RISC-V的应用案例

RISC-V作为新兴架构,近年来备受瞩目。

国内RISC-V芯片龙头企业北京奕斯伟计算技术股份有限公司于5月30日向港交所递交招股书,拟在港股上市。该公司成立于2019年,基于RISC-V架构提供系统级解决方案。奕斯伟计算是2024年中国RISC-V主控量产解决方案数量最多的提供商,也是中国最大的RISC-V全定制解决方案提供商。RISC-V架构因其开源特性,成为打破X86和ARM垄断、实现自主可控的重要机遇。

奕斯伟在2025中国RISC-V生态大会上展示了64位RISC-V双Die AI SoC芯片EIC7702X,集成8核64位RISC-V乱序执行CPU、自研NPU以及双GPU多计算单元,算力达40 TOPS(INT8),在图像/语音识别、文本生成等领域表现出色。在MCU市场,Arm内核虽占主导地位,但RISC-V架构因开源、免费授权和模块化设计而逐渐崭露头角,对成本敏感的MCU市场尤为关键。

CH32V307具备高性能、低功耗、丰富接口和高度扩展性等优点,广泛应用于工业控制、汽车电子和消费电子等领域。

乐鑫科技ESP32系列深耕物联网无线通信SoC芯片领域,是全球Wi-Fi MCU龙头供应商,提供AIoT终端一站式解决方案。2021年4月,乐鑫推出首款集成Wi-Fi 6+Bluetooth 5(LE)的32位RISC-V SoC,标志着不再依赖授权MCU IP,基于开源架构自研内核降低了IP授权成本,增加了设计灵活性,促进了IP、工具链和软件生态系统的完善。其ESP32-C、H、P系列均采用基于RISC-V的自研指令集。

2025年2月20日,乐鑫科技的ESP32-C6获得PSA Certified Level 2认证,成为全球首款基于RISC-V架构获此认证的芯片。ESP32-C6支持Wi-Fi 6、Bluetooth 5 (LE) 和 802.15.4协议,搭载高性能和低功耗的双RISC-V 32位处理器,内置512 KB SRAM和320 KB ROM,支持外接flash,拥有可编程GPIO管脚,支持多种通信接口,并集成了ADC和温度传感器,为物联网产品提供卓越的射频性能、完善的安全机制和丰富的内存资源。

低功耗芯片ESP32-C6系列,专为物联网设备设计,适用于智能家居、工业自动化、医疗保健和消费电子等领域。

先楫HPM6750系列采用双RISC-V内核,主频达800MHz,以创新总线架构、高效L1缓存和本地存储器,在发布时创下MCU性能新记录,适合边缘计算应用。该系列外设丰富,支持双精度浮点运算和强大DSP扩展,内置2MB SRAM,并具备多媒体功能、马达控制模块和通讯接口。安全方面,HPM6000系列提供安全启动、加密引擎和密钥管理。

兆易创新GD32VF103系列是全球首个基于RISC-V内核的32位通用MCU产品,拥有先进微架构设计,适合物联网和超低功耗场景应用。
GD32VF103系列采用基于RISC-V的Bumblebee处理器内核,由兆易创新和芯来科技联合开发。该内核设计二级变长流水线微架构,具备动态分支预测器和多种低功耗设计方法。性能与三级流水线架构相当,能效比和成本优势突出。GD32VF103主频下性能达153 DMIPS,CoreMark得分360,相比GD32 Cortex-M3性能提升15%,动态功耗降低50%,待机功耗降低25%。其性价比高,满足主流开发需求,为RISC-V市场应用提供创新选择。

RISC-V CPU芯片因架构简化,具有高性能和低功耗优势,是AI革命的理想选择。阿里巴巴达摩院旗下玄铁是RISC-V市场的领先者,其处理器IP发展迅速:2018年发布玄铁E902,2019年发布主频高达2.5GHz的玄铁C910,2023年推出主频3GHz的C920。玄铁C920采用12级多发乱序流水线,支持高性能数据预取技术,适用于人工智能、自动驾驶等高并发算力场景。
C920核内子系统包括:IFU、IDU、IU、FPU、VU、LSU、RTU、MMU和PMP。

多核子系统包含:CIU、二级缓存、主设备接口、AXI4.0接口、PLIC、计时器和调试框架。玄铁C930是首款基于RISC-V的开源服务器级CPU IP核,已于今年3月交付。“香山”开源高性能RISC-V处理器项目针对高性能应用,其第三代核“昆明湖”设计工艺为7nm,主频3GHz,SPECINT2006评分15分/GHz,对标Arm Neoverse N2内核,适用于服务器、AI、GPU、DPU等高端芯片领域。中科院包云岗教授表示,业界需要一个高性能RISC-V开源核,支持广泛应用和创新想法。RISC-V DSP具有实时高速处理数字信号的优势,功耗低于CPU、GPU、FPGA,广泛应用于通信、计算、消费电子和自动控制等领域。目前DSP市场由美国TI、ADI主导,国内企业占有率较低,中科昊芯是全球首款基于RISC-V指令集的DSP。

目前,Haawking-HX2000系列的十余款芯片已完成流片,其中多款型号已实现量产并稳定供货,年均供货量接近千万片。为进一步优化开发体验,中科昊芯推出了Haawking IDE和Haawking-Downloader编程工具,以及HXLink系列仿真器,这些工具显著改善了集成开发环境,并已得到大规模的商业应用。

从成功研发到出货量达到100亿颗,RISC-V仅用了大约10年就走完了传统架构需要30年才能完成的发展历程。在2023年的RISC-V峰会上,RISC-V International的首席执行官Calista Redmond表示,未来几年RISC-V的采用率将以每年40%的复合增长率增长,预计到2030年,采用RISC-V架构的芯片数量将突破160亿颗。此外,RISC-V基金会已经吸引了包括高通、英伟达和谷歌在内的超过4000名成员,彰显了其日益增长的影响力和生态系统的活力。

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