7月16日至18日，2025年RISC-V中國(guó)峰會(huì)在上海成功舉辦。作為RISC-V特定領(lǐng)域計(jì)算革新者，躍昉科技受邀出席峰會(huì)高性能計(jì)算分論壇，公司首席運(yùn)營(yíng)官（COO）袁博滸發(fā)表題為《RISC-V+DSA：重塑芯算格局的必然選擇》的主題演講，深入探討了RISC-V架構(gòu)與特定領(lǐng)域加速架構(gòu)（DSA）結(jié)合的技術(shù)路徑及其在高性能計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

RISC-V+DSA：釋放硬件潛能新范式

袁博滸在演講中指出，隨著AI和高性能計(jì)算需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)芯片架構(gòu)面臨算力堆砌、能耗攀升等挑戰(zhàn)。RISC-V架構(gòu)的開(kāi)放性與靈活性，結(jié)合DSA的專用化設(shè)計(jì)，能夠更高效地釋放硬件性能。

他進(jìn)一步解釋，DSA通過(guò)針對(duì)特定計(jì)算任務(wù)優(yōu)化指令集和硬件資源分配，顯著提升了計(jì)算能效。例如，在AI推理場(chǎng)景中，通過(guò)定制化指令集和緩存機(jī)制優(yōu)化，可減少數(shù)據(jù)搬運(yùn)開(kāi)銷，使計(jì)算效率提升數(shù)倍。這種“軟硬協(xié)同”的設(shè)計(jì)理念，讓芯片無(wú)需依賴更高算力即可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的AI性能表現(xiàn)。

在工藝演進(jìn)趨緩的背景下，DSA的價(jià)值更為凸顯。袁博滸強(qiáng)調(diào)："未來(lái)需要通過(guò)DSA的專業(yè)領(lǐng)域架構(gòu)提升能耗比，同時(shí)從工藝角度拆解不同檢查線，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景下的專業(yè)資源整合。"這種架構(gòu)級(jí)優(yōu)化能夠在現(xiàn)有工藝水平下，通過(guò)軟硬協(xié)同設(shè)計(jì)釋放更大計(jì)算潛力。

DSA架構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑

袁博滸詳細(xì)闡述了DSA架構(gòu)從算法到芯片的完整技術(shù)路徑，這一路徑可分為三個(gè)關(guān)鍵層次：指令集擴(kuò)展設(shè)計(jì)、Chiplet設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)。

在指令集層面，優(yōu)化的核心在于針對(duì)特定計(jì)算模式進(jìn)行深度定制。以Energon算法為例，通過(guò)RISC-V擴(kuò)展指令集對(duì)矩陣乘法（MatMul）、SoftMax等操作進(jìn)行硬件級(jí)加速，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)10000倍的能效提升和1000倍的運(yùn)算速度增益。這種優(yōu)化不僅提升了計(jì)算效率，更釋放了硬件的潛在能力。

Chiplet設(shè)計(jì)層面則聚焦于芯片內(nèi)部執(zhí)行效率的提升。袁博滸提到，通過(guò)優(yōu)化單發(fā)射/多發(fā)射機(jī)制、改進(jìn)緩存訪問(wèn)策略以及減少數(shù)據(jù)搬運(yùn)開(kāi)銷，芯片能在相同工藝條件下顯著提升性能。此外，軟件共享內(nèi)存機(jī)制的引入進(jìn)一步增強(qiáng)了多核協(xié)同效率，為復(fù)雜計(jì)算任務(wù)提供了更高效的執(zhí)行環(huán)境。

在芯片設(shè)計(jì)方面，DSA架構(gòu)強(qiáng)調(diào)針對(duì)不同計(jì)算負(fù)載設(shè)計(jì)專用加速引擎。袁博滸特別指出，“我們需要構(gòu)建針對(duì)某一種計(jì)算所需要的對(duì)象對(duì)應(yīng)的計(jì)算引擎?！?這一理念推動(dòng)了從計(jì)算對(duì)象的擴(kuò)展能力出發(fā)，構(gòu)建可擴(kuò)展的計(jì)算單元組合和高效的內(nèi)存子系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定工作負(fù)載的極致優(yōu)化。

產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與解決方案

盡管DSA架構(gòu)在技術(shù)上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，但其產(chǎn)業(yè)化仍面臨諸多挑戰(zhàn)。袁博滸從跨廠商協(xié)作、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和軟件生態(tài)三個(gè)維度剖析了這些問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方案。

跨廠商協(xié)作標(biāo)準(zhǔn)是DSA產(chǎn)業(yè)化首要解決的問(wèn)題。袁博滸認(rèn)為，“做這樣的事情肯定只靠一個(gè)廠家很難做到”，因此需要建立統(tǒng)一的IP接口規(guī)范和互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，確保不同廠商的DSA模塊能夠無(wú)縫協(xié)作。同時(shí)，多工藝節(jié)點(diǎn)支持也至關(guān)重要，這能保證架構(gòu)在12nm、16nm、28nm等不同工藝下均能高效運(yùn)行。

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，袁博滸提出了集中式數(shù)據(jù)交換架構(gòu)和可靠互連機(jī)制等解決方案。這些技術(shù)不僅能優(yōu)化多核間數(shù)據(jù)傳輸效率，還能提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外，完善的仿真工具鏈也是加速芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證的關(guān)鍵。

軟件生態(tài)建設(shè)同樣不容忽視。袁博滸強(qiáng)調(diào)，“我們需要構(gòu)建一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)，讓各家可以貢獻(xiàn)自己的加速架構(gòu)設(shè)計(jì)?！?這一目標(biāo)需要高性能模擬器和開(kāi)放軟件棧的支持，以降低開(kāi)發(fā)者門檻，加速應(yīng)用落地。躍昉科技已開(kāi)發(fā)出支持RVA23完整指令集的高性能模擬器，為早期軟件開(kāi)發(fā)提供了有力保障。

袁博滸最后提出，在RISC-V+DSA生態(tài)建設(shè)方面，躍昉科技正在積極行動(dòng)，作為核心發(fā)起單位成立了全球首個(gè)基于RISC-V的DSA產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新合作組織——RDSA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，已經(jīng)吸引了國(guó)內(nèi)外50余家合作伙伴加入，共同探索異構(gòu)計(jì)算互聯(lián)、協(xié)議層優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，共同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)。

躍昉科技的DSA+RISC-V技術(shù)路線，為芯片產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展思路。通過(guò)算法-指令集-硬件的深度優(yōu)化，DSA架構(gòu)能在能效、性能上實(shí)現(xiàn)突破，而開(kāi)放生態(tài)的構(gòu)建將進(jìn)一步加速產(chǎn)業(yè)化落地。未來(lái)，這一技術(shù)路徑有望在AI、高性能計(jì)算等領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值，推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)邁向新高度。

審核編輯 黃宇