
然而,随着人工智能、具身智能等新兴技术的爆发式增长,传统架构的封闭性、授权壁垒等痛点日益凸显,开源架构 RISC-V 应运而生。RISC-V 架构的出现也正以 " 技术平权 " 的姿态打破既有格局,开启全新的算力时代。现阶段,包括 Western Digital、阿里平头哥、SiFive 等在内的,多家国内外厂商也正竞相发布高性能 RISC-V 产品,RISC-V 已不再局限于 " 低功耗、低成本 " 的标签,正全面吹响向高端进军的号角。
RISC-V架构的 " 前世今生 "
RISC-V(Reduced Instruction Set Computing-V)是一种基于精简指令集(RISC)原则设计的开源指令集架构,与 X86、ARM 架构的核心差异在于其 " 开源开放 " 的基因——既不归属任何企业或机构,也无专利授权枷锁,全球开发者均可自由使用、修改、扩展,并参与到架构标准的制定中。
RISC-V 技术内核遵循 " 模块化、可定制 " 的设计理念,基础指令集仅包含几十条最核心的指令,满足基本计算需求;同时通过可选扩展模块(如向量计算、虚拟化、加密扩展等)适配不同场景,从微控制器(MCU)到高性能服务器芯片,从端侧智能设备到云端数据中心,均可基于 RISC-V 架构实现定制化开发。
与传统架构相比,RISC-V 的开源特性并非简单的 " 免费使用 ",更蕴含着 " 技术平权 " 的核心逻辑。RISC-V 具备 " 平权、参与感和激励机制 " 三大核心逻辑,能够重演开源软件重塑信息时代的历程,将硬件的 " 根技术 " 从特定企业的私有财产中解放出来,让更多企业和开发者摆脱对 X86、ARM 架构的依赖,实现核心技术的自主掌控。这种特性不仅降低了芯片研发的门槛,更推动了全球算力资源的协同创新,形成开放共赢的产业生态。
RISC-V 的发展并非一蹴而就,而是历经数十年的技术积累与生态培育,逐步从学术研究走向产业落地。RISC-V 的开发团队由伯克利大学的 David Patterson 教授领导,他们在 2010 年启动了 RISC-V 项目,旨在创建一个开源、可扩展、模块化的指令集架构,以适应从微控制器到高性能计算的广泛应用场景。2010 年,RISC-V 项目正式启动,团队发布了 RISC-V 的初步设计文档。2015 年,RISC-V 国际基金会(RISC-V International)成立,吸引了谷歌、IBM、高通、华为、三星等全球科技企业加入,标志着 RISC-V 从学术项目走向产业化的关键一步。RISC-V 逐步从学术领域走向产业应用,主要聚焦于低功耗、低成本的 MCU 领域,在物联网、嵌入式设备等场景实现初步落地。同时,架构标准持续迭代,先后发布多个版本的扩展指令集,逐步完善高性能计算、安全加密等功能模块。
RISC-V 的命名来源于 "Reduced Instruction Set Computer",即精简指令集计算机。RISC-V 的设计理念源于对传统 RISC 架构的继承和创新,它摒弃了传统 RISC 架构的局限性,通过开源和模块化设计,使指令集架构能够灵活适应各种应用场景。
随着人工智能、云计算等技术对高性能算力需求的激增,2020 年之后 RISC-V 开始向高性能计算领域突破,架构标准不断升级,生态逐步成熟。2022 年,RISC-V 基金会发布 RVA22 架构规范,进一步完善了高性能计算相关的扩展模块;2024 年,RVA23 规范正式推出,这是 RISC-V 架构的重大版本升级,首次使 RISC-V 具备高性能计算的完整功能,全球开源软件开始向 RVA23 标准汇聚,包括操作系统、编译器等均逐步转向对 RVA23 的支持。
(RVA23(RISC-V Application Profile 23)是 RISC-V 国际基金会于 2024 年第三季度正式发布的应用处理器标准规范,作为 RVA22 的继任者,旨在解决 RISC-V 生态中的碎片化问题,并为高性能计算(尤其是 AI 和机器学习领域)提供标准化支持。该规范通过统一指令集扩展(ISA),增强了跨硬件平台的开发一致性,显著提升了向量计算、浮点运算等关键能力,为 RISC-V 在高性能计算市场的拓展奠定了基础。)
在此背景下,一批高性能 RISC-V 芯片实现量产,这其中,日前刚刚发布的进迭时空 K3 芯片是全球首颗符合 RVA23 规范的量产芯片(K3 拥有 2 个 4 大核簇,具备 60TOPS 的通用 AI 算力,支持 32GB 内存,可满足 30B 至 80B 参数 LLM 端侧运行需求),标志着 RISC-V 正式进入高性能计算的产业化阶段。
