RISC-V-HPC市场-汽车电动化分析
RISC-V-HPC市场-汽车电动化分析
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/abQArnxisYOZtWrFhKIkgg
https://mp.weixin.qq.com/s/Q2WHzzRJhzNPemzjHPgzOg
https://mp.weixin.qq.com/s/XwBykkBGYZx93Cd4Jba9gw
RISC-V是“中国芯”掌握主动权的重要机遇
在2022 RISC-V中国峰会上，阿里平头哥发布首个高性能RISC-V芯片平台“无剑600”及SoC原型“曳影1520”。中科院院士、计算机专家倪光南表示，RISC-V将发展为世界主流CPU架构之一，是我国芯片产业掌握主动权的重要机遇。
近年来，RISC-V正从碎片化、定制化的物联网领域，向移动设备、HPC、服务器等高性能计算领域渗透。在国内外均有不少企业已发布了可量产的高性能RISC-V芯片。
倪光南指出，未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，从而在CPU领域形成与英特尔x86、ARM三分天下的格局。有数据显示，到2025年，采用RISC-V架构的芯片数量将增至624亿颗。
据了解，RISC-V处理器目前主要在微控制器、手机周边、智能家电、工业控制、汽车电子、智能电网，办公自动化等中低端IoT领域得到应用。高性能是下阶段需要突破的方向。而要进入CPU服务器主流领域，依然还要较长的路要走。
RISC-V迎来发展机遇
多位业内人士告诉《科创板日报》，芯片架构就好比一栋大楼的地基，没有地基的支持，芯片设计就好比空中楼阁。所以芯片设计厂商会根据各自的需求,选择芯片架构。
从芯片发展沿革看，近十几年来，移动终端选择ARM，PC端选择X86，这两大架构垄断了全球芯片架构市场，对应的生态十分庞大。但从最新趋势看，MIPS、RISC-V架构等新架构也正在兴起。
作为新兴的开源指令集架构，RISC-V近年来备受业内瞩目。
2018年7月，上海首度宣布将RISC-V列入政府产业扶持对象，成为国内第一个发力RISC-V的城市。同年10月和11月，中国 RISC-V产业联盟与中国开放指令生态（RISC-V）联盟相继成立。
据了解，前者的成员单位已超过140家，吸引了晶晨股份、芯原股份、全志科技、乐鑫科技等上市公司，以及芯来科技、赛昉科技等创业公司纷纷加入。
后者则由中国工程院院士倪光南领衔，吸引了包括阿里巴巴、中芯国际、紫光展锐、北大清华、紫光国微在内的企业成员。一直以来，倪光南院士都十分看好RISC-V架构。RISC-V是目前全球三大主要CPU指令集之一。与ARM和X86相比，RISC-V是开源指令集，允许任何人设计制造芯片，并且免版税，这意味着公司可以采用设计而无需支付许可费。
有业内人士告诉记者，RISC-V的机会在于当下AIoT时代万物互联的浪潮。“物联网时代对定制化、低功耗、低成本、灵活性的行业需求，让 RISC-V有可能成为继英特尔 X86、ARM后的下一代广泛应用的CPU架构。”
2022 RISC-V中国峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠在接受《科创板日报》采访时表示，RISC-V的优势主要在于硬件开源、定制化、价格更低，让芯片更普惠、更透明。当下，RISC-V芯片主要应用于机器视觉、工业控制、车载终端、移动通信、多媒体和无线接入等物联网端侧领域。比如，天猫精灵中就有搭载RISC-V架构的玄铁处理器。
RISC-V正走向高性能应用
孟建熠向《科创板日报》记者介绍，这次无剑600的发布，正是希望推动更多的RISC-V芯片进入高性能应用场景。
作为高性能RISC-V异构芯片的软硬件全栈平台，开发者和厂商可基于无剑600定制高性能RISC-V芯片，并降低芯片开发成本和风险，缩短研发周期。
