今年参与滴水湖中国RISC-V产业论坛(以下简称滴水湖论坛)主题演讲的企业，选择HPC赛道的已经有不少。去年的滴水湖论坛圆桌环节，嘉宾还在讨论RISC-V芯片首先会在哪些嵌入式应用上起量，以及RISC-V指令集进入HPC的可能性。今年圆桌投票的话题就变成了RISC-V要进入高端应用，汽车电子和数据中心哪个更容易落地。
其实在论坛外的展区，算能就摆出了自家的64位多核服务器CPU SG2042，更不用提整场论坛首个演讲的企业就是基于RISC-V做AI HPC的香饽饽Tenstorrent。这一年是能够看出RISC-V生态的演进和显著变化的。
戴伟民(中国RISC-V产业联盟理事长，芯原股份创始人、董事长兼总裁)给了一些数据和例证，比如说此前我们也报道过的Ventana公司宣布推出全球首款数据中心级RISC-V处理器——当时Ventana宣传中提到Veyron VT1的每核性能可比肩Arm Neoverse V系列(亚马逊Graviton3和英伟达Grace分别基于Neoverse V1和V2);
再比如Tenstorrent高性能RISC-V CPU，基于Ascalon核心的处理器，在SPECint2K17性能上是比肩Intel最新的Sapphire Rapids(四代至强)和AMD Zen 4(Genoa)的。这就让我们好奇，RISC-V为什么能走得这么快，短短数载就已经从嵌入式应用，跃迁到HPC应用了。
RISC-V进驻HPC的原因一
Ark Investment此前的预测数据可能很多读者都见过了：Arm和RISC-V在云业务领域会取代当前主流的x86架构。他们认为Arm + RISC-V的组合所占据的服务器市场份额将从2020年的0，增加到2030年的71%。其实在去年的滴水湖论坛上，戴伟民也援引过这份数据。我们认为这一数字是过于激进的。不过该预测至少从侧面说明了RISC-V的价值。
我们这里探讨的HPC，是将范围窄化到数据中心的，不包含PC、工作站和更多桌面应用。这主要是因为像PC这样的应用，对生态和体验完善度要求极高，且此类应用的生态构建壁垒也高，并不是单纯拼性能、能效。
前不久电子工程专辑发布的《2023年TOP50国产处理器厂商调研与市场分析报告》就提过，我们认为RISC-V在这一市场的大规模应用**渺茫，因为就连Arm得到主流操作系统与OEM厂商助力的情况下，耕耘多年也未见市场起色;虽然可能在创信一类的小众桌面市场大概会有小范围应用。
但数据中心市场的情况就大不一样了。数据中心不同类别的应用，如果泛化到网络设备，则基于应用的类别相对集中，后来者是有更大的机会获得市场的。解决软件栈的其中一两个应用市场和生态系统，就有机会把自家不同架构的处理器产品做起来。
练维汉(Tenstorrent首席CPU架构师)在滴水湖论坛圆桌环节上反复强调两个词，一是specialization——可以理解为市场的专门化;二是differentiation——芯片产品的差异化。这两者某种程度上可以理解为当代芯片的一体两面。
所谓的专门、专用，在我们的理解里就是该市场的应用、软件生态相对集中，不像PC或手机那么分散和多样。虽然圆桌上，陆吉年(厦门算能科技有限公司产品总监)很谦虚地说，算能之所以规划基于RISC-V的数据中心CPU，是因为现阶段这是“还没什么人做的东西”，算能也“有能力通过技术去解决实际问题”;但实际上，今年滴水湖论坛更多出现数据中心、汽车这样的应用，就是基于这两类应用是典型的specialization特性。
“以某些国家实验室的HPC系统为例，其实这些国家实验室跑的应用就那么几个。软件生态系统并不需要做太大改变。”练维汉在圆桌上说，“Amazon Graviton也是这样，客户只需要几个工程师，就能把软件移植过去。客户就需要那几个应用，这就是很好的应用场景。”
练维汉形容亚马逊Graviton“是个非常specialized case”，“就为了达成明确的目标。这个市场非常专注，量足够大，有经济效益，比AMD、Intel现成的芯片更能解决问题。”虽然Gravition基于Arm指令集，但在取代x86的问题上是一样的。