值得注意的是,RISC-V 的发展始终与全球科技产业格局的变化深度绑定。近年来,中美科技竞争加剧,各国对核心技术自主可控的需求日益迫切,RISC-V 作为开源、中立的架构,成为各国突破技术封锁、构建自主算力体系的重要选择。中国也将 RISC-V 纳入国家重点支持的科技方向,为其发展提供了政策与资本支持,推动国内企业在 RISC-V 领域的技术研发与产业落地。
RISC-V 改变算力格局
在 X86 与 ARM 架构长期垄断的市场中,RISC-V 能够快速崛起,核心在于其具备传统架构无法比拟的竞争优势,这些优势源于其开源特性与模块化设计,具体体现在四个维度:
第一,开源开放打破授权壁垒,实现技术自主可控。X86 架构由英特尔、AMD 主导,采用封闭授权模式,企业不仅需支付高额授权费用,还受限于架构设计,难以进行深度定制;ARM 架构采用层级化授权模式,核心 IP 授权门槛高,企业对架构的修改空间有限,且存在 " 卡脖子 " 风险。而 RISC-V 基于开源协议,企业无需支付授权费用,可自由修改架构设计、定制指令集扩展模块,从根本上摆脱对第三方企业的依赖,实现核心技术的自主掌控。而进迭时空坚持核心技术自研,正是依托 RISC-V 的开源特性,将市场需求与产品迭代紧紧抓在自己手中。
第二,模块化设计适配全场景需求,具备极致灵活性。X86 与 ARM 架构为适配多场景需求,指令集日益复杂,导致芯片设计难度增加、功耗上升。RISC-V 最根本的技术优势在于其开源的模块化设计。它采用了一种 " 基础指令集 + 标准扩展 " 的模式。基础整数指令集(RV32I/RV64I)极其精简,确保了最低限度的硬件开销和功耗。而所有高级功能,如矢量计算、虚拟化、位操作、加密等,都以可选扩展的形式存在。这种设计带来了前所未有的灵活性,企业可根据不同场景需求,选择适配的扩展模块,实现芯片的定制化开发。例如,在端侧智能设备中,可选择低功耗扩展模块,降低芯片功耗;在云端高性能计算场景中,可选择虚拟化、向量计算扩展模块,提升算力性能。这种灵活性使 RISC-V 能够覆盖从 MCU 到高性能服务器、从端侧到云端的全场景需求,成为 " 全场景适配 " 的架构方案。
芯片设计者可以根据特定应用场景(如 AI 推理、网络处理、汽车控制),像 " 搭积木 " 一样,只选择必要的扩展指令集进行组合,从而设计出最贴合场景需求、面积与功耗最优的专用处理器。这与 x86(为向后兼容而日益臃肿)和 ARM(虽精简但商用 IP 核配置相对固定)形成了鲜明对比。例如,进迭时空的 K3 芯片为应对智能机器人场景,不仅在 CPU 核中集成了 RVV 向量扩展,还专门设计了包含实时核与大容量 TCM(紧耦合内存)的 " 实时计算子系统 ",以及多达 10 个 CAN-FD 接口,这种深度定制能力是传统架构难以高效实现的。
第三,软硬件协同优化效率更高,加速技术迭代。RISC-V 的开源特性使硬件开发者与软件开发者能够深度协同,硬件设计可根据软件需求进行针对性优化,软件也可基于硬件架构进行定制化开发,形成 " 硬件 - 软件 " 协同迭代的良性循环。
以加密场景为例,通过矢量加密扩展的方式,可以大幅提升加密算法的运算效率。" 进迭时空 K3 芯片在实现 RVA23 规范的矢量加密扩展时,通过坚持硬件与软件协同迭代优化,最终使相关算子加速比达到 5-6 倍,显著提升了应用的数据安全与运算效率。" 陈志坚介绍道。相比之下,传统封闭架构中,软硬件分属不同企业,协同优化难度大,技术迭代周期长。
第四,生态协同效应显著,降低研发与落地成本。RISC-V 开源生态汇聚了全球的企业、开发者与科研机构,形成了多元化的协同创新网络。企业可基于开源社区的技术积累,快速开展芯片研发,无需从零开始;开发者可共享软件工具、算法模型,加速软件生态的完善。这种生态协同效应不仅降低了企业的研发成本,还缩短了产品的落地周期。例如,进迭时空 K3 芯片深度适配 llamacpp、vLLM 等主流大模型推理框架,无需额外编译操作,即可保留开发者使用习惯,大幅降低了客户的应用迁移成本。
综合来看,RISC-V 通过开源开放、模块化设计,实现了 " 全场景适配、高性能与低功耗兼顾、自主可控 " 的综合优势,而这些优势恰恰填补了传统架构的短板。
机遇与挑战并存