目前，基于该平台的首颗SoC原型芯片曳影1520，采用4核高性能玄铁RISC-V处理器C910，最高主频达2.5GHz，最高吞吐率4266MT，AI算力达4TOPs，已兼容龙蜥Linux操作系统，并支持运行FireFox浏览器、Libre Office等大型桌面级软件，可覆盖边缘计算、人工智能、图像识别、多媒体等场景。
《科创板日报》记者留意到，已有不少巨头和初创企业在试水RISC-V芯片用于高性能场景。
比如赛昉科技在8月23日发布了一款量产高性能RISC-V多媒体处理器JH7110；跃昉科技也在8月16日宣布将在今年底量产12nm RISC-V SoC芯片NB2，其定位于高端工业级应用。而在国际市场，Si-Five公司此前推出了面向数据中心的64位RISC-V核心“U”系列，并发布了高性能计算处理器P650。
中科院计算机所研究员包云岗认为：“高性能是RISC-V下阶段需要突破的技术方向。平头哥的无剑600平台及量产芯片，证明了RISC-V架构完全能够胜任更高性能的商用场景，今后在这个平台必定会涌现出更多高性能RISC-V芯片。RISC-V正从IoT终端走向边缘侧和云端，未来在数据中心场景的潜力同样巨大。”
中科院软件所PLCT实验室项目总监吴伟则相信，在未来五到十年之内，RISC-V会和X86、Arm一起成为三大CPU主流架构。
“这个过程并非自然发生，而是需要全球软件及硬件开发者的共同努力，有一个漫长艰苦的爬坡期。”
软硬件生态尚待成熟
当前，RISC-V架构面临应用碎片化、开发效率低、软硬件适配难等问题，其整个生态还远未成熟。
对于正在上升期的RISC-V架构技术而言，只有更多的开发者和企业使用，才能共同推进生态进步，让这一技术在芯片和操作系统等软硬件层面发展起来。
孟建熠指出，RISC-V的发展最需要的是生态支持和培育。相比传统芯片架构，RISC-V生态的配套软硬件及工具仍然较为稀缺，这极大地限制了开发者在RISC-V生态上的创新。
中科创星董事总经理张思申对《科创板日报》记者分析，技术并不是主要门槛，主要差距在软件生态的完善。
“在成熟的生态里，RISC-V短期内很难撼动X86、ARM的地位。但在一些新的、特殊的领域，RISC-V有应用的空间，比如无历史应用负担的AIoT，无外部交互需求专用SOC，无生态依赖的MCU，有自主可控要求的特殊领域等等。但要逐步过渡到CPU服务器主流领域，预估这个过程相对较长。”
浅析ISC22/SC22 HPC市场报告（2022）
Hyperion Research最近发布了2022年HPC领域市场分析报告，内容覆盖传统HPC、AI（ML/DL/Graph）、云计算、存储、应用软件、能耗、制冷、量子计算等细分领域。
本次SC22 HPC市场报告（2022）内容包含10章节（近百页），本文重点分析HPC市场、HPC云、存储、网络以及应用。回顾2021年，HPC整体市场（服务器、存储、云、服务、中间件、应用）规模是348亿美元。服务器占比最大，其次是存储和云。
从服务器厂商份额占比来看，线下HPC市场（On-Prem），HPE和Dell占整个市场56%，分别是34.2%和21.8%，其余厂商份额均在10%以下。
从HPC应用份额占比来看，线下HPC市场（On-Prem），学术研究、政府实验室、机械设计、地理信息、生物科学及CAE为6大主要应用。
回顾2019、2020和2021三年发现，HPC市场每年都在稳定增长。在2021年，线下HPC市场规模达到296.97亿美元，如果算上HPC Cloud，市场规模达348亿美元。
从Hyperion Research对HPC细分规模超算未来5年预测来看，市场增长率达6.9%以上，到2026年，4个细分规模系统达205.49亿。如果按照新超算Subsegment划分方法看，E-级系统增速最快，达16%；超级计算机达6.6%。
2022年，HPC增长最快的是HPC Cloud市场，增长率超过23%，市场规模达62亿美元。未来5年，Hyperion Research预测增长率保持在17.6%。未来5年，Hyperion Research预测AI使能的服务器复合年增长率将达22%。2020-2017年E-级超算系统，预计会增加31-45套。重点聚集在中国、欧洲和美国。Hyperion Research预测，在2027年HPC Cloud的收入有可能超过110亿美元。云市场目前体量比较小，但是增长很快，5年的复合年增长率达到17.6%。
