RISC-V，迎来首颗完整符合服务器级规范的计算CPU

作者：毛 烁

RISC-V诞生至今已有十六年。

SHD Group数据显示，2025年全球RISC-V SoC出货量约69亿颗，到2031年预计增至约359亿颗，年复合增长率31.7%。

可就是这样一套已被数十亿颗芯片采用的指令集，直到今年5月，才第一次拥有一套完整的数据中心级服务器平台规范。

出货量与规范之间的反差，源于端侧和数据中心对芯片的不同要求。在IoT、MCU和各类端侧设备里，厂商可以针对一款芯片单独适配软件。而且，出货量越大，摊到每颗芯片上的适配成本就越低，所以RISC-V在端侧可以先铺开、后统一。

数据中心却没有这样的余地，数据中心客户希望服务器装上通用发行版就能启动，接入现有的虚拟化平台和运维体系，然后在机房里连续运行多年。因此，如果芯片、固件和操作系统各自为政，那么每一款服务器芯片都要单独适配一遍软件，客户也就很难把它当作“标准件”来采购。

正因为数据中心离不开统一的规范，RISC-V只有等到规范配齐，才有机会真正进入该市场。

而规范配齐的时间点，恰好赶上了数据中心对CPU需求的变化。

过去两年，AI数据中心大多围绕GPU侧展开，而如今，大模型的重心开始从训练转向推理，Agent类应用也开始进入企业的生产系统。

推理和Agent之所以会改变CPU的“地位”，是因为在Agent任务里，除了模型推理，还有任务拆解、检索、代码执行和外部工具调用，这些工作大多在通用CPU上完成，而CPU的核数、内存带宽和I/O通道，会直接影响推理服务的响应时间。

不仅如此，CPU需求上升之后，国内数据中心在选择CPU架构时，还要多考虑两件事，一是自主可控，二是指令集授权成本。数据中心CPU架构长期以x86为主，后来的Arm用了近十年才在云厂商的自研芯片中站稳脚跟。

所以，业界一直在期待第三种选择。而开放、免授权费的RISC-V，正是被寄予期待。

需求已经出现，规范也已就绪，RISC-V服务器缺的，只剩一颗能把规范完整落到硅片上的芯片。

也正是在这个节点上，10月19日，进迭时空在深圳举行的第六届RISC-V中国峰会上，发布了面向数据中心的服务器级CPU V100。据了解，V100是首颗完整符合RISC-V服务器规范的计算芯片，BRS-I规范的UEFI SCT（固件合规性测试）测试100%通过，可以直接运行各发行版的公版操作系统。

01 为什么是现在？

首颗完整符合服务器级规范的RISC-V服务器芯片出现在2026年，背后有需求和供给两方面的原因。一颗服务器芯片要被市场接受，既需要客户愿意尝试新架构，也需要有统一的规范可以遵循。

先看需求侧，客户愿不愿意接受新架构，可以从服务器市场的架构构成里看出来。IDC数据显示，2026年第二季度全球服务器市场营收达到1663亿美元，同比增长52%，创下单季历史新高；其中，非x86平台营收744亿美元，同比增长146%，占全部营收的44.8%。

非x86平台增长得更快，且主要由基于Arm架构的AI服务器带动。但这组数据至少说明，数据中心客户已经在接受x86之外的架构，这为RISC-V架构留出了空间。

另外，Agent的大规模应用还给服务器CPU带来了新的要求，那就是安全。Agent会根据模型输出自动执行代码、读写文件、调用外部工具，由于这些操作由模型即时生成，开发者无法逐条审查，一旦模型被提示词注入等手段诱导，Agent就可能在服务器上执行恶意代码。

也正因如此，Agent应用兴起的同时，安全已成为Agent从Demo走向大规模推广需要解决的核心问题之一。为了控制风险，目前常见的做法是把Agent放进容器沙箱。然而，容器提供的只是进程级隔离，同一台服务器上的容器共享宿主机内核，所以攻击面很大，一个内核漏洞就可能让整个系统被攻破。

