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2025年RISC-V高性能市场洞察:RISC-V高性能计算演进的机遇、挑战与生态构建

信息技术 2025-07-15 - MetaStone Research 陈宗珩
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报告摘要摘要12025年是国内RISC-V高性能服务器市场发展元年,RISC-V在国内外投资市场异常火爆,国内鼓励RISC-V的相关政策日趋明朗,行业内将不断有面向数据中心场景的SoC面世,RISC-V服务器即将逐步打开国内信创市场。摘要2元石智算预测:到2030年,RISC-V通算服务器渗透率或提升至约15%,对应市场规模有望突破500亿元;RISC-V智算服务器占比或超过14%,市场规模可能达到1000亿元量级。RISC-V的技术发展趋势契合国内AI发展轨迹,RISC-V+AI是当前RISC-V发展的关键助力。摘要3RISC-V产业生态正快速完善,服务器产业链的软硬件玩家均在扩充。RISC-V服务器已经有了成熟的应用案例,但缺少标杆案例。未来RISC-V高性能发展技术、市场、生态三驾马车缺一不可,但是当前加强软件基础能力降低用户落地门槛更为紧迫。 目录 I.RISC-V高性能市场与技术背景II.RISC-V服务器发展情况与趋势III.RISC-V服务器产业链与典型案例IV.未来展望 x86精装修,可自定义程度低ARM硬装完成,软装自己设计RISC-V毛坯房,基于自身需求设计RISC-V凭借开源、灵活等优势挑战x86和ARM垄断地位➢RISC-V是一种开源、模块化且可扩展的精简指令集架构(RISC),允许自由使用、修改和定制,适用于从嵌入式系统到高性能计算的广泛应用场景。➢当前主流的两大计算架构:x86基于复杂指令集(CISC),以高性能著称,ARM基于精简指令集(RISC),以高能效比见长。而RISC-V则凭借开源、模块化设计及零授权费成为新兴可定制化解决方案,随着自主可控、安全创新等需求越来越明确,未来在高性能领域有望达到三种架构三足鼎立的局势。开发厂商英特尔ARM Holding由RISC-V国际基金会负责运营和推广发布时间197819852010指令集架构CISC(复杂指令集)精简指令集精简指令集(基础指令集47条)版本兼容性不同模块不兼容不同版本不兼容兼容性高技术自主否否是授权收费仅英特尔、AMD获得授权,不对外一次性授权费,根据公司体量、产品销量收费指令集开源免费应用领域PC、服务器、超算等移动端起步,已经进入到PC、服务器领域目前在嵌入式、物联网等普及,向服务器进发主要特点生态成熟,但成本高,无法自主可控生态逐步完善,授权费较高生态起步阶段,完全开源,无指令集授权费 自由使用新兴架构灵活定制统一生态自主可控零指令授权适应性强技术开源 发展轨迹:全球繁荣发展,中国成员较早占位198119832010加州伯克利分校David Patterson起草RISC-I发布RISC-II原型芯片•RISC-V国际基金会成立,中国成员较早参与标准建设伯克利分校正式启动RISC-V项目201520192021•阿里发布玄铁C910•RISC-V国际基金会董事会决议,总部从美国搬到瑞士RISC-V国际基金会发布Vector1.0,聚焦AI扩展20181984/1988分别发布RISC-III和RISC-IV中国RISC-V产业联盟成立RISC-V国内外产业发展轨迹➢诞生期➢国际发展期➢国内快速发展期➢繁荣期当前RISC-V国际基金会Premier成员,中国成员近半 20242025RISC-V国际基金会发布RAV23标准,聚焦服务器和AI兼容•阿里发布玄铁C930(数据中心级IP核)•国内RISC-V专项支持政策开始推出•国际层面:RISC-V发展逐渐脱离地缘政治影响,越来越多全球巨头加入RISC-V生态建设•国内层面:RISC-V产业发力较早,且已经产生了巨大影响力,国内政策开始向RISC-V倾斜•技术进展:已经开始出现了数据中心级IP核 