>> 光大證券-AI行業(yè)跟蹤報告之一，RISC-V：深度受益于AIoT浪潮，邊緣算力提升驅(qū)動五年十倍成長-230209
| 上傳日期： |
2023/2/10 |
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pdf 共6頁 |
來源： |
光大證券 |
| 評級： |
買入 |
作者： |
劉凱 |
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一、ChatGPT應(yīng)用空間廣闊，AIoT終端浪潮趨勢漸起
ChatGPT開啟AI發(fā)展新浪潮。ChatGPT是由人工智能實(shí)驗(yàn)室OpenAI研發(fā)的通用聊天機(jī)器人，使用了Transformer神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，GPT-3.5架構(gòu)，是一種用于處理序列數(shù)據(jù)的模型，于2022年11月30日上線。ChatGPT的網(wǎng)頁應(yīng)用允許用戶免費(fèi)使用，不限量向公眾開放，用戶與ChatGPT之間的對話互動包括了普通聊天、信息咨詢、撰寫詩詞作文、修改代碼等。作為AI領(lǐng)域的最新成果，ChatGPT也擁有足夠的想象力和發(fā)展空間。目前微軟、谷歌等科技巨頭堅(jiān)定入局，展現(xiàn)出AI應(yīng)用廣闊的發(fā)展前景，AI行業(yè)有望開啟新發(fā)展浪潮。
AI發(fā)展趨勢：（1）生成式AI發(fā)展勢頭持續(xù)火熱。2022年大火的AI作畫是生成式AI的典型應(yīng)用案例，市面上涌現(xiàn)出多款A(yù)I繪畫工具。例如由谷歌推出的DiscoDiffusion，是一款最早流行的AI繪圖工具，可以支持通過文字輸入輸出相應(yīng)圖片。（2）智能輔助駕駛普及程度不斷提升。自動駕駛是指不需要駕駛員執(zhí)行物理駕駛操作，車輛就能夠?qū)π旭側(cè)蝿?wù)進(jìn)行指導(dǎo)與決策，代替駕駛員操控使車輛完成安全行駛功能。（3）元宇宙應(yīng)用前景持續(xù)被看好。當(dāng)前元宇宙的應(yīng)用主要表現(xiàn)于游戲、娛樂等領(lǐng)域，伴隨元宇宙技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成熟度的持續(xù)提高，應(yīng)用范圍將逐步擴(kuò)大，并不斷深入，如社會治理、公共服務(wù)等領(lǐng)域。（4）開源開放推動AI大規(guī)模應(yīng)用。2022年11月3日，阿里達(dá)摩院牽頭推出魔搭社區(qū)ModelScope，該社區(qū)首批上架超300個模型。其中，中文模型超過100個，覆蓋視覺、語音、自然語言處理、多模態(tài)等AI主要領(lǐng)域，覆蓋主流任務(wù)超過60個，均全面開源并開放使用。（5）大模型對算力需求持續(xù)擴(kuò)大，人工智能芯片需求擴(kuò)大。訓(xùn)練好的人工智能模型的背后是龐大的算力支撐，算力最底層的支撐便是人工智能芯片。過去幾年，算力的需求不斷提升，人工智能芯片的市場規(guī)模也隨之?dāng)U大。（6）存算一體技術(shù)商業(yè)落地加速。存算一體的核心是將存儲與計(jì)算完全融合，有效克服馮·諾依曼架構(gòu)瓶頸，并結(jié)合后摩爾時代先進(jìn)封裝、新型存儲器件等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能效的數(shù)量級提升。
AIoT時代擁有海量IoT終端?！爸悄堋睂⑹俏锫?lián)網(wǎng)時代最核心的生產(chǎn)力，AI技術(shù)將滲透到云、邊、端和應(yīng)用的各個層面，與IoT設(shè)備進(jìn)行深度融合。在物聯(lián)網(wǎng)時代，用戶對于智能的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，深入各個領(lǐng)域。
二、RISC-V芯片架構(gòu)：深度受益于未來AIoT趨勢，未來有望與X86和ARM架構(gòu)三足鼎立