容器隔离不够，业界开始转向轻量级虚拟机。每台轻量级虚拟机运行独立的Guest内核，实现系统级隔离，宿主机暴露给Guest的攻击面主要收缩到KVM模块和精简的虚拟机监控程序（VMM），因此即使某个Guest内核存在漏洞，影响也基本限于该虚拟机自身。

然而，轻量级虚拟机并不是只靠软件就能运行，还需要处理器在硬件层面支持CPU、内存和中断的虚拟化，否则虚拟机之间的隔离和运行效率都难以保证。

需求侧的要求已经清楚了，难点则落在了供给侧。对x86和Arm服务器而言，硬件虚拟化早已是标配；RISC-V的问题在于，这类能力过去没有统一的实现方式。RISC-V允许厂商自由组合指令集扩展，启动固件、中断控制器和外设虚拟化也曾由各家自行实现，结果是每颗芯片的启动方式和硬件描述都不一样，操作系统厂商只能逐款适配，芯片也就很难进入云平台。

要让操作系统不再逐款适配，就需要一套所有芯片共同遵循的规范。

2024年10月至2026年5月间，RISC-V International陆续批准了RVA23 Profile、Server SoC、BRS和Server Platform等规范，分别约束指令集、服务器芯片、固件以及操作系统接口规范，以及整机平台能力。

不过，规范只是文本。只有当一颗芯片把这些规范完整实现，整机厂商和操作系统厂商才有可以对照的硬件，规范也才能真正落地。

V100就是这样一颗芯片。它支持虚拟化与RVV，并同时符合RVA23 Profile、Server SoC V1.0、Server Platform V1.0、SBI 3.0、BRS-I，以及Security Model等规范。

至此，V100让RISC-V架构具备了进入数据中心所需的两个条件：安全和规范可用。

02 一颗V100满足五项服务器规范

V100之所以能完整符合服务器级规范，还要从其设计说起。

进迭时空对V100的定位，是“面向数据中心的RISC-V服务器级CPU”，兼具高主频、高核数、高可靠性、强可扩展性与高安全性。

V100集成了46个RISC-V高性能计算核，其中40个是进迭时空自研的X100，另外6个是香山昆明湖V2R2，主频最高2.4GHz，全面兼容RVA23 Profile。

具体来说，X100计算核是进迭时空的第二代高性能核，采用4发射、乱序执行的微架构，每4个核组成一个簇并共享L2缓存，簇与簇之间通过CHI等总线协议互联。由于核以簇为单位组织，核数增加时只需增加簇的数量并扩展片上互联，所以这种结构是服务器芯片扩大规模的基础。

而且，X100此前已用于2026年1月发布的端侧芯片K3，在实际产品上经过了操作系统和编译器的验证，V100因此不必从全新的核开始调试。

处理器核决定计算能力，可服务器CPU与端侧芯片拉开差距的地方，在于能连接多少内存和外设。目前，V100单芯片支持8通道DDR5，速率达4800MT/s，支持国内外主流RDIMM，PCIe 5.0最多可支持52条高速通道，这些通道可用于连接智算卡、网卡和NVMe存储。

正因为能连接足够多的智算卡和高速外设，V100才有了“AI CPU”的定位。在AI服务器里，智算卡负责大规模矩阵运算，V100则承担任务调度、数据预处理和Agent的工具调用。

不过，核数、内存和PCIe只决定V100能承担多少任务，能不能“进入”数据中心，还取决于服务器级特性，而这些特性恰好可以逐一对应到其支持的规范上。

RVA23 Profile（RVA23应用处理器配置规范）方面，V100支持Hypervisor 1.0（虚拟化扩展1.0版）和RVV（向量扩展），在硬件上实现了CPU与内存的虚拟化。

有了硬件虚拟化，Agent安全问题就有了解法。进迭时空在V100上面向Agent安全做了大量实践：V100用轻量级虚拟机承载Agent，每个Agent运行在独立的Guest（客户机）内核中，即使某个Agent被诱导执行了恶意代码，影响范围也主要被限制在它所在的虚拟机内。

