在2025年RISC-V中國(guó)峰會(huì)的“高性能計(jì)算分論壇”上，國(guó)產(chǎn)RISC-V技術(shù)先鋒芯來(lái)科技的市場(chǎng)戰(zhàn)略助理副總裁馬越，向與會(huì)者詳細(xì)介紹了公司最新研發(fā)的高性能RISC-V處理器IP——UX1030H。這款處理器IP不僅遵循最新的RVA23 Profile規(guī)范，還預(yù)示著國(guó)產(chǎn)RISC-V技術(shù)將樹(shù)立高性能新標(biāo)桿。

RISC-V，這一開(kāi)放且可擴(kuò)展的主流指令集架構(gòu)，近年來(lái)發(fā)展迅猛，已成為推動(dòng)芯片自主化和架構(gòu)創(chuàng)新的關(guān)鍵力量。過(guò)去，RISC-V主要應(yīng)用于中低功耗的智能終端和物聯(lián)網(wǎng)處理器市場(chǎng)，與Arm Cortex-A53/A55級(jí)別的通用計(jì)算場(chǎng)景相競(jìng)爭(zhēng)。然而，隨著RISC-V在高性能領(lǐng)域的不斷突破，它正逐步拓展至PC、汽車(chē)、存儲(chǔ)以及HPC/AI計(jì)算等高性能計(jì)算領(lǐng)域。據(jù)SHD Group預(yù)測(cè)，到2031年，RISC-V的出貨量將超過(guò)200億顆，市場(chǎng)占比將達(dá)到25%以上。

市場(chǎng)正加速邁向?qū)χ懈叨薘ISC-V處理器IP的需求階段，這些IP需對(duì)標(biāo)Arm Cortex-A72甚至更高級(jí)別。典型應(yīng)用包括邊緣AI計(jì)算與語(yǔ)義識(shí)別引擎、智能汽車(chē)域控制器與車(chē)載虛擬化平臺(tái)、高性能邊緣服務(wù)器與工業(yè)智能設(shè)備，以及多核異構(gòu)SoC中的主控核心或虛擬化運(yùn)行環(huán)境等。然而，高性能計(jì)算對(duì)CPU IP的穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)展性提出了更高要求，這也給RISC-V在這些領(lǐng)域的進(jìn)一步突破帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

2024年10月，RISC-V國(guó)際基金會(huì)批準(zhǔn)了RVA23 Profile規(guī)范，通過(guò)統(tǒng)一的ISA擴(kuò)展，解決了RISC-V生態(tài)中的碎片化問(wèn)題，為開(kāi)發(fā)者提供了跨硬件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)一致性，并增強(qiáng)了向量計(jì)算和浮點(diǎn)運(yùn)算等高性能計(jì)算能力。這為RISC-V進(jìn)一步開(kāi)拓高性能計(jì)算和AI計(jì)算市場(chǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

RVA23規(guī)范的核心內(nèi)容包括向量擴(kuò)展和虛擬化擴(kuò)展。向量擴(kuò)展能夠加速計(jì)算密集型工作負(fù)載的處理，包括AI/ML、密碼學(xué)以及數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮，已成為Android平臺(tái)上RISC-V ABI的基礎(chǔ)要求之一。虛擬化擴(kuò)展則為企業(yè)級(jí)工作負(fù)載提供了虛擬化能力，適用于本地服務(wù)器和云計(jì)算環(huán)境，同時(shí)增強(qiáng)了移動(dòng)應(yīng)用的安全性。

馬越指出，RISC-V的軟件生態(tài)正在快速完善，從工具鏈、編譯器到操作系統(tǒng)、虛擬化和中間件，已逐步形成面向高性能應(yīng)用的完整基礎(chǔ)設(shè)施。RVA23的推出，為面向Linux/Android等復(fù)雜操作系統(tǒng)的RISC-V應(yīng)用處理器提供了統(tǒng)一的指令集特性規(guī)范，解決了跨廠(chǎng)商RISC-V芯片生態(tài)的碎片化問(wèn)題，支持軟件的可移植性和標(biāo)準(zhǔn)化。Google、Red Hat、Canonical等關(guān)鍵廠(chǎng)商正圍繞RVA23構(gòu)建下一階段的系統(tǒng)軟件支持。