从Hyperion Research 2022报告显示，存储在整个HPC部件中增长最高，调查显示线下HPC系统20%的花销可能投入在存储，客户且有意愿在存储上增加5%的投入。
从客户在HPC Cloud上的投入分析，存储占用1/3的HPC建设花费，持久存储花费是临时存储的2倍多。2021年，云存储的开销是17亿美元，云存储的增速是线下HPC存储2.3倍。
表现最亮眼的HPC存储厂商是Dell，其次IBM、HPE、联想、DDN。存储份额依次为21.3%、14%、11.8%、10.1、9.6%。
从HPC存储类型来看，大规模部署会采用NAS/Sacle out分布式存储和并行文件系统混合部署方式。分布式文件系统NFS占有率高达80.3%，并行文件系统Lustre份额占46%，GPFS为22%，BeeGFS为6%。
从网络看，随着网络速率增，网络对混合负载（计算密集型、数据密集型）支持，system-system和system-storage的独立网络逐步向融合网络发展。
报告显示，system-system网络主要是以太网（100G/s占47%）为主，占比44.9%；IB（EDR和HDR200，占比均为31%）占比35.9%。Omni-Path和Others互联网络各占4.5%。
System-storage网络同样也是以以太网为主，以太网占比47.8%，其中100G/s网络占了49%；其次是IB网络，占比34.9%，EDR和HDR200为主。
2021年HPC应该市场超预期（6.8%）增长到14.8%，达到49.5亿美元。
随着CentOS停止维护，Ubuntu成为CentOS迁移和替代流行操作系统。Hyperion Research对CentOS迁移候选OS做了调研，调研数据如下。
GUP加速应用仍然是客户所最求的，调研显示87.8%的用户至少有一项应用采用GPU加速。平均每套系统约有7.5个加速硬件。内容分享完毕，完整报告请通过以下链接获取。
通用汽车全身心投入电动化
在电动化方面，通用汽车与大众汽车有诸多相似之处，是已经想通透了的传统汽车集团，不再在内燃机上浪费精力，其在电动化上的决心和投入程度也高度相似。同时这两家车企也是与中国市场高度融合的企业，相信他们会收获这份决心的奖赏。
在全面电动化，很多传统车企看似想通了，口号也喊了，但在进度上，产品的上市节奏上，能看出来他们更多是回应资本市场的期待。真正想明白了，想透的，传统汽车巨头，其实也就两家，大众集团和通用集团。
01.
2025年前在中国推出超过15款纯电动汽车通用汽车借助今晚在上海举办的2022通用汽车科技日向中国市场宣布了一份雄心勃勃的全面电动化规划。
在美系汽车品牌中，通用与中国汽车产业已深度捆绑，在克莱斯克与中国伙伴互吐口水之际，通用和上汽通用宣布，基于Ultium奥特能平台打造的四大品牌电动车型在中国进行了首次联合展示：
GMC纯电悍马超级皮卡、
凯迪拉克LYRIQ锐歌、
别克Electra-X纯电概念SUV以及全球首秀的雪佛兰首款奥特能平台纯电概念车FNR-XE。
其中继凯迪拉克LYRIQ锐歌后驱版、四驱版先后在今年交付之后，别克、雪弗兰的电动车都将在明年上市交付。
看似时间上稍晚了一点，但无论从市场的期待值还是交付后的口碑反馈，目前LYRIQ锐歌都给了通用极大的信心。
为此，通用汽车计划将于2025年底前在中国市场推出超过15款基于奥特能平台打造的电动车型，全面覆盖旗下各大全球品牌。其中别克首款奥特能车型即将年内首发亮相。其次除国产车型外，通用汽车旗下生活方式平台道朗格将通过进口方式引入标志性车型。在通用已经宣布凯迪拉克CELESTIQ纯电超豪华旗舰轿车将成为其第一款进口的车型。
武汉奥特能超级工厂即将投产，与去年投产的上海奥特能超级工厂一起为国产电动车组装电池包。到2025年，通用汽车在中国电动车产能将达100万辆。02.
