对标Arm Neoverse N2！国产开源RISC-V CPU助力芯片设计成本降低33%！

2025年07月17日

2025年7月17日，2025年RISC-V中国峰会正式在中国上海张江召开，中国科学院计算技术研究所副所长、中国开放指令生态（RISC-V）联盟秘书长、北京开源芯片研究院首席科学家包云岗教授分享关于RISC-V产业应用的观察与思考，并介绍了其主导研发的一系列的高性能的RISC-V IP核、互联IP和计算子系统。

RISC-V未来很美好，现实落地却面临众多难题

根据SHD Group预测，2030年全球市场规模将达到927亿美元，年均复合增长率为47.4%。RISC-V基金会也预测，2021年到2027年，中国RISC-V内核将持续占据全球出货量的50%。虽然从这些预测数据来看，RISC-V未来很美好，中国RISC-V产业也有着非常大的发展机遇，但是目前推广RISC-V仍面临着各种困难。

包云岗教授也指出，RISC-V会在未来成为一个主流ISA，但现实却存在很多的挑战。比如，有的企业去跟他的下游用户去推广的时候，发现它的下游客户不知道RISC-V是什么？还有的企业说，现在ARM用得好好的，为什么要换RISC-V？还有的企业问，RISC-V芯片主打什么场景？还有企业说，客户要用的软件装不上，怎么推广？还有企业问，有没有Tuer-Key方案，比ARM便宜多少？还有企业问在RISC-V芯片上移植和开发软件都是投入，软件开发怎么赚钱？还有企业说市场懂ARM解决方案人一堆，但是懂RISC-V技术支持的人去那里找？

对于这些问题，包云岗教授将其总结分为四类：

第一，缺产品与解决方案。市场上现在真正有竞争里的RISC-V的产品和解决方案还是太少，有一点雷声大雨点小的感觉。比如，目前还没有性能功能可以对标RK3588、价格还能便宜25%的RISC-V芯片。

第二，工具箱比较缺。RISC-V软硬件工具箱还不够丰富，要尽快达到多快好省的效果。比如说OpenEuler软件包，X86和ARM的达到3万多个，但是RISC-V不足3000个。

第三，人才不足。从芯片设计、验证、解决方案、技术支持等各个层次人才不足。

第四，缺乏标杆案例，需要通过标杆案例建立行业信心。目前还没有规模化部署RISC-V高端芯片案例。

如何解决RISC-V所面临的各种落地难题？

那么，面临所有各种各样的问题，我们该怎么去解决这些问题呢？

包云岗教授也分享了自己的四点看法：

第一，很多企业认为RISC-V是原位替代ARM，这是不正确的，这相当于把RISC-V真正的优势给埋没了，并没有把它的开放性和可定制化的优势发挥出来。

第二，RISC-V的开放性使能开源实现和开源工具链，这些带来的是结构性的降低成本，从而可以催生新的商业模式，就像今天软件领域里，开源软件已经成为常态，Linux+RedHat已经是非常成功的解决方案。

第三，RISC-V可定制化意味着我们能做软硬件极致优化，结合敏捷开发降低开发门槛，催生新模式。比如说我们今天全世界有900万个APP，开发APP变成很容易的事情，未来在开发APP的基础上，是不是增加两三个人就能拿出一个软硬件解决方案呢？这并不是不可能，RISC-V正给我们提供了这样的机会。

第四，AI给我们带来了新的机遇。AI推理的算力需求新特征，RISC-V+AI将成为未来新组合。

第五，我们要找到一种新的方式让软件开发者获利。今天RISC-V生态当中大家谈得比较多的，真正能拿到钱的还是RISC-V芯片公司，有的IPO了，有的融到很多钱，但是软件开发者并没有从中获利。

RISC-V可助力大幅降低芯片设计成本

在包云岗教授看来，RISC-V除了开放性、可定制化，以及非常适合AI需求等方面的优势之外，RISC-V还可助力大幅降低芯片设计成本。

如果以研发一款量产10万颗的64核服务器芯片为例，传统的利用Arm授权模式的开发成本约7.5亿人民币，其中IP授权费用与版税约2.5亿人民币，总的占33%。其中，高性能CPU IP与片上互联网络的IP授权费，总计为3000万美元（2.25亿人民币）；版税一般占比为2%-4%，单核版税约为0.8美元，10万颗64核芯片的版税总计为512万美元（0.38亿人民币）。

包云岗教授称：“相比之下，如果是基于开源RISC-V的联合开发模式，将可以为企业节省2.5亿研发费用（降低33%）。企业可以把这些钱用在其他领域，做更好的创新解决方案。这些就是RISC-V带给我们的新机会。”

