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英偉達官宣CUDA將全面支持RISC-V架構
在2025年RISC-V中國峰會上,英偉達硬件工程副總裁 Frans Sijstermans對外宣布,旗下CUDA軟件平臺將實現對RISC-V指令集架構處理器的兼容。
這一重要舉措,為開源架構RISC-V挺進數據中心與人工智能市場開辟了全新通道。
此前,x86和Arm架構在AI和高性能計算領域占據主導地位,主要是因為與CUDA的深度整合。
目前,數據中心主要依賴英特爾和AMD的x86處理器,而RISC-V雖有開源性和可擴展性優勢,但因缺少CUDA等核心工具,難以實現主流應用。
這次支持標志著英偉達將其生態系統擴展到開源領域,有望增強RISC-V在高端計算中的應用前景。
英偉達的支持方案依托自主研發組件,融合RISC-V CPU、GPU、網絡芯片(如Spectrum-X和Bluefield/ConnectX)及NVLink連接技術,構建了完整的數據中心架構。
NVLink Fusion不僅能以RISC-V CPU取代傳統x86/Arm架構,還可通過模塊化設計,無縫集成加速器(如Blackwell和Grace CPU)與定制芯片。
此架構致力于提升數據中心的計算密度和能源效率,同時為RISC-V服務器提供端到端的軟硬件協同優化方案。
英偉達正與RISE組織等伙伴緊密合作,加速CUDA向RISC-V的移植進程,并計劃在RISC-V生態系統成熟后,推出標準兼容的CUDA版本,以支持RISC-V服務器與Linux操作系統的深度整合。
英偉達的系統架構理想是:GPU專注于并行計算處理,RISC-V處理器則運行CUDA驅動、應用邏輯與操作系統,整個系統還集成了專責網絡傳輸的DPU。
這種設計使得CPU能在CUDA環境下全面協調GPU運作。

英偉達的終極目標是讓CUDA成為[跨架構計算抽象層],綁定全行業算力標準。
在系統級架構上,公司正探索[NVLink Fusion]方案,整合自研CPU、高性能GPU、網絡組件及加速庫。
通過深度軟件集成提升系統效率。在此框架下,RISC-V未來不僅可承擔控制路徑功能,還有望在數據中心SoC中扮演更重要角色,甚至替代部分通用CPU功能。
更重要的是,英偉達正構建一個獨立于任何CPU霸權的生態系統。
通過支持所有主流架構x86、ARM、RISC-V,英偉達確保無論終端使用何種處理器,其GPU都能成為AI計算的核心。
向RISC-V的開放性架構靠攏可以使其擺脫核心部件的外部限制,減少對單一供應商的被動依賴。
既然在硬件層面已經深度依賴RISC-V,那么在軟件層面將CUDA與之適配,實現軟硬件協同發展,自然是順理成章的事情。
這不僅能夠進一步優化自身產品的性能和成本,還能在RISC-V生態中占據更有利的位置。
從市場競爭角度分析,英偉達此舉意在擴大CUDA的生態版圖,鞏固自身在AI計算領域的霸主地位。
CUDA引入RISC-V架構就相當于為這些新的硬件平臺提供了一套成熟且強大的[武器],能夠吸引更多的開發者基于RISC-V和CUDA進行開發。
未來,即便硬件進行迭代升級,開發者也更傾向于繼續使用CUDA和與之適配的硬件,這將進一步鞏固英偉達在加速計算領域的主導地位,讓競爭對手難以望其項背。
此外,美國對中國實施的半導體出口管制,讓英偉達在中國市場面臨諸多困境,一些高端產品無法正常出口。
而中國作為全球最大的半導體市場之一,其重要性不言而喻。
RISC-V的開源特性,恰好契合了中國半導體產業自主化發展的需求。
英偉達通過支持RISC-V,能夠在中國市場以及其他對開源架構有需求的市場中,保持甚至擴大CUDA生態系統的影響力,避免因外部限制而導致市場份額流失。
然而盡管CUDA支持RISC-V,但其本質仍屬于英偉達的專有系統,實際整合可能受限于授權問題、驅動兼容性和地緣政策等因素。
若未來美國加大出口限制,英偉達理論上可暫停對特定市場的支持。

