RISC-V：打破芯片指令集垄断，开辟中国芯片自主新赛道

本文围绕RISC-V指令集展开，介绍了其在芯片设计领域受关注的原因，探讨了它在AI时代的发展契机、技术趋势、面临的困难等，还提及相关研究报告以及“好望角科学沙龙”对其未来发展路径的探索。

今年以来，随着DeepSeek开源模型的火爆出圈，开源开放再次成为备受瞩目的热门话题。在芯片设计领域，一直以来X86和ARM被欧美国家牢牢主导。而RISC-V作为一种开放的指令集标准，具备低功耗和灵活定制的显著优势，因此受到了中国企业的广泛关注。业界普遍认为，RISC-V或许能借助AI的爆发迎来全新的发展契机。

3月22日，在上海举办的“好望角科学沙龙”上，中国科学院计算技术研究所副所长、研究员包云岗作为本期科学沙龙活动的“科学主理人”发表了重要观点。他表示，如果能够充分发挥RISC-V灵活性的优势，以开源驱动创新，那么RISC-V有望重塑AI时代的算力版图，成为AI推理算力的最佳搭档。

活动现场，国家工业信息安全发展研究中心总工程师周平、中国科学院软件所副所长武延军、上海开源信息技术协会秘书长朱其罡、阿里巴巴达摩院资深技术专家李春强等AI、芯片领域的专家学者，以及40多位科技企业创始人、知名硬科技投资机构负责人齐聚一堂。他们围绕RISC-V的技术趋势、人才需求、生态构建和产学研协同等多个重要话题，进行了深入且详实的探讨和交流。

大模型在运行过程中对算力有着庞大的消耗，这也催生了行业对于高性能、低功耗处理器的迫切需求。在处理器设计领域，与传统的X86和ARM相比，RISC-V是一种开放的指令集架构。它可以用来向芯片下达指示和命令，并且更易于通过软硬件协同设计，适应以DeepSeek为代表的大模型的运行需求。

包云岗 图源：观察者网

包云岗指出，随着DeepSeek等大模型的兴起，AI推理所产生的算力需求将会呈现数量级的增长。近期，各行各业都在进行DeepSeek的本地化部署，在全国范围内产生了巨大的算力需求，导致很多智算中心的算力供不应求。而他认为，RISC-V芯片凭借其低功耗和灵活定制的优势，有能力改变这一现状。

近年来，RISC-V架构的发展势头十分迅猛。这一技术自2010年诞生以来，在短短15年的时间里就完成了其他指令集架构30年的发展历程。2015年，首款RISC-V物联网芯片成功落地；2024年，美国GPU巨头英伟达宣布年出货10亿颗RISC-V内核。根据全球知名咨询机构Omdia的预测，到2030年，基于RISC-V的AI处理器出货量将超过5亿颗。

在RISC-V出现之前，全球芯片主要使用的是两套封闭指令集，即由英特尔主导的X86架构和ARM主导的ARM架构。直到2010年，加州大学伯克利分校的计算机科学家们发起了一场“指令集平权运动”，创造了完全开源、模块化的RISC-V架构。任何人都可以免费使用、修改和扩展这一架构，并且通过RISC-V国际基金会为核心芯片架构设定标准，但不拥有或控制技术。此后，为了确保RISC-V的开源性，RISC-V基金会总部还从美国迁移到了瑞士。

包云岗认为，RISC-V正在引领芯片设计从“私有封闭”向“开源协作”的范式革命。我国在RISC-V领域取得了香山高性能处理器核IP、玄铁C930服务器芯片等技术突破，这些成果验证了RISC-V在高性能计算领域的可行性。也正因如此，开源的RISC-V正在快速崛起，成为全球科技产业的重要组成部分，其生态也将为中国芯片自主发展开辟新的赛道。

然而，想要构建像X86和ARM一样成熟的生态，RISC-V仍面临着不少困难。包云岗指出，RISC-V在应用中需要攻克“三座大山”，分别是工具链短板、标杆案例缺失和人才缺口。尤其是人才缺口问题较为突出，RISC-V领域从芯片设计、验证、解决方案、技术支持等各个层次的人才都十分匮乏，教学、资料、培训、认证等方面都需要加强。为此，他自2019年起，推动中国科学院大学启动“一生一芯”计划，希望让每一位参与该计划的学生在毕业时完成一款RISC-V处理器的设计并流片，以此缩短人才从培养阶段到投入科研与产业一线的周期。

图源：观察者网

行业的快速发展离不开科研的突破。在活动上，深圳大学特聘教授、东壁科技数据创始人吴登生发布了《RISC-V领域发展态势研究报告》。报告指出，RISC-V领域的科研版图正在加速扩张，美国、中国、欧洲正成为该领域的创新三角。“RISC-V领域的研究具有较强的国际化特征，多个国家在该领域发表了较多论文。”

吴登生表示，美国以463篇RISC-V领域的论文居首位，占比22.17%。中国学者发表了301篇论文，占比14.42%，仅次于美国。德国和意大利发表论文的占比分别为13.51%和12.69%。此外，报告中还提到日本、英国和印度等国家也具备一定的研究基础，RISC-V研究的全球影响力在不断扩展。

本次发布的报告通过对RISC-V领域的关键词及其聚类分析发现，RISC-V领域的研究热点涵盖了多个方向。例如，“accelerator（硬件加速器）”在涉及RISC-V领域的研究中最受关注；“attack（攻击）”和“security（安全）”这类关键词的高频出现，反映出安全在RISC-V生态建设中的重要性；而“computation（计算）”“methodology（方法）”“energy efficiency（能效）”等高频关键词则体现了学术界对于计算优化、能效优化等RISC-V在落地应用中无法回避的问题的关注。

吴登生认为，RISC-V作为一种精简指令集只有47条基础指令，若要实现性能突破，还需要通过涉及硬件加速器、拓展指令集、优化处理器架构等优化手段来完成。而且，此前RISC-V芯片的应用领域主要以物联网为主，在人工智能时代下，还需要通过不断地优化和提升，以满足不同应用领域对于RISC-V芯片的需求。

“好望角科学沙龙”由中科创星发起、东壁科技数据作为学术支持单位，该沙龙持续聚焦人工智能、光子科学、量子计算、可控核聚变、生命科学、合成生物学等前沿领域，致力于打通学术界与产业界之间的“鸿沟”。在去年7月的第一期沙龙上，中国科学技术大学教授陆朝阳分享了《从爱因斯坦的好奇心到量子计算》主题演讲，并与多所知名高校的青年科学家以及硬科技企业家进行了一场关于“激动人心的量子革命”的对话交流。

中科创星创始合伙人米磊表示，指令集架构的演进史始终伴随着开放与封闭的博弈，传统架构在灵活性和成本上的局限日益明显。而RISC-V的诞生，不仅是对技术垄断的反抗，更是对开源精神的坚定信仰。它就像一把钥匙，打开了芯片设计的“黑箱”，让更多人能够参与到创新的浪潮中。同时，RISC-V在AI PC、智能机器人、自动驾驶等前沿领域已经展现出了极高的应用价值。本期主题通过跨界交流，引发思考，旨在探索RISC-V的未来发展路径。

本文围绕RISC-V指令集展开，介绍其在芯片设计领域受关注的原因及在AI时代的发展契机，指出它虽发展势头迅猛且有望重塑算力版图、开辟中国芯片自主新赛道，但构建成熟生态仍面临工具链短板、标杆案例缺失和人才缺口等困难。同时，相关研究报告显示其科研版图在全球加速扩张，研究热点多元。“好望角科学沙龙”为其发展路径探索提供交流平台。