“找到特别的应用，找到最少的软件改变，有很好的应用场景，有功能、价钱上的优势，这就是可以切入的方向。”基于此，“汽车也是比较能够切入的生态系统。”“未来的汽车一定是specialized的。”
RISC-V进驻HPC的原因二
而在芯片“差异化”(differentiation)的问题上，体现的就是RISC-V开源造就的灵活性了。在我们看来，对于Tenstorrent的AI芯片及对应的companion CPU而言，RISC-V几乎是他们的不二之选。
因为就像练维汉所说的，Tenstorrent期望做的是以统一的架构，通过弹性缩放的方式，覆盖从嵌入到服务器不同需求的应用——除了AI加速器的弹性缩放，这要求CPU自身具备足够的灵活性。x86和Arm首先就会被排除，x86本身就是不开放的，至于Arm——去年的RISC-V Summit上，练维汉就提过，在他最初加入Tenstorrent之时，准备给ML加速器的companion CPU做评估，去询问Arm能否支持某种特定的数据类型，Arm答复不行。据说Arm的这类支持需要2年时间的内部讨论，及与合作伙伴的磋商。
那么很自然的，RISC-V的灵活性令其成为最终选择。再以汽车为例，“现在汽车公司的竞争，比的是电子系统——必须要做specialization，做差异化。未来的汽车一定是specialized的。” “唯一的选择就是RISC-V，因为可以做定制化，做出你想要的东西，才能卖好价钱。”即便车规有其自身的难度，且开发周期长，但“做这方面的东西一定有市场”。
现场听起来还挺有趣的一个例子是清华大学所做的研究。何虎(清华大学集成电路学院副教授、博士生导师，上海清华国际创新中心副主任)说RISC-V的开源特性，用于研究计算机体系结构是很好的选择。“最近这几年，我们不仅做RISC-V CPU研究，我们也投入了不少力量做RISC-V GPGPU(通用GPU)的设计。”
“基于RISC-V标量和矢量指令，实现高性能GPGPU。”何虎说，“这需要指令流控制、指令启动、寄存器堆扩展、特殊load/store指令，把CPU指令变成GPU架构指令，完全实现RISC-V指令集基础上的GPGPU指令集架构。”
“基于OpenCL并行编程语言开发，不需要做vector方面的优化，实现GPGPU支持，底层实现就是RISC-V的vector指令集。适配到了RISC-V的兼容性，RISC-V的编译器、生态都用得上。”何虎表示，“我们正在推动成立开源社区，吸引广大用户的参与。”
这个例子虽然并不能表明RISC-V于HPC应用生态壮大的趋势，但却是个听起来挺有趣的例子，而且也事实上表达了RISC-V的灵活性。即便可能方向上是不同的。
另外，有关灵活性的问题，还有一点是值得补充的。配合芯片发展方向的chiplet，像Ventana、Tenstorrent这样的企业应当是开启了新的业务模式的。Ventana面向客户提供的就是计算chiplet，而非整颗芯片。这对下游客户造成差异化是很有价值的，客户只需要专注在开发加速器，而不需要在CPU上重复造轮子。
在不同层级的灵活性上，RISC-V和chiplet、先进封装、异构集成又有着天然的适配。Chiplet与RISC-V的搭配，甚至有可能变革半导体行业中IP授权模式，让IP供应商在产业链上扮演的角色发生变化。
RISC-V软件生态发展情况
最后稍微谈谈RISC-V当前的软件开发生态建设情况。毕竟这才是真切反映RISC-V发展阶段的根本——虽说前文一直在说，RISC-V现阶段攻入的都是一些偏专用的市场。
过去一个月，我们参加了Intel好几个业务部门的媒体活动。Intel现在会更积极地对外去谈自家的软件——这几次活动都不约而同地提到了RISE(RISC-V Software Ecosystem)。因为Intel也是RISE社区的一员，而且给出了包括compiler在内的很多软件方案。
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