通用汽车计划2025年北美电动汽车业务盈利大约在此次科技日举办之前五天(11月17日)，通用在纽约举办的投资者大会上宣布其北美市场电动车业务将在2025年实现盈利：2025年底前，通用汽车全年净收入有望突破2,250亿美元，年均复合增长率达12%，预计到2025年，电动车业务收入将超500亿美元。这无疑是一份对资市场高度乐观的承诺。从特斯拉交付首款电动汽车到正式盈利用了将近7年时间，如果从锐歌交付时间算起，到2025年，通用只给自己留了三年时间完成这一步。这样的自信从何而来？彼时通用汽车董事长兼首席执行官玛丽·博拉表示，其北美地区电动车年产能计划于2025年突破100万辆，另一方面软件将带来持续稳定的收入。结合通用科技日上透露的信息我们可以提炼为以下几个要点：
奥特能电动车平台及电池技术将同步实现更强性能和更低成本，2020-2030年中后期下一代奥特能电池的电芯成本将降至70美元/千瓦时以下。
将软件定义汽车进行到底，同时实现软件创造营收，通用汽车旗下纯电商用及软件初创科技公司BrightDrop有望于2023年营收达10亿美元。
通过改造销售渠道降低车辆售卖成本，与美国经销商携手推出全新数字化零售平台，使公司的单车成本降低约2,000美元。
当然信心的核心是，通用认为自己的电动汽车将持续热卖。而为让自己生产的电动汽车具备竞争力，通用目前拥了三大核心技术，那就是推动全系车型电动化的Ultium奥特能平台、可以实现车辆自动驾驶的Super Cruise超级辅助驾驶系统、推动软件定义汽车的VIP智能电子架构、新一代VCS智能座舱系统。这其中Ultium奥特能平台是基础，这是通用历时经年打造的纯电平台。奥特能平台的最大特点是实现了电池模组的模块化，可适配不同电芯方案，支持8、10、12模组单层排布和24模组双层排布。提供50-200千瓦时的容量选择，支持最高720公里续航里程。电芯在模组内垂直排布时，便于打造皮卡、SUV和跨界车等大型车辆；水平排布时则适用于底盘较低的性能车；中型车和紧凑型跨界车也同样通用。基于此，通用汽车实现了电动车产品线的快速扩容：
1、Cruise Origin自动驾驶共享汽车 （北美）
2、BrightDrop纯电物流车 （北美）
3、GMC Sierra EV电动皮卡、GMC纯电悍马超级皮卡和纯电SUV （北美）
4、雪佛兰Silverado EV （北美）
5、凯迪拉克CELESTIQ、LYRIQ锐歌 （北美、中国）
6、雪佛兰FNR-XE 纯电概念车 （中国）
7、别克Electra-X纯电概念SUV （中国）
在动力方面，该平台打造了三款自主研发的"通用"电机，可灵活组合成五种驱动单元，基于奥特能电驱打造的GMC HUMMER纯电悍马可于约3.5秒内实现0-100km/h加速。这一成绩确实让人惊讶。此外，基于无线连接的电池管理系统去除了90%的线束，大大提升了电池的安全性。在智能驾驶方面，Super Cruise推出的时间并不晚，在宣传上通用一直称其是业内首个在适配高速公路上解放驾驶员双手的驾驶辅助技术，不过在中国市场Super Cruise一直音量不大，这一方面与特斯拉FSD风头太盛，另一方面中国本土品牌已先行一步开启了城市领航辅助，走得更远。
在今晚的科技日上，通用表示增强版Super Cruise新增了指令变道和自动变道功能。而通用汽车也将实现从高速公路到城市道路的覆盖，全新的Ultra Cruise系统将于明年正式推出，适用于95%日常驾驶场景，可实现「点对点」放手驾驶，几乎覆盖所有道路类型。Super Cruise超级辅助驾驶系统的技术路线是采用了将厘米级高精地图结合实时摄像头、传感器、GPS定位系统加以应用的辅助驾驶技术。增强型GPS定位系统能达到车道级别的精准定位，所提供的实时方位信息准确性是传统GPS的4-8倍。Super Cruise系统宣称可预判车辆前方2.5公里的道路信息。目前还没有消息表示通用将开发带有激光雷达的汽车。通用计划到2025年底前，Super Cruise将广泛应用于凯迪拉克全系车型，并将快速覆盖别克与雪佛兰车型。目前这一系统在中国也进行了本土化测试和验证，考虑了中国的道路环境和驾驶习惯，目前高精地图已覆盖国内超32万公里，涵盖几乎所有的高速公路与城市快速路等封闭道路。软件定义汽车在通用的规划里其实主要指新一代Super Cruise 超级辅助驾驶系统、新一代VIP智能电子架构、新一代VCS智能座舱以及安吉星。
通用汽车表示其正在不断优化为中国消费者量身定制的「智驾」和「智舱」解决方案，打造由软件定义的智慧出行体验。目前我们没有看到是否未来通过OTA来收费还是有其他的商业模式，但在其财务规划中，软件创收显然是重要的一块。通用汽车全新软件定义汽车平台明年将于北美与中国市场同步推出。以上即是通用推动2025年实现北美电动车业务实现盈利的技术路线规划，在这份高速推进的全面电动化规划中，通用和上汽通用都没有提到中国市场何时盈利。03.