作為本土RISC-V技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)，芯來(lái)科技自2018年成立以來(lái)，自主研發(fā)了全系列的RISC-V CPU IP、子系統(tǒng)及SoC解決方案，構(gòu)建了覆蓋32位到64位、通用與專(zhuān)用并行發(fā)展的產(chǎn)品體系。目前，芯來(lái)科技已擁有超過(guò)300家正式授權(quán)客戶(hù)，累計(jì)出貨量達(dá)數(shù)億顆。

此次發(fā)布的UX1030H處理器IP，基于芯來(lái)科技自研的UX1000系列微架構(gòu)平臺(tái)，進(jìn)一步增強(qiáng)了計(jì)算性能、并行能力和可擴(kuò)展性。它采用3譯碼寬度亂序執(zhí)行架構(gòu)，12級(jí)亂序執(zhí)行流水線(xiàn)，每周期最大支持6條標(biāo)量指令與2條矢量指令并行發(fā)射。UX1030H還支持RISC-V Vector 1.0標(biāo)準(zhǔn)，可配置最高256位的向量處理能力，適用于AI推理、圖像處理、信號(hào)分析等計(jì)算密集型場(chǎng)景。

在內(nèi)存方面，UX1030H支持L1 I/D Cache、ILM/DLM片上內(nèi)存配置以及Cluster Cache。它還提供了對(duì)IOMMU和AIA的支持，增強(qiáng)了系統(tǒng)安全性與資源隔離能力，優(yōu)化了多核與虛擬化場(chǎng)景下的中斷效率和靈活性。這使得UX1030H不僅滿(mǎn)足RVA23軟件棧的基本運(yùn)行要求，也具備支撐復(fù)雜虛擬化系統(tǒng)、高可靠設(shè)備接入和高并發(fā)中斷調(diào)度的硬件能力。

UX1030H還支持多核擴(kuò)展架構(gòu)，單個(gè)Cluster最多可配置16個(gè)核心，適用于高并發(fā)、高吞吐量系統(tǒng)的集群化部署需求。同時(shí)，它還支持Linux通用操作系統(tǒng)運(yùn)行模式與實(shí)時(shí)處理模式雙模式運(yùn)行配置，可在不同應(yīng)用場(chǎng)景下靈活切換處理器特性。

在性能表現(xiàn)方面，UX1030H在遵循Dhrystone Ground Rule，不啟用內(nèi)聯(lián)優(yōu)化的前提下，Dhrystone跑分達(dá)到5.35 DMIPS/MHz，CoreMark跑分達(dá)到8.5 CoreMark/MHz。這一成績(jī)?cè)谕?lèi)RISC-V高性能內(nèi)核中處于領(lǐng)先水平，充分展現(xiàn)了UX1030H在指令調(diào)度、執(zhí)行通道、Cache體系與流水線(xiàn)深度設(shè)計(jì)上的綜合優(yōu)化能力。

UX1030H內(nèi)建的VPU在圖像計(jì)算、張量運(yùn)算、加密等負(fù)載下提供了顯著的性能加速能力。同時(shí)，UX1030H在運(yùn)行虛擬機(jī)性能上的表現(xiàn)也非常出色，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)。

目前，UX1030H已進(jìn)入客戶(hù)導(dǎo)入階段，多個(gè)合作項(xiàng)目正在進(jìn)行SoC集成驗(yàn)證與平臺(tái)適配。馬越表示，UX1030H的發(fā)布進(jìn)一步鞏固了芯來(lái)科技在RISC-V CPU IP產(chǎn)品線(xiàn)上的高端布局，強(qiáng)化了國(guó)產(chǎn)自主IP供給，助力軟件生態(tài)向通用計(jì)算平臺(tái)快速遷移。