虽然 RISC-V 具有很多优势,但与 X86 和 ARM 架构相比,RISC-V 就像是刚出生宝宝,一方面,RISC-V 仍有很多的发展空间,另一方面,RISC-V 发展过程中也面临了一些挑战。
从市场规模来看,RISC-V 具备广阔的增长空间,将逐步成长为万亿级市场赛道。根据 SHD Group 预测,到 2031 年,RISC-V 系统级芯片累计出货量将超过 350 亿颗,复合年增长率达到 31.7%。
除此之外,《RISC-V 开源生态发展报告(2025)》(简称《报告》)中统计,2025 年 RISC-V 领域投融资与并购活动十分活跃。一方面,初创企业持续获得资本青睐,如睿思芯科、进迭时空等公司完成了亿元级融资;另一方面,产业巨头通过并购加速布局 RISC-V,提前抢占未来计算版图。比如,Meta 公司宣布收购高性能 RISC-V AI 芯片初创企业 Rivos;高通公司完成了对高性能 RISC-V 芯片初创企业 Ventana 的收购。
随着应用场景的持续渗透与生态的成熟,市场规模将快速增长。长期来看,所有终端电子产品都将通过本地大模型实现智能化重构,人形机器人、云端 AI 芯片、AI 计算机、具身智能等领域的市场规模将大幅扩张,构筑万亿美金的市场空间。其中,边缘端智算设备将成为短期内的核心增长引擎,进迭时空等企业聚焦的边缘端场景,预计将成为 RISC-V 营收的主要支柱。
分场景来看,不同领域的市场增长潜力各有侧重:在消费电子领域,RISC-V 将逐步替代部分 ARM 架构芯片,应用于智能手机、平板电脑、智能穿戴等设备,尤其是在中低端机型与智能硬件中,凭借成本与定制化优势占据市场份额;在工业与物联网领域,RISC-V 的低功耗、高可靠性优势将使其成为嵌入式设备、物联网终端的主流架构,市场规模将持续增长;在云端计算领域,RISC-V 服务器芯片将逐步实现规模化应用,预计 2030 年后进入快速增长期,挑战 X86 架构的市场主导地位;在汽车电子领域,随着智能汽车的渗透率提升,RISC-V 将在车载控制器、自动驾驶芯片等场景实现应用,成为汽车电子领域的重要架构选择。
虽然 RISC-V 发展空间很大,但 RISC-V 的发展也面临诸多挑战。一是生态成熟度不足。相较于 X86、ARM 数十年积累的完善生态,RISC-V 的软件工具链、应用场景适配仍有差距,尤其是在高端服务器、专业软件等领域,生态建设需要长期投入;
二是技术壁垒仍存。高性能 RISC-V 芯片的研发涉及架构设计、后端电路实现、软硬件协同优化等多个环节,对企业的技术实力与工程经验要求极高,并非所有企业都能突破核心瓶颈,对此,陈志坚告诉笔者,RISC-V 的向量计算技术在具体硬件实现时也有如时序、功能稳定等诸多挑战," 目前可以实现 RISC-V RVV 256bit 位宽量产的全球芯片并不多,K3 继 K1 之后不仅实现且持续优化了 RVV 向量计算 " 陈志坚如是说;
三是巨头竞争压力。虽然 RISC-V 目前尚未引发巨头的大规模布局,但随着市场规模扩大,英特尔、ARM、华为等企业大概率将进入赛道,凭借技术、生态与资金优势,对初创企业形成竞争压力;
四是成本与量产难题。芯片初创企业规模较小,难以形成规模效应,成本控制能力弱于行业巨头,且高性能芯片的量产良率控制难度大,影响商业落地效率。
面对这些挑战,RISC-V 企业需要采取针对性策略:技术层面,坚持核心 IP 自研,持续突破高性能、安全化等技术瓶颈,积累工程与量产经验;生态层面,加强与软件企业、开发者社区的合作,加速软件适配与工具链完善,构建差异化生态壁垒;商业层面,聚焦增量市场,通过差异化产品创造价值,逐步形成规模效应,降低生产成本;合作层面,加强产业链协同与国际合作,共同推动架构标准完善与生态建设,提升行业整体竞争力。
未来,随着架构标准的持续完善、生态的逐步成熟、应用场景的广泛渗透,RISC-V 将逐步成长为与 X86、ARM 并列的主流计算体系,在人工智能、云计算、机器人、汽车电子等领域发挥核心作用,构建开源浪潮下的算力新秩序。虽然过程中面临生态、技术、竞争等多重挑战,但 RISC-V 的开源基因与全场景适配能力,使其具备长期发展的潜力。正如陈志坚所言——人类社会对算力的需求将持续增长,而开源开放的 RISC-V 架构具备长期生命力。
在这场算力革命中,RISC-V 不仅是一种技术架构,更是一种全新的产业协作模式,将推动全球科技产业走向更加开放、协同、共赢的未来。
(文|Leo 张 ToB 杂谈,作者|张申宇,编辑丨盖虹达)