通用和上汽稳定的合作关系有助于双方电动化目标的实现不过智驾网认为最重要的一点，通用和上汽通用都没有点破，那就是通用和上汽高度稳定的合作关系，让上汽通用可以放手在中国市场进行布局与投入。上汽通用汽车总经理王永清先生在科技日上表示：“上汽通用汽车正不断加大战略投入，在去年宣布500亿人民币投入规划的基础上，新增200亿，计划到2025年在电动化、智能网联化新技术领域的总投入将达700亿元，属于上汽通用汽车的电动化、智能化新未来正在到来！”
▲上汽通用汽车总经理王永清上汽通用在通用的电动化规划中举足轻重，首先上汽通用汽车和泛亚汽车技术中心全程参与奥特能电动车平台及相关车型的同步开发，并联合本土供应商为中国市场研发出专属电芯配方。在新能源体系建设方面，继去年启用上海奥特能超级工厂、泛亚新能源试验大楼和广德电池安全试验室之后，武汉奥特能超级工厂也将在年底前投产，同时上汽通用汽车还实现了奥特能平台超过95%零部件的本土化采购，这标志着上汽通用汽车已拥有从研发、设计、工程、制造到供应链的新能源全链路完整体系能力。
▲上汽通用汽车上海金桥奥特能超级工厂2023年上汽通用汽车共有4款全新奥特能平台车型与消费者见面，未来5年三大品牌累计超过10款纯电产品落地。未来两年内上汽通用汽车还将推出新一代油电强混技术和插电式混动技术。雪佛兰首款奥特能平台纯电概念车FNR-XE全球首秀与此同时，上汽通用汽车通过完善电动车销售、服务和补能模式推动企业的全面转型。
今年年底，共有26家凯迪拉克IQ空间开业，遍布14个主要城市；100家凯迪拉克IQ专区开业，覆盖50个城市。
2023年，将有超过200家凯迪拉克IQ专区投入运营；别克纯电城市展厅预计达到58家，别克新能源专区将超过600家。此外，上汽通用汽车也在搭建多层次的补能体系，预计到2023年底，包含凯迪拉克IQ尊享超充站和奥特能超充站在内的自建充电终端达到1,500个，与主流充电运营商合作的第三方充电终端达到40余万个。
泛亚汽车技术中心拥有近1,300位软件和数字化人才、10余个开发实验室、近千台测试验证台架、4个联合实验室和6个创新工作室。今年，泛亚汽车技术中心的智能系统及软件工程中心（ISSEC）挂牌成立，它将聚焦智能驾驶、智能座舱、软件定义汽车、电子架构和智能车控五大核心领域，保障通用汽车最新的智能网联科技的落地及迭代更新。
▲泛亚汽车技术中心智能系统及软件工程中心（ISSEC）智能座舱方面，由通用汽车与泛亚汽车技术中心联合开发的全新一代VCS智能座舱系统已经搭载在凯迪拉克LYRIQ锐歌和别克世纪两款车型上。2023年起，VCS智能座舱系统还将推出搭载骁龙8195芯片、AR-HUD的版本；2024年起，VCS智能座舱还将迎来后排娱乐系统、四音区语音指令、车外音响等硬件升级。可以说在新技术的应用上，已经追平自主品牌。
全新一代VCS智能座舱系统已经搭载在凯迪拉克LYRIQ锐歌和别克世纪两款车型上怎么说呢，在电动化方面，通用汽车与大众汽车有诸多相似之处，是已经想通透了的传统汽车集团，不再在内燃机上浪费精力，其在电动化上的决心和投入程度也高度相似。同时这两家车企也是与中国市场高度融合的企业，相信他们会收获这份决心的奖赏。
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/abQArnxisYOZtWrFhKIkgg
https://mp.weixin.qq.com/s/Q2WHzzRJhzNPemzjHPgzOg
https://mp.weixin.qq.com/s/XwBykkBGYZx93Cd4Jba9gw
