英偉達(dá)官宣CUDA將兼容RISC-V架構(gòu) 生態(tài)拓展新里程碑,！英偉達(dá)的CUDA生態(tài)系統(tǒng)從最初支持x86和Power CPU架構(gòu),，到2019年宣布支持Arm CPU，持續(xù)擴(kuò)展其在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用生態(tài)。與此同時(shí),，RISC-V生態(tài)也在不斷壯大，RISC-V CPU產(chǎn)品的性能持續(xù)提高,，開(kāi)始向高性能服務(wù)器CPU領(lǐng)域發(fā)展,，形成對(duì)Arm服務(wù)器CPU的挑戰(zhàn)趨勢(shì)。

最近,，在第五屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)上,，英偉達(dá)副總裁Frans Sijstermanns宣布了將CUDA移植到RISC-V架構(gòu)上的消息。英偉達(dá)是RISC-V國(guó)際基金會(huì)（RVI）和RISC-V軟件生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟（RISE）的董事會(huì)成員和技術(shù)委員會(huì)代表,，并且是RISC-V規(guī)范的定期貢獻(xiàn)者,。英偉達(dá)使用RISC-V架構(gòu)設(shè)計(jì)MCU已有十年時(shí)間，早在2015年就確定了RISC-V作為其GPU控制器的CPU架構(gòu),。目前,，英偉達(dá)已經(jīng)推出了至少三類(lèi)RISC-V MCU核心，包括NV-RISCV32,、NV-RISCV64和NV-RVV,。英偉達(dá)RISC-V架構(gòu)被集成到30多個(gè)IP中，每年出貨超過(guò)10億顆RISC-V MCU,。

CUDA是一種C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言的擴(kuò)展,，旨在讓GPU運(yùn)行速度更快、更高效,。目前CUDA僅在x86和Arm CPU上得以部署,，但英偉達(dá)計(jì)劃將其移植到RISC-V架構(gòu)上。CUDA的移植主要包含兩個(gè)部分：Toolkit工具箱和驅(qū)動(dòng)程序。這包括CUDA編譯器和工具如NVCC,、GDB,、工具鏈等，以及CUDA庫(kù),、NVIDIA Nsight,，以及驅(qū)動(dòng)程序CUDA KMD和CUDA UMD。所有軟件都需要映射到目標(biāo)CPU,，包括應(yīng)用特定的模塊,、CUDA庫(kù)代碼、第三方軟件等,，這些都需要重新移植到RISC-V處理器上,，以支撐在RISC-V處理器上構(gòu)建和部署應(yīng)用程序。

CUDA庫(kù)非常重要,，不同行業(yè)都有專(zhuān)門(mén)的庫(kù),，如物理模擬、計(jì)算光刻,、量子計(jì)算,、基因測(cè)序、數(shù)據(jù)處理和天氣分析等,。通過(guò)CUDA庫(kù),，開(kāi)發(fā)者可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程，直接調(diào)用CUDA庫(kù)的API實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算,。英偉達(dá)經(jīng)過(guò)多年積累,，已經(jīng)建立了900多個(gè)不同的庫(kù)，為多個(gè)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展帶來(lái)極大加速,。未來(lái),，一旦CUDA成功移植到RISC-V，就可以使用RISC-V CPU加上英偉達(dá)GPU來(lái)運(yùn)行這些庫(kù),，為多種行業(yè)計(jì)算加速,。

然而，CUDA移植到RISC-V的過(guò)程中也面臨一些問(wèn)題,。首先,，RISC-V CPU的板卡選擇非常有限，目前英偉達(dá)主要基于SiFive P550和阿里巴巴玄鐵C920進(jìn)行開(kāi)發(fā),，性能還難以滿足服務(wù)器需求,。其次，最新的RVA23配置文件雖然已獲得批準(zhǔn),，但尚未有符合RVA32標(biāo)準(zhǔn)的高性能CPU板卡產(chǎn)品推出,。此外,，RISC-V CPU可能需要統(tǒng)一虛擬內(nèi)存來(lái)加速CPU和GPU之間的數(shù)據(jù)交換速度,。在軟件方面,，還需要進(jìn)一步優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)CUDA在RISC-V上的成熟運(yùn)行,。

不久前,，Arm宣稱(chēng)到2025年年底，其在全球數(shù)據(jù)中心CPU的份額將達(dá)到50%,?；仡橝rm在服務(wù)器CPU市場(chǎng)的發(fā)展，2019年是一個(gè)重要拐點(diǎn),。自2019年英偉達(dá)宣布CUDA支持Arm架構(gòu)CPU后,，持續(xù)擴(kuò)大對(duì)Arm生態(tài)的支持，到2023年宣布將CUDA全面擴(kuò)展至Arm生態(tài),，為Arm基礎(chǔ)設(shè)施提供完整的AI和HPC軟件堆棧,。Arm在服務(wù)器CPU市場(chǎng)的份額從2019年的幾乎忽略不計(jì)提升至2024年的15%。

對(duì)于RISC-V架構(gòu)而言,，其優(yōu)勢(shì)在于開(kāi)放的指令集架構(gòu)支持更多的定制化設(shè)計(jì),，授權(quán)費(fèi)用更低。根據(jù)中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)包云崗的分享,，使用RISC-V可以降低研發(fā)費(fèi)用,。業(yè)界擔(dān)憂RISC-V的開(kāi)放特性可能導(dǎo)致架構(gòu)碎片化，但CUDA對(duì)RISC-V的統(tǒng)一支持能夠降低兼容門(mén)檻,，有可能在部分細(xì)分市場(chǎng)復(fù)現(xiàn)Arm的成功路徑,。英偉達(dá)的加入將為RISC-V產(chǎn)業(yè)注入新的信心，吸引更多玩家入局,，從而加速高性能RISC-V服務(wù)器芯片的落地,。