Server SoC（服务器片上系统规范）方面，V100采用标准AIA（高级中断架构）中断控制器。中断是外设通知CPU处理事务的信号，AIA可以在硬件中为虚拟机提供独立的中断接收文件，外设发出的消息中断可以直接投递给虚拟机，不必每次都由宿主机转发。外设则由IOMMU（输入输出内存管理单元）隔离。IOMMU对外设发起的每一次DMA访问做地址转换和权限检查，网卡、硬盘因此可以直通给虚拟机，且只能读写这台虚拟机的内存。

V100的RAS（可靠性、可用性、可维护性）特性覆盖CPU、内存、PCIe（高速外设总线）和片上互联总线，这些部件出错时能被检测并上报，服务器才能长期连续运行。

Server Platform（服务器平台规范）方面，V100芯片内多处设有温度传感器，BMC（基板管理控制器）可以实时读取芯片状态并作出调节。BMC是主板上独立于主CPU的管理芯片，有独立的待机供电和管理网络通道，管理员通过其远程管理服务器，主机死机时也不受影响，这就是带外管理；带内管理则在服务器自己的操作系统里进行。

Security Model（安全模型）方面，V100内置硬件RoT（信任根）。启动时，RoT先校验固件，固件再逐级校验引导程序和操作系统，被篡改的代码无法启动，V100同时支持密钥管理、密钥存储、生命周期管理、安全调试和主流国密算。此外，V100还支持PMP/ePMP、IOPMP等RISC-V安全组件，提供原生TEE安全架构，并适配OP-TEE安全操作系统，从而提供RISC-V原生的TEE可信执行环境。

此外，V100平台还集成了IOPMP（输入输出物理内存保护）模块，把每个外设能访问的物理内存限定在指定区域；同时，软件上支持OP-TEE（开源可移植可信执行环境），密钥等敏感操作可以放在与普通系统隔离的环境里执行。

03 入局“全国产”服务器

芯片符合规范，还要放到整机上检验，才能证明其可用性。

为此，进迭时空为V100列出了七类目标应用场景：AI训练、AI推理、通用计算、存储、云计算、高性能计算和编译服务器。

围绕这些场景，首批整机分为计算服务器、智算服务器和存储服务器三类。

三类整机分别对应服务器CPU的三种角色：计算服务器靠V100独立承担计算，智算服务器由V100为加速卡做主控，存储服务器由V100为硬盘提供数据通路。

这三种角色，覆盖了数据中心主要的三类负载。

然而，一台服务器里不只有CPU。对国内客户而言，“全国产智算方案”意味着CPU、智算卡、网卡和存储设备往往来自不同的国内厂商，却要在同一台服务器里协同工作。这些设备能否顺利接入，取决于CPU提供多少高速通道，以及通道的管理方式是否标准。

V100在这两点上都有对应设计。52条PCIe 5.0通道，让智算卡、网卡和NVMe硬盘可以同时接入；标准化的IOMMU，则让这些设备按统一的方式分配给虚拟机，操作系统可以使用通用的IOMMU驱动完成设备直通，不必为V100单独适配。

硬件能接入之后，客户关心的还有软件迁移成本。由于V100可以直接运行公版操作系统，客户不需要等待芯片厂商提供定制系统；发行版仓库中已为RISC-V编译好的软件包，也可以直接安装使用。

而且，发布会现场，V100以实机形式演示运行，说明这颗芯片已经从规格书走到了可以使用的硬件。再加上完整符合服务器规范，V100具备了进入数据中心部署的条件。

那么，一家 2021 年成立的公司，为什么能把数据中心级服务器芯片做到整机阶段？

答案在于积累的连续性。K1 已实现规模量产，操作系统与工具链在真实交付中完成验证；K3 沿同一路线演进，与服务器芯片 V100 共用 X100 核心与 RVA23 基线。从端侧到数据中心，这不是两套技术，而是同一条路线的两个里程碑。正因为核心和指令集基线一致，编译器对X100的优化、内核对RVA23的支持，都可以从K3直接延伸到V100上。开发者如果已经在K3上完成了应用适配，迁移到数据中心服务器时也不必从头开始。

这种端侧与云侧共用一套技术底座的路线，正是进迭时空与纯做服务器芯片的公司的差异化优势。