在2025 RISC-V中國峰會上，知合計算處理器設計總監(jiān)劉暢就高性能RISC-V處理器架構(gòu)探索與實踐進行了精彩分享。

在以X86和ARM為代表的處理器架構(gòu)之下，RISC-V在高性能計算領域的突破在于更高的能效性能。這主要取決于單位性能的提升，以及先進工藝帶來的PPA優(yōu)化。只有出現(xiàn)標桿性的產(chǎn)品才能真正引領整個RISC-V高性能計算軟硬件生態(tài)的繁榮。

單位性能方面，RISC-V對于整個性能的分析迭代和優(yōu)化的速度和效率有很高要求。目前RISC-V國際基金會每年發(fā)布幾個新的定版，這要求芯片廠商對軟硬件敏捷迭代，模塊化的工具鏈與流水線新擴展、架構(gòu)創(chuàng)新的快速評估等。另外，目前RISC-V競爭激烈，對性能分析優(yōu)化效率有很高的要求，為此知合計算打造了圖形化性能分析平臺，打通性能數(shù)據(jù)：建模、仿真、原型平臺，研發(fā)性能數(shù)據(jù)收集、分析、監(jiān)測和歸檔。此外是高精度性能模型，基于RISC-V社區(qū)開源資源以及性能模型校準和精度調(diào)優(yōu)。

RISC-V的特性也會對PPA帶來非常大的挑戰(zhàn)。劉暢解析，比如說RISC-V Vector有vx和vf兩種類型指令，我們改進標量和矢量流水線數(shù)據(jù)通路，從而解決相關問題。再比如說RISC-V有16位壓縮指令，16位指令和32位指令是混編的，為了解決這個問題我們也會創(chuàng)新性的預置對稱指令邊界識別代碼來解決這個問題。三是RISC-V對于PPA迭代優(yōu)化效率也有著非常高的要求，為此我們打通了軟硬件前后端的開發(fā)流程，打造一體化的敏捷迭代流程，打通軟件、架構(gòu)、設計、綜合和物理實現(xiàn)的開發(fā)流程體系，快速評估新擴展的PPA成本和收益。

在兼容性方面，處理器完全兼容RVA23 Profile，它不僅支持所有的58項強制標配擴展，同時支持全部23項可選擴展，包括Hypervisor、Vector Crypto、BF16、CFI、Sv57等，因此，我們支持123個RISC-V官方擴展，覆蓋AME、AIA、CoVE、MPT、QoS、IOMMU、RERI等。

知合計算在此次峰會上正式公布了其首代通推一體CPU產(chǎn)品“阿基米德”系列。該系列旗下的多款產(chǎn)品能夠覆蓋從邊緣服務器到云端服務器的廣泛場景，為包括AI大模型推理、視頻編解碼、加解密計算、數(shù)據(jù)存儲等豐富的計算應用提供高性能、高能效比、高性價比的算力基礎設施。

例如在視頻編解碼領域，支持細粒度動態(tài)算力適配，Agnostic模式增強 ，數(shù)據(jù)打包和絕對值指令擴展，結(jié)合軟件算法在264、265編解碼應用平均性能可以達到X86 E的90%和ARM V的96%。

還有在加解密計算領域，無進位乘法增強，通過高斯乘法執(zhí)行效率優(yōu)化，優(yōu)化消息擴散并行度，平均性能能達到X86 E的188%，ARM V的167%。

在大模型推理領域，通過AME多核共享矩陣加速器，Zvfbf*擴展，MoE模型算子融合和多種數(shù)據(jù)類型量化，主要算子平均性能達到ARM V的167%。

在數(shù)據(jù)存儲領域，通過優(yōu)化CRC折疊調(diào)度策略，改進GF域乘法配置 ，軟硬件優(yōu)化性能提升2-6倍。

據(jù)介紹，阿基米德系列中針對邊緣服務器場景的產(chǎn)品A210正式發(fā)布，即將對開發(fā)者、合作伙伴和客戶提供樣片測試申請。而基于新一代高性能RISC-V內(nèi)核的高端服務器產(chǎn)品將于2026年正式亮相，目前已開放FPGA遠程測試申請。

對于RISC-V應用于高性能計算，知合計算CEO孟建熠博士表示：“RISC-V在高性能計算領域?qū)崿F(xiàn)突破不僅要在通用計算層面進入‘高性能領域’，更需要在架構(gòu)層面融合AI增強計算，實現(xiàn)AI原生。通過開發(fā)‘阿基米德’系列產(chǎn)品，我們希望能夠以標桿產(chǎn)品引領生態(tài)加速成熟，并驅(qū)動RISC-V架構(gòu)在高性能計算上實現(xiàn)更成功的商業(yè)化落地。”