SiFive：RISC-V——塑造汽车行业的未来

RISC-V产品具有开放、标准化、灵活的特点，行业内的从业者很多，能够提供多元化的产业链选择。由于它是开放标准，且灵活性高，故而可以提供更多创新的可能。

2024年11月14日，在第四届汽车芯片产业大会上，SiFive商务拓展总监范涛表示，RISC-V的优点在于，如果用不同的性能处理器，比如MCU、CPU、AI，它的编程方式和所用的工具连都是一样的，整个软件的复用性非常高。基于此，范涛认为，RISC-V是最适合软件定义汽车时代的指令架构集。

范涛指出，生态是一种群体行为，如果企业将力量投入一个封闭的生态系统中，无异于增加未来开源开放系统的进入门槛。他呼吁各个企业共同投入开源开放的架构集，为行业作出贡献。

范涛 | SiFive商务拓展总监

以下为演讲内容整理：

RISC-V的快速发展与优势

谈及汽车，大家普遍感受到一个关键词——“卷”。然而，在我们涉足的RISC-V领域，我们认为还有另一个关键词，其发展速度极为迅猛。因此，我今天将对这个“快”字进行一番阐释。

RISC-V指令集架构对于大部分人都略显新颖。首先，与大家分享一张图片。这张图片源自十年前的一份报告，由我们公司的Krste Asanovic教授与图灵奖得主David Patterson先生共同撰写。在十月的北美峰会上，David Patterson先生向众人解释了RISC-V初出茅庐时的境况，以及他们当时撰写这份报告的初衷。报告的核心观点，提到了“free”。在国内，大家往往将“free”理解为免费，但实际上，RISC-V指令集架构的初衷是赋予大家自由。因为以往的指令集架构并不自由，获取其授权既困难又充满不确定性。

图源：SiFive

RISC-V作为新兴的指令集架构，融合了以往架构的优点，并规避了推广上的误区，因此近十年来取得了巨大成功。David Patterson教授特别回顾了十年前的预测，并指出这些预测如今都已实现，而且是以更快的速度、在更广阔的范围内实现了RISC-V的发展。

RISC-V的产品特点，主要有三个。第一，它是开放的标准，这一点至关重要。以往许多指令集架构都是私有的，由单一企业维护，最终可能因商业、推广等原因而消逝。因此，开放性至关重要，它依靠社区的力量进行维护，其开放性吸引了众多贡献者。例如，当我们发现安全漏洞时，能够迅速修复，这在开源生态中具有显著优势。此外，开放性使得更多人关注其安全性，从而更不易出现安全隐患。

近期，大家或许注意到一则新闻：Linux创始人仅修改了20行代码，就使kernel的效率提升了2.6%。这充分证明了开源的好处。

再者，是标准化。RISC-V吸取了以往的经验，在标准化方面做了大量工作。包括最近发布的RVA23版本，也是标准化的一部分。因此，RISC-V既开放又标准，正逐步成为全球标准。

此外，RISC-V还具备极高的灵活性。RISC-V能够在架构之外提供扩展，满足特定需求。这种扩展是兼容的，基线保持不变。就像一棵大树，主干始终如一，而枝叶则可根据需要生长。SiFive公司长期致力于主干的发展，同时也重视扩展的可能性。

由于RISC-V具备这三大优点——开放性、标准化和灵活性，它为产业链提供了多元化的机会。你可以选择ABC等多家厂商，而非仅限于一家。这种充分竞争为大家提供了更多选择。同时，由于其开放性和灵活性，RISC-V为创新提供了无限可能。你可以在标准基线的基础上添加特定指令，无论是几条还是几十条，RISC-V都能有机会满足你的需求。

RISC-V国际基金会进展与SiFive的成就

作为社区的维护者，RVI的会员数量和成长速度都令人瞩目。自2022年以来，其成长率达到了40%，而之前的成长率更高，甚至达到了100%以上。预计2030年RISC-V的年出货量将达到160亿个处理器，再过一年将超过200亿。

关于RISC-V的生态问题，我们进行了深入讨论。RISC-V的生态发展是最快的，众多国际科技巨头、X86主要玩家、ARM主要客户以及IP公司都在积极参与。整个产业已经意识到开源开放的标准将成为未来主流。

当我们谈论生态时，我们与客户已经超越了初步的交流层面。对于特定客户和用户，我们更关注他们对生态的具体需求，无论是功能缺失还是性能提升。一旦客户明确需求，我相信凭借SiFive在行业的地位和产业链伙伴的通力合作，我们能够有力支撑客户解决生态缺失或性能提升的问题。因此，RISC-V的发展速度极快，包括会员数量的快速增长。2024年我们已经取得了安卓方面的突破，明年将有更多产品面世。

SiFive是由RISC-V的发明者所创立的公司。SiFive在整个产业链中肩负着重要使命，包括标准化、横向拓展、应用拓展等。我们已经突破了服务器、汽车等多个领域，单核算力和多核技术也取得了显著进步，为产业链提供了有力支撑。在生态系统方面，我们也积极开发板卡，助力生态建设。整体而言，SiFive是RISC-V领域投资最大、影响力最广的企业之一，更已与全球众多科技巨头建立了合作关系。

