分类：科技 标签：RISC-V、英伟达、GPU、硬件架构

当我们在讨论英伟达 GPU 时，往往聚焦于其强大的 AI 算力、CUDA 核心或是光线追踪性能。然而鲜为人知的是，在庞大的图形与 AI 计算背后，有一支庞大的“幕后军团”正在默默维持着芯片的运转。

数据表明，英伟达在 2024 年的产品线中总共使用了超过 10 亿个 RISC-V 核心。这些核心并不参与直接的图形渲染，而是作为微控制器（MCU），在 GPU 内部处理各类繁杂的辅助任务。根据芯片型号的不同，每个现代英伟达 GPU 内部实际上集成了 10 到 40 个不等的 RISC-V 核心。

从私有走向开源：Falcon 的退场

在全面拥抱 RISC-V 架构之前，英伟达长期依赖自家的私有微控制器架构，也就是被称为 FAst Logic CONtroller（简称 Falcon）的引擎。

  • 历史回溯：Falcon 最早于 2005 年伴随 G98 芯片问世。
  • 规模巅峰：到 2016 年左右，单颗 GPU 芯片集成的 Falcon 引擎数量已经超过了 15 个。在长达十年的时间里，英伟达累计使用的 Falcon 核心总数达到了惊人的 30 亿个。
  • 主要职责：这些核心在幕后处理视频编解码、电源管理、安全引擎等关键任务。

为什么选择 RISC-V？

随着技术演进，传统的 Falcon 架构逐渐显现出局限性。它本质上是一个 32 位核心，且缺乏现代计算不可或缺的数据缓存机制，已经无法满足英伟达日益复杂的芯片管理需求。

为了寻找更强大、更具扩展性的替代方案，英伟达对市场上的主流架构进行了全面评估，其中包括 Arm 和 MIPS 等。最终，英伟达将目光投向了开放、灵活且生态蓬勃发展的开源指令集架构——RISC-V。

总结

从早期的私有 Falcon 到如今无处不在的开源 RISC-V，英伟达的硬件设计哲学正在悄然发生变化。这些隐藏在 GPU 内部的几十个 RISC-V 微控制器，虽然不常出现在消费者的视野中，却是确保显卡高效、安全、稳定运行不可或缺的中坚力量。这也从侧面证明了 RISC-V 架构在现代高性能计算芯片中的成熟度与可靠性。