美国对中国发起的半导体战，有望加快RISC-V在全领域的发展

Forrester Research 分析师 Glenn O'Donnell表示，Arm 可能认为 RISC-V 不会对其在数据中心的新立足点构成威胁，但中国芯片制造面临的日益增长的压力最终可能会改变这一点。  

过去几年，美国对中国芯片制造商实施出口禁令和贸易限制，以遏制该国的半导体产业，包括禁止与中国军方有联系的公司从英特尔、AMD 和英伟达等公司购买 x86 处理器和 AI 套件。  

“由于美中贸易战限制了 x86 对中国的销售，中国基础设施供应商和云提供商需要适应以继续经营，”O'Donnell说。“他们最初转向 Arm，但那里也存在贸易限制。中国玩家对 RISC-V 表现出极大的兴趣。”  

RISC-V 为中国开发自己的架构提供了一条捷径。“想出一个全新的架构几乎是不可能的，”O'Donnell说。但是“基于某种架构的设计与架构本身有很大的不同”。  

因此，根据去年发布的一份报告，大多数 RISC-V 成员都位于中国也就不足为奇了。中国政府支持的中国科学院正在积极开发开源 RISC-V 性能处理器。  

已经在部署 Arm 服务器处理器和 smartNIC 的阿里巴巴 T-Head 也在探索基于 RISC-V 的平台。但就目前而言，它们主要局限于边缘和物联网设备。然而，O'Donnell 强调，没有技术原因会阻止某人开发服务器级 RISC-V 芯片。  

“与 Arm 类似，许多人认为 RISC-V 无法满足要求更高的应用程序的需求。他们错了。两者都是架构，而不是特定设计。因此，可以基于任一架构设计强大的处理器，”他说。   

谷歌RISC-V化TPU  

不仅中国将从 RISC-V 的开放性和可扩展性中受益。“我可以看到云提供商的利基应用程序可以调整软件层以使底层处理器在很大程度上不可见，” O'Donnell说。  

最近的一个例子是谷歌。今年 9 月，这家搜索巨头透露，它正在与 RISC-V 芯片设计公司SiFive 合作，将后者的 64 位 RISC-V 应用内核集成到其 TPU 芯片系列中。  

谷歌的 TPU 专为加速使用 TensorFlow 编写的机器学习工作负载而设计，该加速器具有大型 bfloat 矩阵数学引擎——谷歌称这些 MXU——具有一些高带宽内存和应用程序 CPU 内核，使其易于编程。据我们所知，谷歌一直在研究将这些 MXU 与 SiFive 的 CPU 内核组合在一个封装中的芯片，以形成一个灵活且可编程的 AI 数学加速器。  

SiFive 业务开发高级副总裁 Jack Kang 在接受The Register采访时表示，这些芯片是与谷歌合作大约一年的结果。  

从本质上讲，谷歌提供了强大的矩阵数学运算引擎，而 SiFive 的 X280 处理器内核提供了用引擎做有趣事情所必需的其他位。这里的想法是用户可以与 TPU 交互，就好像它只是嵌入 RISC-V 片上系统的另一个加速器块一样。“它看起来就像一个 X280”处理器，Kang 说。   

数据中心中的RISC-V驱动器  

在本月早些时候宣布其第二代 Neoverse V2 核心架构的新闻发布会上，Arm 高管淡化了开源 ISA 对其芯片帝国的风险。  

Arm 基础设施业务高级副总裁兼总经理 Chris Bergey 表示：“我们真的不认为 RISC-V 现在或不久的将来在数据中心领域是我们的重要竞争对手。”他认为竞争对手 ISA 最适合利基应用。  

虽然目前可能还没有 RISC-V 芯片能够与为亚马逊的 Graviton 或 Ampere 的 Altra 芯片提供动力的 Arm Neoverse 内核并驾齐驱，但这并不意味着 RISC-V 没有进入数据中心以其他方式。  

O'Donnell 解释说，与软银旗下的 Arm 相比，RISC-V 最吸引人的地方之一是基于该技术构建芯片的成本相对较低，尤其是对于嵌入式处理器等高度商品化的用例。虽然没有服务器 CPU 那样迷人，但嵌入式应用程序是 RISC-V 进入数据中心的第一条途径。  

每个插入服务器的外围设备都内置了一台小型计算机。以硬盘驱动器中的存储控制器和其他微处理器为例。这些控制磁头的运动，因为它们读取和写入数据。我们也看到了围绕 SSD 控制器的类似发展。  

几家硬盘制造商已承诺将其嵌入式处理器转换为 RISC-V。西部数据表示，它已经开发了四款 RISC-V 处理器，用于各种产品，而希捷表示，它正在开发两款芯片，以取代其传统上依赖于其存储套件的 Arm 处理器。  

这些嵌入式应用程序是 O'Donnell 预计 RISC-V 将得到广泛采用的地方，包括数据中心。开源 ISA 是否会上升到 Arm 或 x86 的水平，完全是另一回事。  

“他们能否围绕 RISC-V 架构设计高性能处理器？是的。我认为我们正在看到一些证据，”他说。“我没有看到任何证据表明它的性能与英特尔或 AMD 的 x86 甚至苹果的 M1 芯片相当。”  

如果美国对中国半导体行业的施压继续有增无减，那么只需要一个有竞争力的芯片就可以证明这是可能的，O'Donnell 解释说。“一旦有人证明可以做到，它就会打开大门。”  

“如果中国真的认真对待这件事，我们就可以有一个真正可行的第三架构来应对。”   

Arm还面临另一个头疼的问题，对 RISC-V 的支持现在正由主要在阿里巴巴和中国科学研究所的程序员提供到主线 Android 内核中。这将为各种由 RISC-V 处理器驱动的“机器人”设备打入 Arm 的核心市场——移动和嵌入式市场——铺平道路。

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