【導(dǎo)讀】我們正置身于一個(gè)充滿變革的時(shí)代，物理AI的引入為整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)帶來了全新的變量與廣闊的想象空間。隨著物理AI的發(fā)展，RISC-V生態(tài)正在邁向新的高度。
2026年WAIC期間，在芯原主辦的“RISC-V和物理智能論壇”上，SiFive現(xiàn)場應(yīng)用工程師張巖表示，當(dāng)前，RISC-V的軟件與應(yīng)用生態(tài)正在各行各業(yè)蓬勃發(fā)展，在諸多領(lǐng)域的實(shí)際表現(xiàn)已超預(yù)期。其在會議上分享了，從外太空到物理AI，RISC-V的極致驗(yàn)證與現(xiàn)實(shí)映射。
SiFive的起源與RISC-V的行業(yè)爆發(fā)
SiFive由RISC-V的幾位主要發(fā)明人聯(lián)合創(chuàng)立。在加州大學(xué)伯克利分校期間，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在David Patterson教授的指導(dǎo)與授權(quán)下，成功制定了第五代精簡指令集架構(gòu)（RISC-V）。
張巖強(qiáng)調(diào)，創(chuàng)立SiFive的初衷，是堅(jiān)信RISC-V所具備的強(qiáng)大生命力，能夠通過創(chuàng)新的商業(yè)模式，打破傳統(tǒng)架構(gòu)的壟斷，與之展開有力競爭。作為行業(yè)內(nèi)研發(fā)投入最大的公司之一，SiFive目前已擁有超過500家客戶，其處理器IP被廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品中。我們不僅致力于持續(xù)推出高標(biāo)準(zhǔn)、高性能的IP新品，還積極參與RISC-V國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。
近年來，RISC-V正在快速擴(kuò)大應(yīng)用范圍。除了傳統(tǒng)MCU和嵌入式市場之外，汽車電子、存儲控制器、AI加速器等領(lǐng)域已經(jīng)開始大量采用RISC-V架構(gòu)。2026年，RISC-V甚至開始進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，服務(wù)器級RISC-V處理器正式落地，也標(biāo)志著這一架構(gòu)正在邁向高性能計(jì)算市場。
包括Google、Meta、NVIDIA等國際科技企業(yè)都公開表示正在布局RISC-V相關(guān)產(chǎn)品或技術(shù)研發(fā)。根據(jù)行業(yè)預(yù)測，到2031年前后，全球RISC-V芯片累計(jì)出貨量有望達(dá)到約210億顆，RISC-V IP市場規(guī)模預(yù)計(jì)將突破20億美元。
為AI而生的RISC-V
相比Arm和x86，RISC-V最大的特點(diǎn)在于開放與模塊化。
RISC-V采用模塊化（Modular）設(shè)計(jì)，不同廠商可以根據(jù)自身產(chǎn)品需求自由組合指令集，并增加自定義擴(kuò)展，而無需受到封閉授權(quán)體系限制。
張巖表示，Arm的規(guī)范由單一公司控制，x86則掌握在少數(shù)企業(yè)手中，而RISC-V允許任何企業(yè)參與標(biāo)準(zhǔn)制定、擴(kuò)展設(shè)計(jì)以及行業(yè)應(yīng)用開發(fā)。這種開放性，使其能夠更快適應(yīng)AI、機(jī)器人、物理AI等新興領(lǐng)域不斷變化的計(jì)算需求。
特別是在AI時(shí)代，各類新算法、新數(shù)據(jù)類型層出不窮，開放架構(gòu)能夠持續(xù)演進(jìn)，這也是RISC-V近年來快速發(fā)展的重要原因。
四大產(chǎn)品系列覆蓋AI需求
目前，SiFive已經(jīng)形成了覆蓋不同應(yīng)用場景的產(chǎn)品體系，主要包括四條產(chǎn)品線：
Essential系列：面向?qū)崟r(shí)控制和低功耗控制器，可應(yīng)用于MCU以及大型SoC中的實(shí)時(shí)控制單元。
Intelligence系列：針對AI計(jì)算推出，通過RISC-V向量擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)高效并行計(jì)算。
Performance系列：符合RISC-V RVA Profile標(biāo)準(zhǔn)，能夠運(yùn)行Linux等成熟軟件生態(tài)，面向高性能通用計(jì)算。
Automotive系列：針對汽車電子領(lǐng)域進(jìn)行了專門優(yōu)化。
其中，Intelligence系列已經(jīng)從MCU級AI逐步擴(kuò)展到支持矩陣計(jì)算的大規(guī)模AI處理器，覆蓋不同算力等級需求。
物理AI時(shí)代需要怎樣的處理器？
張巖認(rèn)為，隨著機(jī)器人、智能設(shè)備不斷發(fā)展，未來處理器不僅需要提供AI算力，更要兼顧實(shí)時(shí)控制、低功耗、安全隔離以及長期軟件生態(tài)支持。
他以航天計(jì)算為例進(jìn)行了說明。目前，美國已經(jīng)提出建設(shè)基于RISC-V架構(gòu)的航天級計(jì)算平臺。相比普通處理器，航天計(jì)算需要面對極端環(huán)境帶來的多項(xiàng)挑戰(zhàn)。
首先是高可靠性。外太空沒有大氣層保護(hù)，宇宙射線容易導(dǎo)致芯片發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)，因此處理器必須具備容錯(cuò)能力，通過三模冗余（TMR）等機(jī)制保證系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。
