7月18日，在第五届RISC-V中国峰会的“软件与生态系统分论坛”上，字节跳动软件工程师钱佳炎带来《x264 RISC-V生态构建和优化》的主题分享，分享了团队在x264编码器适配RISC-V架构过程中的实践、指令集瓶颈及生态挑战，为RISC-V视频编解码生态发展提供了参考。

钱佳炎指出，当前RISC-V在视频编解码领域的支持仍处于起步阶段，主要集中在h264、dav1d等解码器，与成熟架构存在明显差距。以FFmpeg为例，RISC-V相关文件数量仅占8.5%，远低于ARM/NEON（40.7%）和x86/AVX/SSE（50.8%）。

作为字节跳动服务器团队的重点工作，x264生态构建旨在推动RISC-V在视频编码场景的落地，具体目标包括：适配RISC-V的CPU检测机制，通过RVV手写汇编实现x264底层算子，最终实现性能对标其他架构。x264的软件结构中，编码器核心流程采用C语言编写，底层算子则需针对不同架构进行特定优化，RISC-V优化的核心在于补充这部分手写汇编实现。

据钱佳炎介绍，x264的底层算子多涉及两帧图像中4x4至16x16像素块的相关运算，传统x86/ARM CPU更适配高并发的窄向量实现。针对这一特征，团队基于RVV实现了相关算子，例如通过stride load填满向量寄存器，利用SEW=32/64读取多行u8数据，并通过寄存器组配合拓宽计算减少前端指令数，同时采用VLA（向量长度自适应）设计支持vlen≥128的硬件。

由于缺乏高性能RISC-V CPU，团队采用相对向量加速比评估优化效果。在SpaceMIT K1平台（vlen=256，dlen=128）上的测试显示，RVV实现的加速比虽与ARM N2的NEON实现存在差距，但验证了优化方向的正确性。

针对RVV指令集瓶颈与优化推进，钱佳炎表示，在实践中，团队发现RVV在x264场景下存在几大瓶颈：

1. 寄存器内转置（in-register transpose）：NEON可通过trn1/trn2指令组合以nlogn复杂度完成，而RVV需依赖segment load/store、LMUL=n的vrgather等指令模拟，效率较低。

2. 绝对值差计算（absolute difference）：NEON有专用指令，RVV需通过vmaxu、vminu、vsub等多条指令组合实现，操作繁琐。

3. 有符号饱和窄化至无符号（Signed saturate and Narrow to Unsigned）：需通过vmax与vnclipu两条指令配合，并调整SEW，增加指令开销。

4. 标量到向量的零扩展移动（zero-extend move from scalar to vector）：vmv.x.s指令在SEW

针对这些问题，团队联合社区推动指令集优化，旨在简化绝对值差计算等操作。社区对新扩展的要求包括价值明确、有应用收益、功能最小化等。

从x264看RISC-V软件生态的挑战

钱佳炎认为，当前RISC-V软件生态面临多重挑战：

• 指令集功能虽在快速补齐，但仍存在差距；
• 向量长度（vlen）碎片化，硬件设计分化（顺序宽向量与乱序窄向量）； VLA的理想（一套代码适配任意vlen）与现实（特定vlen需独立最优实现）存在矛盾，尤其在手写汇编为主的视频编码领域；
• 缺乏高性能开发验证平台，软件优化多以移植为主，深度优化空间受限。

最后，他呼吁更多中国开发者参与RISC-V社区及指令集讨论，并期待厂商提供更高性能的CPU，共同推动软件生态成熟。