近日，国芯科技在互动平台回应投资者提问时表示，公司已与上海清华国际创新中心合作研发了基于开源RISC-V指令架构的GPGPU内核。2024年7月，研发团队已完成第一版RTL代码设计并对外公开发布。目前，因公司聚焦于汽车电子芯片、服务器和云应用安全芯片、量子安全芯片及AI MCU芯片的研发，RISC-V GPGPU的开发工作暂告一段落。未来，将根据国际上开源RISC-V GPGPU技术的发展情况，再考虑是否启动后续研发计划。
基于RISC-V架构研发GPGPU内核
随着AI大模型的快速发展，全球对算力的需求持续增长。据《全国数据资源调查报告（2023年）》显示，中国算力中心整体规模同比增长约30%，特别是在人工智能及高性能计算领域，新型算力需求迫切。在这一背景下，算力芯片领域的竞争不断加剧。
作为全球AI芯片的领军企业，英伟达目前在GPGPU市场上占据主导地位。然而，为降低对单一技术供应的依赖，各类基于ARM架构的芯片以及ASIC专用形态的算力芯片逐渐涌现。同时，开源RISC-V架构也成为研究重点，部分企业正尝试将其用于GPGPU的开发。
在国际市场上，早在2021年，佐治亚理工学院便提出了基于RISC-V架构的Vortex GPGPU设计。这种设计支持OpenCL 1.2 API，并结合CUDA操作，以RISC-V向量指令为基础实现灵活的并行计算功能。在国内，国芯科技借助上海清华国际创新中心的研究资源，完成了国内首个基于开源RISC-V指令集的GPGPU原型，命名为“承影”。
“承影”——国内首个开源RISC-V GPGPU
“承影”是由上海清华国际创新中心研发的一款开源GPGPU技术框架。其设计以RISC-V指令集为核心，结合向量扩展（RVV），打造出支持高性能运算的编程模型。该项目基于LLVM开源工具链，支持OpenCL并行编程框架，能够结合RISC-V向量指令的灵活优势，实现较高的处理性能，同时确保与向量处理器工具链兼容。
从公开的信息来看，“承影”不仅具有明确的技术路线，还结合了多项功能优势，例如：
高级接口与抽象： 采用C++接口，简化了高性能计算任务的实现流程，为开发者提供友好、易于上手的并行编程环境。
动态调度能力： 通过动态任务分配优化硬件利用效率，显著提升资源利用率。
灵活可配置： 调整框架以适应不同计算平台和任务需求，包括GPU、多核CPU及其他加速设备。
异构计算支持： 提供跨平台支持能力，为不同应用场景提供多样化的解决方案。
国芯科技基于“承影”的技术方案和合作伙伴的资源，进一步开发了Verilog版本的开源RISC-V GPGPU内核，使其具备适应FPGA和ASIC实现的硬件基础。
面临的技术挑战
尽管开源RISC-V GPGPU的研究走出了关键一步，但要实现大规模产业化仍然困难重重。以下是当前这一领域的主要挑战：
工具链复杂性：
“承影”GPGPU初始使用Chisel HDL进行设计，而Chisel是基于Scala语言的硬件描述语言（HDL）。这种开发工具链为设计提供了灵活性，但学习门槛较高。开发人员不仅需要熟练掌握RISC-V的指令架构，还需具备较强的Scala语言能力。研发效率提升与人才储备问题是后续推广的关键难点。
从Chisel到Verilog的转换：
研发过程中，从Chisel HDL生成Verilog代码后，名词、模块名称等会发生变化，增加了代码定位和问题排查的难度。这对工程化实现提出了更高要求。
生态建设不足：
GPGPU芯片的全面落地依赖于软件工具链、驱动支持、编程框架等完整生态。目前，国内基于RISC-V架构的应用软件和开发工具较为稀缺，而开源社区对GPGPU领域的关注也远不如传统GPU厂商的方案。如何建立起完善的生态，是这一领域发展的重要瓶颈。
竞争压力：
当前市场上，英伟达等行业巨头已建立成熟的软硬件生态系统，其他替代方案难以与其短期内竞争。对于基于RISC-V的GPGPU，尤其是开源产品，推动商业化应用和获得行业认可将面临较大的难度。
写在最后
开源RISC-V架构的出现，为下一代算力芯片发展提供了更多样的选择。国芯科技通过开发基于RISC-V的GPGPU，为国内算力芯片研发注入新活力，也展现了技术自主与创新的能力。然而，开源技术工业化落地和生态建设并非一日之功。现阶段，“承影”项目的研发所积累的基础技术和经验，为未来优秀的国产GPGPU解决方案创造了可能，亦为RISC-V生态的扩展及完善铺平了道路。在全球AI产业快速发展的背景下，相关技术的持续突破仍是国内芯片企业未来的重要方向之一。
（来源：114IC电子）