架构优势:基础指令级构成简洁,扩展指令发布速度更快RISC-V指令集核心组成•x86-64指令集数量已超过2,000条,涵盖大量扩展指令和历史遗留指令且不可分割•RISC-V的基础指令级仅有47条,扩展指令按需添加基础指令集加载/存储算术逻辑控制流如加载字、存储字如加减运算如分支跳转、无条件跳转等特权模式与接口用户模式普通应用、监管者、机器模式,其中机器模式最高权限控制和寄存器性能优化策略管理处理器的关键控制和状态寄存器流水线优化、高级指令支持、缓存优化、并行计算优化标准扩展I(Integer)C(Compressed)F/D/Q(Floating-Point)A(Atomic)M(Multiply)提供基础整数运算扩充了乘法和除法指令原子指令,支持多线程和并发浮点计算,支持单精度、双精度和四精度提供更短指令格式,减少码量,提高代码密度V(向量)向量化操作,适用AI领域Matrix(矩阵)加速矩阵运算,用于深度学习,目前处于0.5版本数据来源:谷歌学术6355749961,4502019年以前2020年2021年2022年RISC-V+AI理论研究爆发在2021年以后相关论文数据增速超40%典型的AI扩展指令 政策支持与技术优势共同加速RISC-V落地来源:公开渠道整理政策层面:从产业计划到专项支持开始研讨并发布针对RISC-V的专项政策2024年1月广东省印发《广东省培育半导体及集成电路战略性新兴产业集群行动计划(2023-2025年)》支持边缘计算芯片、存储芯片、RISC-V等的开发设计北京亦庄开发区发布RISC-V产业发展计划,20230年打造500亿RISC-V产业规模2025年1月2025年3月珠海市政府率先补贴RISC-V芯片:支持开源生态建设。对购买基于RISC-V IP核开展高端芯片、先进或特色工艺研发的企业,按照不超过实际支出费用的30%给予补贴,年度最高100万元。2025年2月香港财政预算发布,支持RISC-V开源芯片在香港应用落地2025年4月青岛市工信局组织专题RISC-V研讨会并传达国家有关政策文件,联合产业生态、高校、本土企业等共同商讨RISC-V的区域发展。 技术层面:RISC-V正不断“兑现潜力”低成本无需指令集专利费用,单芯片成本平均节约15%RISC-V的低成本潜力已经通过MCU、SSD等头部厂商的规模化商用得到验证低门槛编译器和硬件开发者更快上手任何人都可以从RISC-V国际基金会官网免费下载完整的指令集规范文档,使得大学、研究机构、中小型企业乃至个人都有能力参与到硬件创新中低功耗芯片TDP低且能源效率更高RISC-V的低功耗特性源于“简洁”设计哲学,这种简洁性通过定制化,转化为能效优势技术不断完善,硬件开发效率更高,运营成本更低 近一年RISC-V国内资本市场火热公司/项目介绍业务领域容芯致远AGC智算解决方案提供商,聚焦AI计算架构与国产芯片技术的深度融合,推出了通算+智算双线产品,构建从数据处理加速到超大规模模型训练的全栈能力智算+通算服务器跃昉科技聚焦研发基于RISC-V架构的SoC芯片产品及系统解决方案,并提供从操作系统到云平台的全栈基础智能软件服务RISC-V CPU兆松科技高性能RISC-V及AI基础软件平台提供商,专注于RISC-V/异构SoC相关软硬件工具链(软件编译器,硬件编译器/仿真器,SoC仿真器,高性能函数库,调试器)、操作系统等底层基础软件RISC-V高性能编译器赛昉科技RISC-V开源芯片研发商,提供全球领先的基于RISC-V指令集的CPUIP、SoC、开发板等系列产品和解决方案RISC-V CPU IP奕行智能专注于提供先进的AI计算架构和高效能并行计算解决方案的"云-端一体"通用AI计算芯片公司RISC-V CPU进迭时空RISC-V高性能CPU芯片研发生产商,致力于以RISC-V AI CPU构建面向大模型时代的原生计算平台,助力AI计算机、AI机器人等新应用的发展RISC-V CPU知合计算高性能通用可扩展AI芯片研发商,专注于针对AI智算场景开发基于RISC-V架构的高性能可扩展AI智算CPURISC-V CPU IP中科海芯国产RISC-V芯片研发商,聚焦智能控制、智能人机交互等应用方向,研发和销售RISC-V计算芯片及软硬件解决方案,以满足智能家居、智能制造、汽车电子和AIoT融合产业场景引发的新型计算需求RISC-V CPU汽车+IOT数据来源:烯牛数据、公开资料整理➢除一级市场动态之外,2025年5月30日,北京奕斯伟计算技术股份有限公司向港交所递交招股书。