RISC-V之父Krste Asanovic谈AI时代架构创新
- 2025-07-27 09:14:00
20世纪80年代初,加州大学伯克利分校的David Patterson教授和斯坦福大学的John Hennessy教授分别领导的团队,提出了精简指令集计算(RISC)理念。RISC的基本思想是通过简化指令集,使处理器设计更简单、效率更高。
2010年,加州大学伯克利分校的Krste Asanović教授和他的团队启动了RISC-V项目,旨在设计一个新的、开放的指令集架构,满足现代计算的需求。2014年,该团队发布了RISC-V的初始规范,包括32位和64位的基本指令集。该规范的发布标志着RISC-V作为一个开源指令集架构正式进入公众视野。
RISC-V国际基金会首席架构师、SiFive首席架构师、加州大学伯克利分校研究生院名誉教授Krste Asanovic
7月17日,RISC-V国际基金会首席架构师、SiFive首席架构师、加州大学伯克利分校研究生院名誉教授Krste Asanovic亲临在上海举办的2025年RISC-V中国峰会,发表了题为《团结的状态》的演讲。他系统阐述了RISC-V在嵌入式领域、应用处理器及AI加速器中的广泛应用,强调了其作为开放标准指令集架构(ISA)的未来潜力,并描绘了RISC-V在垂直领域发展的蓝图。
RISC-V的现状与成就
Asanovic指出,RISC-V已在嵌入式领域“根基稳固”,芯片出货量已达到“数十亿甚至上百亿颗”。同时,其在应用处理器领域的普及正加速推进,开放标准特性与模块化设计,使其成为新兴AI加速器的理想选择。
“RISC-V最令人振奋的进展是其在AI领域的部署。”他强调,RISC-V的通用计算模型支持标量、向量和矩阵能力的平衡(如Zvfbfa、Zvfofp8min提案),允许同一核心运行非AI任务与AI任务,从而简化软件开发、降低延迟并提升硬件利用率。
实验数据显示,基于RISC-V的硬件平台可高效运行早期AI模型,且新模型适配成本低廉。
他还提到,RISC-V的灵活性和可扩展性使其能够适应从低功耗微控制器到高性能计算的广泛需求。通过模块化设计,开发者可灵活组合指令集组件,满足不同市场的定制化需求。这种“简单、灵活、开放”的特性,使得RISC-V的应用范围远超其他指令集架构。
垂直领域的拓展与生态构建
Asanovic表示,RISC-V正在进入多个垂直领域(如汽车、工业控制、物联网等),但每个领域的成功不仅依赖单一技术突破,更需要产业链上下游协同构建生态系统。“我们需要填补指令集或软件支持的空白,同时保持整体ISA设计的连贯性。”
1.微控制器与汽车领域
RISC-V针对微控制器的RVM配置文件(草案RVM23)已启动,未来将推出汽车级MCU标准。Asanovic强调,通过开源标准赋能微控制器,RISC-V将进一步渗透到汽车电子等高可靠性场景。
2. AI与矩阵扩展
RISC-V对AI的支持是其未来发展的核心方向。目前,RISC-V向量扩展(RVV)已支持BF16(Zvfbfa)和OFP8(Zvfofp8min)等数据类型,并通过多种矩阵扩展方案(如Zvbdot、Separate-Matrix、Vector-Matrix)提升AI计算效率。Asanovic透露,矩阵扩展技术将成为RISC-V标准开发中最活跃的部分。
3. 安全与内存保护
为应对安全挑战,RISC-V正在开发多项安全扩展,包括SPMP(第二级内存保护)、CHERI(能力硬件增强)和轻量级内存标记(Lightweight Memory Tagging)等,以支持实时操作系统和高安全性应用场景。
RISC-V的标准化进程与路线图
Asanovic详细介绍了RISC-V的标准化进展:
1.RVA23:去年10月发布的RVA23是RISC-V应用架构的里程碑版本,包含了虚拟化监控等关键功能。尽管硬件实现尚需时间,但其标准化为生态兼容性奠定了基础。
2.RVA30与渐进式更新:下一代主要版本RVA30计划于2030年推出,将引入更多强制性功能。在此之前,RISC-V将通过小版本(如RVA23.1、RVA23.2)逐步完善特性,为RVA30的发布积累经验。
3.长指令与代码优化:RISC-V从设计之初支持可变长度指令(16位压缩指令和长于32位的指令),以减少代码规模并提升性能。这一特性在AI和复杂数据处理场景中尤为重要。
Asanovic透露,RVA23的硬件解决方案将于年内落地,而下一代RVA30计划于2030年发布,聚焦更长指令格式(>32位)与新型数据类型支持,以应对算力需求的持续增长。
开放标准的未来愿景
Asanovic强调,RISC-V的成功源于其开放性:“越来越多的行业参与者意识到,RISC-V将成为未来主流ISA。”他指出,尽管不同领域走向主流的时间线不同,但RISC-V的开放标准特性使其能够跨领域复用技术,推动整个生态的协同进化。
此外,RISC-V与Linux、安卓等操作系统的深度合作,进一步巩固了其在通用计算和AI领域的竞争力。Asanovic表示:“我们正在与合作伙伴共同确保RISC-V的软件生态能够匹配硬件创新,为开发者提供无缝支持。”
演讲最后,Asanovic总结称,RISC-V已从“概念”走向“实践”,其基础组件已就位并运行良好。未来,RISC-V将通过聚焦垂直领域、完善生态短板,持续推动技术创新与产业落地。“RISC-V不仅是一个指令集,更是一个连接全球开发者与行业的开放平台。”他说道。

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