芯來科技UX1030H發布：打造國產RISC-V高性能新標桿

2025-07-19 10:13

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2025年7月18日，在2025年RISC-V中國峰會次日的“高性能計算分論壇”上，國產RISC-V技術廠商芯來科技市場戰略助理副總裁馬越詳細介紹了該公司最新推出的支持RVA23 Profile規范的高性能RISC-V 處理器IP UX1030H 。馬越稱，該IP將助力打造國產RISC-V高性能新標桿。
RVA23 Profile規范，助力RISC-V高性能計算發展
作為全球唯一開放、可擴展的主流指令集架構，近年來RISC-V產業的發展迅速，成為了推動芯片自主化和架構創新的重要力量。
雖然，過去RISC-V架構主要是被應用在中低功耗的智能終端、物聯網（IoT）處理器市場，并在對標Arm Cortex-A53/A55級別的通用計算場景中，實現從產品化到規模化部署。現在，隨著RISC-V在高性能上的持續突破，也已經開始逐步從嵌入式的計算拓展到PC、汽車、存儲、HPC/AI計算等更多高性能計算領域。根據SHD Group的研究數據顯示，預計2031年， RISC-V的出貨量將會超過200億顆，市場占比達到25%以上。
在此基礎上，市場正加速邁向對標Arm Cortex-A72甚至更高級別的中高端RISC-V處理器IP需求階段，典型應用主要包括：邊緣AI計算與語義識別引擎；智能汽車域控制器與車載虛擬化平臺；高性能邊緣服務器與工業智能設備；多核異構SoC中的主控核心或虛擬化運行環境等。

然而，由于高性能計算對穩定、標準、可擴展的CPU IP提出更高要求，這也給RISC-V在這些領域的突破帶來了更多的挑戰。
2024年10月份， RISC-V國際基金會批準了RVA23 Profile規范，通過統一 ISA 擴展，解決了RISC-V生態中存在的碎片化問題，為開發者提供了跨硬件平臺的開發一致性，并增強了向量計算、浮點運算等高性能計算能力。為RISC-V進一步開拓高性能計算/AI計算市場奠定了基礎。
具體來看， RVA23規范的核心內容包括：
一是向量擴展 Vector Extension: 向量擴展加速了對計算密集型工作負載的處理，包括人工智能/機器學習（AI/ML）、密碼學以及數據壓縮/解壓縮。它能夠在移動設備和通用計算應用中帶來更優的性能表現，并已成為 Android 平臺上 RISC-V ABI 的基礎要求之一。借助RISC-V Vector擴展標準， RISC-V在AI推理與并行計算場景中展現出更高的靈活性與性能潛力。
二是虛擬化擴展 Hypervisor Extension：虛擬化擴展為企業級工作負載提供了虛擬化能力，適用于本地服務器和云計算環境。這將加速基于 RISC-V 的企業級硬件、操作系統和軟件工作負載的發展。此外，虛擬化擴展還可通過將安全組件與非安全組件分離，為移動應用提供更強的安全保障。
芯來科技市場戰略助理副總裁馬越指出， RISC-V作為開放指令集，其軟件生態也正在快速完善，從工具鏈、編譯器到操作系統、虛擬化和中間件，已逐步形成面向高性能應用的完整基礎設施。而隨著RVA23的推出，也為面向 Linux / Android 等復雜操作系統的 RISC-V 應用處理器，提供了統一的指令集特性規范，解決跨廠商RISC-V芯片生態的碎片化問題，支持軟件的可移植性和標準化。包括Google、Red Hat、Canonical等關鍵廠商正在圍繞RVA23構建下一階段的系統軟件支持。這也使得RISC-V產業攜手共建標準化、生態兼容與穩定安全的高性能計算生態成為了可能。
芯來科技高性能RISC-V處理器IP UX1030H
作為中國本土RISC-V領軍企業，芯來科技在2018年成立以來，從0到1自主研發了全系列的RISC-V CPU IP和子系統及SoC解決方案，已經完整構建了覆蓋32位到64位、通用與專用并行發展的產品體系。目前芯來科技已擁有超過300家正式授權客戶，累計出貨量已經達到了數億顆。

芯來科技在此次“高性能計算分論壇”上最新發布的高性能RISC-V處理器IP——UX1030H支持最新的RVA23 Profile規范，全面支持虛擬化及向量計算擴展，并在此基礎上進一步提供對IOMMU和AIA（Advanced Interrupt Architecture）的支持，面向新一代高安全、高擴展性的應用場景，標志著國產RISC-V高性能處理器IP在生態融合與系統適配能力上邁出關鍵一步。
具體來說， UX1030H基于其自研的UX1000系列微架構平臺，在原有成熟設計的基礎上，進一步增強計算性能、并行能力和可擴展性，面向高性能RISC-V處理器的實際部署場景。該處理器采用3譯碼寬度亂序執行架構， 12級亂序執行流水線，每周期最大支持6條標量指令與2條矢量指令并行發射。

