萬物智聯時代，RISC-V與AI的融合之路該如何走？

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2024-08-21 10:17:23 981

在全球科技飛速發展的背景下，RISC-V與人工智能（AI）的結合成為了業內關注的焦點，8月19日，第四屆滴水湖中國RISC-V產業論壇在上海臨港滴水湖畔召開，北京大學講席教授、RISC-V國際基金會人工智能與機器學習專委會主席謝濤發表了《萬物智聯時代RISC-V+AI之路》演講，分析了RISC-V與AI技術的結合及其發展路徑探索。

他在發言中，盡管國產AI芯片在硬件性能方面取得了長足進步，但在軟件生態上仍然面臨巨大挑戰。尤其是與英偉達的CUDA生態相比，國產AI芯片在生態系統上仍然顯得薄弱。當前，許多國產芯片公司為了快速適應市場需求，選擇兼容CUDA生態，但這種策略在長期內可能導致受制于人的風險。相比之下，另一些公司選擇自主開發的道路，但面臨開發成本高、人才稀缺等問題，使得它們在市場競爭中處于不利地位。

“CUDA生態是2006年英偉達推向市場，經過這么多年的生態發展、已經成長為有450萬的CUDA開發者。這些“CUDA開發者”指的是用CUDA語言和使用CUDA接口的開發者，已經是一個非常龐大的軟件生態大軍。國產AI芯片公司包括國際上的一些其它的AI芯片公司也會采用所有的“打不過就加入”的思路，采用兼容CUDA軟件生態、特別是走GPGPU路線的做法。這樣的一個道路是能夠解燃眉之急，但是長遠來看它還是受制于人。其它的一些AI芯片公司走的是非CUDA路線，整體上是呈“小、散、弱”的局面。” 他指出。

在這樣的背景下，他指出RISC-V的開放性、靈活性和高度可擴展性成為了AI芯片領域的一個理想選擇。RISC-V架構允許芯片設計者根據具體需求定制AI加速器，這種靈活性特別適合應對快速變化的AI工作負載。此外，RISC-V的指令集可以根據需要擴展，以提升AI計算的性能和效率。這些優勢使RISC-V在低功耗和高效能領域具有顯著優勢，特別是在邊緣計算和智能終端等應用場景中。

他認為RISC-V AI芯片的兩種主要模式：

Integrated模式（緊耦合）適合低功耗領域（RISC-V+AI），以CPU主干為骨架，集成在CPU內部，共享PC、寄存器堆等流水線單元，只是在執行單元部分增加了矩陣或向量單元。
2.Attached模式（松耦合）適合大算力領域（AI+RISC-V），外掛在CPU上的，會有自己獨立的流水線、寄存器堆、緩存等。它是“協處理器”，它可以接收來自一個或多個CPU的指令，異步地執行不同CPU提交過來的任務。

他表示目前我國RISC-V+AI生態存在生態碎片化、資源投入嚴重不足、缺少組織統籌以及產學研協同不緊等挑戰。

對此，謝濤分享了RISC-V+AI生態建設中的幾個核心策略。他提出首先通過推動RISC-V國際標準和共建開源軟件生態來應對生態碎片化和資源不足等挑戰。通過推動RISC-V指令集擴展成為國際標準，并利用開源系統軟件棧，形成一個“根技術開源”與“葉技術競爭”的技術生態布局。這種方式不僅能幫助RISC-V在國際市場上占據一席之地，還能借助全球開源社區的力量，推動整個生態的健康發展。

其次，謝濤提出，應聚焦邊緣計算和智能終端等多樣化應用場景，推動軟件生態的發展。這種“農村包圍城市”的策略，旨在逐步建立RISC-V在AI領域的市場地位，進而與英偉達的CUDA生態形成競爭。

在國際競爭中，謝濤建議通過推動RISC-V國際標準化和共建開源軟件生態，與英偉達的CUDA生態形成有效競爭。他強調了國際合作的重要性，尤其是在推動開源工具創新和建立統一的技術標準方面。此外，謝濤還提到，RISC-V的支持者正在通過差異化戰略，以實現與現有主導生態的并駕齊驅。

關于具體破局思路，他提出國際標準+開源社區兩抓手。1.以推動RISC-V國際標準為抓手到國際借力，把握“根技術”從我國領軍企業共識出發，快速布局新時代的新市場（智能終端、AIPC等），以推動國際基金會標準來依托上游國際開源社區來貢獻系統軟件棧。

2.以共建國際開源軟件生態為抓手到國際借力。團結企業一起探索、探討，也要定出Triton，比CUDA要更高層。英偉達是GPGPU是Triton主要支撐的，所以也給我們一個機會、讓RISC-V能夠長出一塊，團結大家一起“粗煙囪式”的能夠和GPGPU的齊頭并進。

另外就是英特爾主推的SYCL，它也是一個我們依托國際方興未艾、能夠很有生命力、發展很快的軟件生態之一，在這個場景下，也是把秘書處設在北京開源芯片研究院，今年成立了多個指令標準集工作組，團結全國的力量來在這方面推動。包括今年也發起了一個“甲辰計劃”，呼吁大家一起來建設軟硬件的生態，目前有超過40家的開源社區企業加入，一起去推動RISC-V的開源生態。

總的來說，RISC-V在AI領域的潛力巨大，RISC-V的開放性和靈活性為AI計算帶來了全新的可能性，但其生態系統的建設仍面臨諸多挑戰。隨著全球產業界的不斷努力和國際合作的深入，RISC-V+AI的融合之路或將成為未來科技發展的重要方向。但其成功離不開產業界的協同努力和戰略性布局。通過國際合作、開源社區的建設以及創新技術的推動，RISC-V有望在萬物智聯時代成為AI計算的中堅力量。

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