此外，包云岗教授还表示，开源RISC-V可以结构性的帮助企业降低成本，比如在开源软件当中，96%的软件代码库包含了原代码，开源代码比例77%。未来芯片当中，开源IP比例也将实现0的突破，且这个比例会不断提升，这个提升就会帮助整个产业降低成本，从而提升企业竞争力。

开源芯片研究院在RISC-V研发上的最新进展

作为国产开源RISC-V内核最大推动者，北京开源芯片研究院（以下简称“开芯院”）目前已经推出了多套“香山”开源计算子系统，不仅包括了一系列高性能RISC-V CPU内核IP，还包含了片上互连IP。

1、三款高性能RISC-V内核IP：“昆明湖”可对标ARM Neoverse N2

具体来说，在香山开源高性能RISC-V CPU内核IP方面，主要有雁栖湖、南湖、昆明湖三款。其中，“南湖”对标的是ARM Cortex-A76水平；昆明湖则对标的是ARM Neoverse N2的水平。并且这些内核IP都还在不断迭代演进。

包云岗教授指出，面向服务器领域的“昆明湖”已经迭代到了V2版本，性能上达到了15分/GHz。如果结合“香山”编译器优化之后，性能还能提升20%，可以达到18.5分/GHz，功能上也全面支持最新的RVA23标准，同时也支持虚拟化。相比ARM Neoverse N2，现在“昆明湖V2”性能还有差距，但是已经缩小到8%左右了。

据介绍，目前进迭时空已经把“香山”内核IP集成进了其SoC，4核的配置，已经把虚拟机启动起来。预计今年9月份将会完成流片，现在正在完成最后阶段的物理设计优化工作。

包云岗教授还透露，开芯院最新一代RISC-V CPU架构“昆明湖V3”已经在探索了，在和多个企业沟通之后，按照单核22分/GHz的目标来做架构的探索，在模拟器上已经达到了20.1分/GHz，虽然离22分/GHz还有一定的差距，但预计在接下来的半年时间里，在合作伙伴的支持下，是可以实现这个目标的。同时V3在安全方面也做了增强，比如说机密虚拟机安全方案，目前正在RISC-V国际基金也在努力形成国际标准。

两款片上网络IP与计算子系统组合

在片上网络IP方面，开芯院也推出了“珠江”和“温榆河”两款IP，可以排列组合可以形成不同的产品。

其中，“温榆河”已经发展到第二代，这是面向通用和AI计算的一个互连网络。“温榆河”设计当中很重要的一点是针对智能计算做了专门增强，面向AI应用做了大带宽设计，最大可以做32KB的多播的数据传输，目前开芯院也在做一些物理设计评估。

目前，开芯院正在做“香山”和“温榆河”的计算子系统，已经完成了2核、4核、8核的稳定性测试，16核也在测试当中。开芯院未来还计划在2026年三季度完成32核测试，在2026年三季度完成64核的测试。

除了面向服务器领域的设计计算子系统，开芯院还有一个面向终端的计算子系统，“南湖V5+珠江V1”，这个组合可以做性价比更高的设计，面积功耗也更低，适合边缘计算、AIPC、具身智能、智能驾驶等应用。目前2/4/8核已经完成验证，16核验证正在进行中。

“在这个过程当中，我们要特别感谢合作企业的支持。比如，V2版本里有像奕斯伟、算能、进迭时空、蓝芯算力，V3的合作伙伴有腾讯、进迭时空、中兴微电子、知合计算等。接下来我们希望有更多企业一起参与，就像当年的Linux，在大家共同努力下，成为了一个操作系统领域的一条开源主线，并支撑了产业界的发展。”包云岗教授说道。

开源RISC-V内核也能做到高质量

在很多用户看来，开源的RISC-V内核虽然可以免费获得，可以节省很多的成本，但是却往往会担心其难以实现高质量的设计。

对此，包云岗教授强调，“开源不等于低质量，开源完全可以做出产品级的交付”。据介绍，在过去一年多的时间里，在很多企业的支持下，“香山”做了大量的测试，测试用例已经形成了2万多个，包括从单元级的测试到集成测试到系统级测试。其中，“香山”的用户、企业也一起贡献了近1600个测试用例。

“这些用例做了非常全面的覆盖测试，这些测试我们把各个模块都做了100%功能点的覆盖，在IT多个模块集成的测试，以及在系统级的多核的测试，都在全面进行当中，并且基本完成了完整的测试覆盖。”