UX1030H還支持RISC-V Vector 1.0標準，可配置最高256位（VLEN=DLEN=256）的向量處理能力，適用于AI推理、圖像處理、信號分析等計算密集型場景。
內存方面， UX1030H支持L1 I/D Cache、ILM/DLM片上內存配置、Cluster Cache 。
UX1030H在支持最新的RVA23 Profile規范的基礎上，還額外提供了對IOMMU和AIA的支持。其中， IOMMU支持可實現外設訪問隔離與內存管理能力，增強系統安全性與資源隔離能力。 AIA支持則為RISC-V系統提供高性能、可擴展且支持虛擬化的中斷處理框架，顯著優化多核與虛擬化場景下的中斷效率和靈活性。

這使得UX1030H不僅滿足RVA23軟件棧的基本運行要求，也具備支撐復雜虛擬化系統、高可靠設備接入和高并發中斷調度的硬件能力，為Android在RISC-V架構上的廣泛部署打下堅實基礎。
此外， UX1030H支持多核擴展架構，單個Cluster最多可配置16個核心，支持可配置的I/O一致性接口，支持可配置的Cluster Cache ，支持將集群緩存配置為Cluster Local Memory（CLM），并提供CLM接口，供集群內多個核心或其他計算模塊共享訪問，適用于面向高并發、高吞吐量系統的集群化部署需求。該設計為處理器在數據中心加速卡、智能汽車控制器及高性能邊緣平臺中的集成使用提供了可靠基礎。

UX1030H還支持Linux通用操作系統運行模式與實時處理模式雙模式運行配置，可在不同應用場景下靈活切換處理器特性，滿足控制類任務的低延遲響應需求，同時也適配完整的操作系統和應用軟件棧，適用于智能邊緣、工業控制、車載計算等多樣化場景。

UX1030H還提供了可配置IO一致性接口（IOCP），用于支持系統中多個外部主設備與處理器之間的數據一致性共享：支持外部 Master（如 NPU、加速器、PCIe 控制器、DMA 等）訪問處理器Core和Cluster Cache；在不需軟件干預的情況下保持緩存數據一致性；降低I/O訪問延遲，提高異構系統的整體帶寬與響應性能。

在具體性能表現方面，據芯來科技市場戰略助理副總裁馬越介紹， UX1030H在遵循Dhrystone Ground Rule ，不啟用內聯優化（編譯選項 -fno-inline）的前提下， Dhrystone跑分達到5.35 DMIPS/MHz；CoreMark跑分達到8.5 CoreMark /MHz 。

馬越表示，該成績在同類RISC-V高性能內核中處于領先水平，充分體現出UX1030H在指令調度、執行通道、Cache體系與流水線深度設計上的綜合優化能力。相較于部分依賴自定義指令集擴展以提升理論跑分的RISC-V處理器方案， UX1030H在標準RISC-V規范之內實現高性能輸出，更利于后續操作系統、編譯器、庫文件等軟件生態的直接兼容和長期維護。
同時， UX1030H內建的VPU（矢量處理單元）在圖像計算、張量運算、加密等負載下提供了顯著的性能加速能力。根據芯來科技公布的數據顯示， UX1030H在Vcctor向量運算性能表現和Crypto加解密性能上都有著很大的提升。

UX1030H在運行虛擬機性能上的表現也非常不錯。馬越在現場也展示了UX1030H虛擬機運行Simulation的情況，可以同時運行3個虛擬機。

據馬越介紹，目前UX1030H已進入客戶導入階段，多個合作項目正在進行SoC集成驗證與平臺適配。在T22工藝下可達1.6GHz 。下圖為UX1030H典型配置下的Floorplan示意圖，展示其在面積優化與功能集成方面的布局特性。

馬越指出， UX1030H的發布，進一步夯實了芯來和技在RISCVCPUIP產品線上的高端布局，強化國產自主IP供給，助力軟件生態向通用計算平臺快速遷移。未來，芯來科技將繼續圍繞通用處理、智能計算、安全隔離與虛擬化等方向推進產品演進，構建更完整、更具深度的RISC-V處理器生態，推動本土算力平臺向高性能持續躍升。
編輯：芯智訊-浪客劍
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