RISC-V是一個基于精簡指令集（RISC）原則設(shè)計(jì)的開源指令集架構(gòu)，秉承簡單有效的設(shè)計(jì)哲學(xué)，具備開放、簡潔、模塊化、可擴(kuò)展的技術(shù)優(yōu)勢。RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允許任何人任何企業(yè)設(shè)計(jì)、制造、銷售RISC-V芯片和軟件。RISC-V能滿足從微控制器到超級計(jì)算機(jī)等各種尺寸的處理器，支持從FPGA到ASIC等各種實(shí)現(xiàn)，能高效地實(shí)現(xiàn)各種微結(jié)構(gòu)，支持大量的定制與加速功能，能和現(xiàn)有軟件棧與編程語言很好的適配。RISC-V技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)和推廣由總部位于瑞士的RISC-V國際基金會持續(xù)負(fù)責(zé)，以保證RISC-V的開放和中立，技術(shù)供應(yīng)穩(wěn)定安全。
ARM架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)都源自1980年代的精簡指令計(jì)算機(jī)RISC，區(qū)別在于RISC-V推崇的大道至簡的技術(shù)風(fēng)格和徹底開放的技術(shù)模式。ARM是一種封閉的指令集架構(gòu)，應(yīng)用ARM架構(gòu)的廠商只能根據(jù)自身需求調(diào)整產(chǎn)品頻率和功耗，不得改變原有設(shè)計(jì)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展演變，CPU架構(gòu)變得極為復(fù)雜和冗繁，ARM架構(gòu)文檔長達(dá)數(shù)千頁，指令數(shù)目復(fù)雜、版本眾多，且彼此之間既不兼容，也不支持模塊化，并且存在著高昂的專利和架構(gòu)授權(quán)問題。相反，RISC-V在設(shè)計(jì)之初就定位為完全開源的架構(gòu)，架構(gòu)文檔只有二百多頁，基本指令數(shù)目僅40多條，同時一套指令集支持所有架構(gòu)，模塊化使得用戶可以根據(jù)需求自由定制不同的指令子集。
計(jì)算“邊緣化”趨勢將更多AI和計(jì)算能力賦予邊緣設(shè)備，為SoC設(shè)計(jì)公司提供更多機(jī)會的同時也提出了更高的PPA要求（PPA是Performance（性能）、Power（功耗）、Area（尺寸）三者的縮寫）。作為IoT邊緣或終端設(shè)備的心臟，系統(tǒng)級芯片(SoC)不僅要有更好的性能，功耗和占用面積還要盡可能低。傳統(tǒng)的通用型MCU/MPU/CPU已經(jīng)難以滿足不同應(yīng)用場景和性能要求，結(jié)合邊緣計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)和商用模式創(chuàng)新才能釋放AI和算力的潛能。此外，不同應(yīng)用場景對軟件和AI算法的要求各異，雖然在邊緣側(cè)增加AI推理功能已經(jīng)技術(shù)可行，但還需要定制化的芯片才能實(shí)現(xiàn)具有AI增強(qiáng)性能的處理器。當(dāng)前，中小企業(yè)和初創(chuàng)公司更多專注于應(yīng)用軟件和AI算法方面，而大中型企業(yè)則更注重邊緣計(jì)算的生態(tài)建設(shè)。
在物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議方面，Wi-Fi、藍(lán)牙、Thread、Zigbee、NB-IOT、Cat.1等各種通信協(xié)議有各自主要應(yīng)用領(lǐng)域，多種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議并存將是未來IoT市場的狀態(tài)。此外，計(jì)算架構(gòu)“開放”激發(fā)開源硬件創(chuàng)新，RISC-V掀起了開源硬件和開放芯片設(shè)計(jì)的熱潮，現(xiàn)已得到全球很多大中企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和初創(chuàng)公司的支持，圍繞RISC-V成長起來的生態(tài)和社區(qū)也發(fā)展迅猛，從基礎(chǔ)RISC-VISA、內(nèi)核IP到開發(fā)環(huán)境和軟件工具，都在推動RISC-V生態(tài)的進(jìn)一步擴(kuò)大
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