將成熟的CUDA生態移植到新興的RISC-V平臺,絕非簡單的技術移植。
英偉達工程師面臨三重技術瓶頸,每一項都是硬骨頭。
①硬件性能不足構成首要障礙,當前可用開發板如SiFive P550和阿里玄鐵C920聚焦于中端平臺,單核性能落后服務器級CPU約40%,且尚無符合RVA23新規范的商用系統芯片落地,這是RISC-V處理器架構的普遍局限。
②AI芯片常見的內存墻問題亟待解決,GPU與CPU間需統一虛擬內存架構,否則數據傳輸延遲將侵蝕30%以上加速效果。
而RISC-V的AIA中斷控制器和IOMMU支持仍處演進階段,制約協作效率。
③軟件生態短板,RISC-V雖支持75個基礎軟件包,但CUDA涉及的900多個垂直行業庫。
從PyTorch等AI框架到cuDNN、cuBLAS等核心計算庫等都需逐一定制化移植,映射邏輯必須徹底重構。

對于x86架構而言,其在AI服務器市場的主機CPU控制權受到了威脅。
RISC-V的開源免授權費特性,使得芯片設計成本大幅降低,這對于那些對成本敏感的企業和初創公司具有極大的吸引力。
如果RISC-V+CUDA的組合能夠在性能和穩定性上達到一定水平,那么x86架構在AI服務器市場的份額很可能會被逐漸蠶食。
Arm長期以[服務器能效未來]自居,但連曾試圖收購自己的英偉達都開始擁抱RISC-V,局面頗為尷尬。
尤其在中國市場,政府政策導向日益明朗,Arm的許可模式或將遭遇更大阻力。
盡管Arm在移動和邊緣計算領域具有深厚的根基,但隨著RISC-V在這些領域的快速發展,以及英偉達CUDA的加持,Arm的優勢不再明顯。
特別是在AI計算方面,RISC-V+CUDA的組合有可能在能效比等關鍵指標上超越Arm架構。
而且,Arm架構的授權模式相對復雜,授權費用較高,這對于一些企業來說是一筆不小的開支。
相比之下,RISC-V的開源模式更加靈活,能夠為企業節省大量成本。
ARM公司剛宣布了雄心勃勃的目標:計劃在2025年底前搶占50%的數據中心CPU市場。
這一目標一旦實現,將使其數據中心收入從目前的3-4億美元飆升至5億美元以上。
但英偉達的轉向給這一目標蒙上陰影。NVIDIA新一代NVLink 72結構中已經排除了x86架構,只支持自家基于Arm架構的Grace CPU。
此外,英特爾和AMD在AI芯片市場本就面臨英偉達的激烈競爭,如今處理器這一傳統領域也可能受沖擊。
若RISC-V能高效協同英偉達GPU運作,原本依賴英特爾或AMD處理器的客戶或轉向更經濟的RISC-V方案。

技術生態霸權正在進入解構階段,當用戶們意識到自己不必拘束于單一指令集體系下的限制。
當成本與性能不再是二選一的矛盾選項時,傳統壟斷根基就已開始松動。
在芯片行業,開放與封閉的邊界變得模糊,RISC-V的開源理想與CUDA的專有生態形成微妙平衡。
部分資料參考:硬件世界:《NVIDIA重磅官宣!CUDA三大CPU架構通吃:不止x86和Arm,還有RISC-V》,電子工程專輯:《英偉達CUDA,擁抱RISC-V》,DeepTech深科技:《英偉達CUDA正式支持RISC-V,開源架構首次進入AI計算核心領域》,科創板日報:《RISC-V,向高性能計算進發!》,半導體產業縱橫:《RISC-V,迎來了[破冰者]》
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