理以及控制芯片等,智能家居中的Wi-Fi MCU等,都可以基于RISC-V来制作。

随着AI技术的加入,智能家居未来在性能上的要求也将更高。而RISC-V作为一种高性能的指令集架构,可以满足AI应用对计算性能的高要求。通过优化RISC-V的指令集和硬件设计,可以提高AI计算的效率和精度,提升AI应用的性能。

同时RISC-V可以与AI编译器、AI加速器等软件工具结合,提供软硬一体的计算解决方案。这种方案可以充分发挥RISC-V在计算性能和定制化设计方面的优势,同时提高AI应用的执行效率和可靠性。

另一方面RISC-V作为一个开源的指令集架构,拥有庞大的开源社区支持。这为AI应用提供了丰富的软件资源和开发工具,降低了AI应用的开发和维护成本。

因此,RISC-V和AI的结合,是一种顺应时代的选择。目前AI无论是训练还是推理,更多的是基于GPU的做法。GPU本身是一种相对专用的加速器,虽然它一直在提高完备性,但是它作为一个加速器和它的主控CPU之间,事实上在协作过程中始终还是需要开发者,包括这个生态的很多人付出非常多的工作,去解决协同的问题。

随着服务器和超算、AI训练和推断、包括ChatGPT之类应用的发展,对强大算力的需求越来越迫切。鉴于RISC-V具有模块化、可扩展、易定制的优势,以及不受垄断制约、供应链安全容易保障的优势,不少国内厂商正在全力推进提供强大算力的RISC-V方案,以应对未来包括全屋主动智能的时代潮流。

小结

RISC-V作为一种新兴的开源指令集架构,在智能家居领域具有广泛的应用前景,可以降低芯片设计的成本和门槛,提高芯片的性能和可靠性。随着智能家居市场的不断扩大和技术的不断发展,RISC-V在智能家居领域的应用前景将更加广阔。同时,随着RISC-V技术的不断成熟和成本的不断降低,RISC-V在智能家居中的渗透率也将不断提高。
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