图源：SiFive

2024年6月，我们成功发布了车规级认证，一次性完成了4款IP的认证工作。8月时，其中一款IP已被客户采用，这充分展现了我们快速的发展速度及市场响应能力。9月，我们推出了全新的AI系列——XM系列。同时，在8月，我们还发布了高性能数据中心芯片，而10月则开始销售高性能电路板，这是生态合作的重要一环。

RISC-V在汽车行业的应用与未来展望

当前汽车架构呈现出高度碎片化的特点，存在多种指令架构层级。作为RISC-V技术的领导者，我们从整体指令架构层面审视这一问题。随着软件定义汽车时代的到来，碎片化架构将带来处理上的挑战。因此，未来架构将趋向于更为简洁。然而，仅架构简洁并不足够，我们对此有独到的解决方案。

RISC-V的优势在于，无论采用何种性能处理器，从MCU到CPU再到AI处理器，其编程方式与工具链均保持一致。这意味着熟悉MCU的开发者也能轻松从事CPU相关软件开发工作，从而极大地提高了软件的复用性。

对于汽车制造商而言，若其整车架构全面采用RISC-V技术，将实现产业链的高度透明化，为产品设计、升级等带来巨大便利。同时，在工程成本、软件成本、复用性以及产品技术理解与把握方面，RISC-V均表现出色。这符合RISC-V开放、灵活且具备标准化能力的特点。我们坚信，RISC-V是软件定义汽车时代最适宜的指令架构。

图源：SiFive

我们的产品分为三个系列：小型MCU系列嵌入式产品、高性能AI产品以及高性能CPU产品。这些产品构成了我们的基础产品线，且每个系列中均有部分产品符合车规级标准，与我们的常规产品线同样丰富多样。

我们提供的技术涵盖高性能CPU、嵌入式小型MCU处理器、多核多集群技术、向量处理、CPU与IO虚拟化以及功能安全方面的ASIL-B与ASIL-D等级别。此外，我们还支持Cybersecurity技术能力。

在嵌入式领域，我们自2015年公司成立以来便持续深耕，至今已推出第四代产品。我们始终致力于全系列产品的研发，而非仅限于高端市场。2024年，我们推出了嵌入式系列的第四代版本，目前已有部分客户迁移至新版本，而部分客户仍在使用旧版本。

我们的E6A是一款32位车规级处理器，该IP包含三个版本，分别提供ASIL-B、ASIL-D、以及AS分步锁版本等不同方案。S7则是一款64位嵌入式处理器，既可用于安全岛应用，也可在大型SOC中实现高效控制。我们在海外已有客户采用此方案以提升CPU的全方位性能。

除了功能安全外，我们还取得了另一项重要成就。虽然21434标准在业界并非最新，但作为IP公司，我们是首家完成该标准认证的企业。我们的E6、S7产品均获得了车规级双认证。

接下来是ADAS解决方案的展示。ADAS功能可拆解为获取、计算和路径规划以及执行三个环节。每个环节所需产品性能各异。前后两端均需高实时性处理器，如我们的E6、S7均可胜任。而中间环节则涉及高性能处理器，包括NPU或CPU。在ADAS领域，我们可提供这三种处理器，助力客户构建完整的系统。

在ADAS决策与控制方面，我们推出了AI系列处理器。其中，X280产品广受客户好评，是AI领域客户选用最多的设计之一。而X288则适用于其他领域。我们对此进行了升级，推出了X380和X390产品。以X390为例，其带宽翻倍，计算单元数量增加，峰值算力提升至原来的四倍。以上产品我们称之为向量单元处理器，专为AI应用而设计。

谈及AI，不得不提软件与协议栈。我们采用开源架构实现AI功能，并持续更新算子库以满足快速变化的需求。我们公司投入了大量资源，成功构建了汽车业务团队，该团队涵盖了产品架构师、功能安全经理等关键角色，并在英国剑桥设立了一个出色的团队。

关于RISC-V生态，其重要性不言而喻。在我看来，RISC-V如同一片广阔天地，充满了无限可能。尽管生态构建过程中难免会遇到挑战，但令人振奋的是，目前尚未有任何指令集架构在汽车行业形成垄断地位，这意味着攻克这一领域既非易事，也远非遥不可及。以英飞凌为例，尽管其在MCU市场占据领先地位，但其市场份额也远远未超过半数，况且英飞凌也在关注RISC-V的方案。

生态的构建实则是一种集体行动，我们所从事的研发工作无一不是在为生态的繁荣贡献力量，只是侧重点各有不同。倘若我们将力量局限于封闭的生态系统内，无疑会提高未来进入开源开放系统的门槛。因此，我坚信，若我们能像那些行业巨头一样具备前瞻性的认知，就应更早地投身于开源开放的架构集发展，与RISC-V、SiFive等携手共进，共同推动生态的健康发展。

当前，汽车行业正经历深刻变革，我们SiFive愿借变革之东风，聚产业之合力，以RISC-V为基石，与各位同仁一道，携手为汽车行业赋能创新，共建未来。

（以上内容来自SiFive商务拓展总监范涛于2024年11月14日-15日在第四届汽车芯片产业大会发表的《RISC-V：塑造汽车行业的未来》主题演讲。）

来源：盖世汽车