英伟达 GPU 内部架构揭秘：每个芯片集成 10-40 个 RISC-V 核心
2026/09/21 00:41阅读量 5
英伟达在 2024 年宣布其 GPU 产品中使用了超过 10 亿个 RISC-V 核心，这些核心并非用于图形渲染，而是作为微控制器执行电源管理、安全引擎等辅助任务。此前英伟达长期使用的私有 Falcon 控制器因缺乏数据缓存且不再满足需求，被替换为开源的 RISC-V 架构。目前每个 GPU 包含 10 至 40 个不等的 RISC-V 核心，以替代原有的 32 位 Falcon 引擎。
事件概述
英伟达（Nvidia）在其 GPU 产品中广泛采用了 RISC-V 架构的核心，用于处理各类底层辅助任务。根据 2024 年的数据，英伟达 GPU 产品共使用了逾 10 亿个 RISC-V 核心。这一举措标志着英伟达从使用私有指令集向开源指令集架构的重大转变。
核心信息
- 功能定位：RISC-V 核心在 GPU 中不作为图形渲染单元，而是充当微控制器（Microcontroller），负责执行视频编解码、电源管理、安全引擎等非计算密集型任务。
- 数量规模：根据不同型号，单个 GPU 芯片内集成了 10 到 40 个 RISC-V 核心。
- 技术演进背景：
- 旧架构（Falcon）：英伟达自 2005 年随 G98 芯片引入 FAst Logic CONtroller（Falcon）。到 2016 年，单个 GPU 芯片已集成超过 15 种不同的 Falcon 引擎，十年间累计使用约 30 亿个 Falcon 核心。
- 替换原因：Falcon 为 32 位核心，且没有数据缓存（Data Cache），随着技术发展已无法满足英伟达日益复杂的需求。
- 选型过程：在评估了 Arm、MIPS 等主流架构后，英伟达最终选择了开源指令集架构 RISC-V 作为替代方案。
值得关注
这一变化反映了半导体行业对定制化、低功耗控制核心的需求增长，以及开源指令集架构在高端硬件领域渗透率的提升。RISC-V 因其灵活性和开放性，正逐渐取代部分专用私有控制器在大型 SoC 中的地位。