其次是極高的能效要求。雖然太空環(huán)境溫度較低，但真空中不存在熱對流和熱傳導(dǎo)，只能依靠熱輻射散熱，因此芯片必須擁有更低功耗和更高散熱效率。
此外，航天設(shè)備還需要具備一定程度的自主智能。例如火星車由于地球與火星之間存在數(shù)分鐘通信延遲，不可能完全依賴地面遙控，因此必須能夠自主完成環(huán)境感知、決策和運(yùn)動控制。
整個(gè)過程實(shí)際上就是：感知（Sensing）→ 理解（Perception）→ 推理（Reasoning）→ 執(zhí)行（Actuation）。張巖認(rèn)為，這與當(dāng)前機(jī)器人和物理AI的發(fā)展路徑高度一致，因此航天計(jì)算對于物理AI具有重要參考價(jià)值。
針對物理AI，SiFive的布局
張巖表示，在航天領(lǐng)域，Microchip已經(jīng)能夠通過軟件冗余、容錯(cuò)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)符合航天標(biāo)準(zhǔn)的AI計(jì)算平臺。而回到地面，SiFive同樣圍繞物理AI構(gòu)建了一套完整的處理器產(chǎn)品矩陣。
隨著算力需求提升，可以進(jìn)一步采用X280向量處理器，再到支持VME矩陣擴(kuò)展的X390，實(shí)現(xiàn)更高性能AI計(jì)算?？筛采w從邊緣控制到高性能AI推理的不同算力需求，同時(shí)滿足物理AI各類硬件模塊對性能、功耗和面積（PPA）的不同要求。
他認(rèn)為，當(dāng)前物理AI仍處于快速發(fā)展階段，無論是AI算子還是數(shù)據(jù)類型都尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此處理器必須具備持續(xù)擴(kuò)展能力。RISC-V開放、可擴(kuò)展的架構(gòu)正好能夠滿足這一需求。SiFive的每顆處理器核心都預(yù)留了自定義擴(kuò)展接口，開發(fā)者可以根據(jù)不同應(yīng)用增加專用加速器，并通過RISC-V擴(kuò)展指令實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同計(jì)算。
例如，機(jī)器人關(guān)節(jié)控制更關(guān)注電機(jī)控制算法，靈巧手則更加依賴觸覺感知，不同部件所需的計(jì)算算子和加速方式并不相同。借助RISC-V的可擴(kuò)展機(jī)制，客戶可以針對自身應(yīng)用開發(fā)專用加速器，并通過自定義指令集實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一驅(qū)動，從而針對不同物理AI場景進(jìn)行優(yōu)化。
目前，已有半導(dǎo)體企業(yè)采用MCU結(jié)合專用AI加速器的方式，將RISC-V應(yīng)用于工業(yè)控制和機(jī)器人實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。
P570：Agentic AI時(shí)代的通用控制核心
隨著物理AI與Agentic AI（智能體AI）的深度融合，未來的終端系統(tǒng)不僅需要處理專用算法，更需要運(yùn)行復(fù)雜的操作系統(tǒng)（如Linux）來驅(qū)動上層智能體應(yīng)用。
為應(yīng)對這一趨勢，RISC-V制定了RVA23標(biāo)準(zhǔn)。相比于Arm Linux二進(jìn)制文件常常受限于十年前老舊指令集的歷史包袱，RVA23標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)代高頻應(yīng)用進(jìn)行了大刀闊斧的優(yōu)化。這也是吸引英偉達(dá)等傳統(tǒng)芯片巨頭將核心轉(zhuǎn)向RISC-V的重要誘因。
基于此，SiFive于今年推出了全新的P570 Gen3核心，這是一款高性能的通用處理器，雖然沒有配置極寬的向量，但能完美支持標(biāo)準(zhǔn)的Linux生態(tài)。它在系統(tǒng)內(nèi)扮演著“交響樂團(tuán)指揮手”的角色，負(fù)責(zé)協(xié)同和調(diào)度傳感器、NPU及其他子系統(tǒng)。
P570 Gen3原生集成128位向量，并支持向量加解密擴(kuò)展，可直接處理輕量級的AI矩陣運(yùn)算，無需頻繁頻繁調(diào)用NPU。核心內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了QoS機(jī)制，全力保障電機(jī)控制等實(shí)時(shí)性任務(wù)的確定性。同時(shí)，面對智能體隱私泄露、多智能體信息串?dāng)_等安全痛點(diǎn)，該核心嚴(yán)格落地了RISC-V安全隔離標(biāo)準(zhǔn)，從硬件底層構(gòu)筑了用戶數(shù)據(jù)的隱私屏障。
RISC-V正在迎來新的增長周期
張巖表示，隨著AI不斷向機(jī)器人、智能終端和物理世界延伸，處理器架構(gòu)也需要適應(yīng)新的計(jì)算模式。
相比傳統(tǒng)CPU僅關(guān)注通用計(jì)算，未來處理器需要同時(shí)承擔(dān)AI推理、實(shí)時(shí)控制、安全隔離以及長期軟件生態(tài)維護(hù)等多重任務(wù)，而開放、可擴(kuò)展的RISC-V正具備這樣的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
他認(rèn)為，當(dāng)前正處于AI產(chǎn)業(yè)快速變革的階段，希望更多開發(fā)者和產(chǎn)業(yè)伙伴能夠參與RISC-V生態(tài)建設(shè)，共同推動其在物理AI領(lǐng)域的發(fā)展。