按2024年相关收入计算,奕斯伟计算是中国最大的RISC-V全定制解决方案提供商。2024年6月-2025年5月RISC-V高性能领域一级市场投融资情况 RISC-V各地创新中心遍地开花,区域布局发展如火如荼揭牌时间:2024年7月26日牵头单位:武汉数据集团、光谷金控、聚力联盟等核心目标:提升RISC-V技术、产品和系统能力,推动RISC-V数字基础设施生态建设、创新和产业发展武汉RISC-V生态创新中心成立时间:2024年12月(在建)牵头单位:北京经济技术开发区、RISC-V工委会等核心目标:推动RDI在垂直行业场景的应用落地,重点探索智慧交通、智慧金融、智慧园区等行业场景北京RDI创新中心揭牌时间:2024年11月20日牵头单位:成都市政府、高新区、RDI聚力联盟、成都数据集团、成都高投等核心目标:构建1个RISC-V产品矩阵+3大基础设施建设+N个标杆场景应用成都RISC-V生态创新中心发布时间:2025年4月16日(拟建)西安RISC-V开源芯片产业创新中心成都西安武汉苏州上海北京珠海来源:公开渠道整理成立时间:2025年5月10日牵头单位:苏州市政府以及相关企业、研究机构核心目标:推动RISC-V核心技术攻关、产业生态培育和应用场景落地苏州市RISC-V开源芯片产业创新中心揭牌时间:2025年4月30日牵头单位:珠海市政府、珠海高新区、珠海工信局、进迭时空等核心目标:推动“RISC-V+AI”芯片赋能千行百业,打造国内首个RISC-V生态之城珠海RISC-V生态应用创新中心成立时间:2024年8月10日牵头单位:RDI聚力联盟、临空港投资核心目标:推荐RISC-V智慧交通应用落地上海RISC-V生态创新中心成立时间:2024年9月牵头单位/厂商:芯原股份、芯来科技、达摩院等成就:截止2024年12月,联盟成员198家上海开放处理器产业创新中心成立时间:2025(在建)牵头单位:浦东区政府、上海集成电路设计产业园核心目标:加大力度扶持RISC-V各领域中小企业张江高科RISC-V生态街区 ➢“高性能”成为RISC-V新阶段的重要特征,AI则是RISC-V未来发展的重要命题。RISC-V高性能和AI时代的重要载体是数字基础设施产品,当前行业也在加速推出以服务器为主的RISC-V架构整机产品,以应对高性能计算和AI计算的需求。落地进程:RISC-V已经进入高性能与AI发展阶段生态系统初步建立,重点是构建基础工具和标准规范。主要工作包括开发开源编译器(如GCC和LLVM)、模拟器(如Spike)、调试工具和标准指令集架构的定义。第一阶段随着RISC-V指令集逐渐稳定,生态系统进入大规模量产和实际应用阶段。越来越多 的软件工具和库被移植到RISC-V平台上,社区贡献显著增加。第二阶段第三阶段⚫基础搭建,生态起步⚫稳定发展,生态拓展⚫面向IoT市场提供MCU关键词:生态构建关键词:量产落地MCU领域对于生态依赖程度较低,多家企业推出了基于RISC-V架构的MCU,提供低功耗、高性能和成本效益的解决方案。2022年已经实现量产100亿颗RISC-V IoT处理器。奕斯伟计算发布的全球首颗RISC-V边缘计算芯片以高性能突破引领边缘计算赛道;达摩院发布C930高性能核,单核跑分达到15分(Spec2006)达到数据中心级别。2010-20182018-20242024至今➢RISC-V产业经历生态构建和量产落地两个阶段后,已经有了较为丰厚的软件基础和比较明确的商业预期,在国家需要用颠覆性技术发展新质生产力这一浪潮之下,RISC-V走向高性能场景是紧迫且必要的。 目录 I.RISC-V高性能市场与技术背景II.R