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芯观点 | 当开源大势所趋,RISC-V如何打造新竞争版图?

来源:爱集微

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2021-11-02

集微网消息,随着“开源”被首次写入“十四五”规划,这一趋势正在深入各个细分硬科技领域。

在2021云栖大会现场,阿里云智能总裁张建锋宣布,平头哥开源玄铁RISC-V系列处理器,并开放系列工具及系统软件。集微网在会后采访中了解到,“开源”、“服务”、“生态”为此次阿里全栈开源的几大关键词。

在AIoT时代,RISC-V架构因其开放、灵活的特性,有望成为下一代广泛应用的CPU架构。近年来,随着主宰高性能高功耗领域的英特尔也开始将触手伸向RISC-V,市场便开始逐渐庞大。但是,RISC-V架构也面临应用碎片化、开发效率低、软硬件适配难等问题,生态的建立和完善是下一步发展的关键。

开源事业蓬勃发展,阿里拓展RISC-V架构想象力

RISC-V是基于RISC(精简指令集计算)建立的开放指令集架构(ISA),与大多数ISA不同的是,RISC-V可以免费用于设备中,允许任何人设计、制造和销售芯片和软件。由于其开放性让RISC-V在短时间内有能力构建庞大的生态体系。

加州大学伯克利分校在2015年成立非盈利组织RISC-V基金会,其成员包括谷歌、高通、IBM、英伟达、NXP、中科院计算所、MIT、华为、三星等全球龙头企业及高校院所。得到了全球范围内的业界反响,RISC-V也成为了一颗冉冉升起的新星。

市场研究机构 Counterpoint 的分析师 William Li认为,"RISC-V 处理器将继续在多个类别中获得采用,但短期内,物联网仍然是最关键的应用领域。到 2025 年,其采用率可能超过 25%,主要是由于其卓越的灵活性、可扩展性和功耗优化。

目前,国内外已有多家芯片企业投入大量资金研发RISC-V在IoT领域的应用。而RISC-V在国内异常火热,与IoT也是密不可分。平头哥副总裁孟建熠表示,中国产业链在IoT上的优势造就RISC-V的势头,而本土公司喜欢相对通用的产品,开发和成熟周期相对会比较慢。

RISC-V内核应用最广的是MCU,也给了国内MCU企业追赶全球领先企业的机会。除MCU外,其他领域也逐见RISC-V的身影。中科院计算所去年发布了基于RISC-V的香山内核,第二版南湖构架的设计讨论预计年底完成;赛昉科技推出全球首款RISC-V AI单板计算机;阿里平头哥推出玄铁910高性能CPU,并在其上成功运行Android 10系统…

开源是RISC-V的标志,从“十四五”规划纲要提到的“支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务”,可以看出国家在战略层面对「开源」的肯定和支持。

结合近年来国内开源事业的发展:

2018 年 7 月,上海经信委出台了国内首个支持 RISC-V 的政策。

2020年9月9日,开放原子开源基金会官方首次对外公开其组织架构、使命、愿景与价值观。开放原子开源基金会不仅是中国首个,也是目前唯一一个以开源为主题的基金会。据公开信息显示,该基金会是由民政部登记、工业和信息化部主管的基金会。

百度已经正式完成超级链内核项目捐赠到开放原子开源基金会协议的签订,百度超级链 XuperChain 也成为了首个捐赠给开放原子开源基金会的项目。华为在HDC 2020 大会上宣布将 OpenHarmony 捐献给开放原子开源基金会。不仅如此,开放原子开源基金会孵化项目还包括阿里巴巴物联网统一操作系统 Alios Things、腾讯企业级容器编排引擎 TKEStack 等项目。

中科院计算所、华为公司、阿里巴巴集团等在内的 20 多个国内企事业单位,都加入了 RISC-V 基金会。伯克利、清华两所高校还在深圳成立了 RIOS 实验室,以扶持 RISC-V 软件生态。

在这样一个大环境下,“十四五”鼓励企业开源,并从底层基础设施方面进行了规划——纲要明确指出应完善开源知识产权和法律体系,这足以说明开源是大势所趋,也为RISC-V的生态发展嫁接了桥梁。

阿里此次在云栖大会现场的大动作,也是系列处理器与基础软件的全球首次全栈开源。

集微网了解到,此次开源的玄铁系列RISC-V处理器,包括玄铁E902、E906、C906、C910等4款量产处理器IP,以及基于玄铁的多操作系统的全栈软件及工具。不久前,玄铁910全球首次实现兼容安卓,极大拓展了RISC-V架构面向开放生态的想象力。

阿里同时宣布,玄铁系列处理器出货超25亿颗,拥有150余家客户、超500个授权数,已成为国内应用规模最大的国产CPU。

孟建熠表示,对于RISC-V这种开放型的架构,需要相比传统授权更加开放的新模式,才能不断支持创新的发展。

“过去的几年,我们实践经验感觉,我们来推动RISC-V这个架构,力量还是远远不够的。所以我们希望今天能够把它开放出来之后,让大家在这个上面做软硬件的适配,有助于RISC-V架构往更深层次的创新演进。也只有RISC-V架构的蓬勃发展,才有整个产业的收益。”

从孟建熠的话语中,我们可以发现,平头哥要做的不仅仅是简单的一次开源,而是为了产业生态的蓬勃发展。

RISC-V成业界新星,如何打造竞争版图?

长期以来,围绕芯片架构、安全性和性能改进的IP设计一直是半导体供应链的关键。据Counterpoint最新的报告,到2025年,全球半导体IP市场规模将以年均11%的复合增长率增长至86亿美元。该市场目前由Arm、Synopsys、Cadence和CEVA等公司主导。

但RISC-V的崛起不容忽视。由于RISC-V的开源优势、更好的功耗性能、可靠的安全功能和较低的政治风险等因素,其成为业界新星。

孟建熠表示,阿里此次是从IP到基础软件的全栈开源,希望为行业提供一个如何从RISC-V架构扩展,到SoC平台的适配,再到基础软件的适配优化的体系。这也是面向领域的专用架构(DSA)需要持续努力的。

在今年的全国两会上,全国政协常委、全国工商联副主席、香港恒基兆业集团主席、香港中华煤气主席李家杰表示“开源芯片技术的兴起为中国带来‘弯道超车’的机遇。”近两年,RISC-V 开源架构正成为芯片产业创新的全球趋势,基于这项灵活开放的开源架构,我国的芯片产业可以有机会和欧美芯片公司在同一条起跑线上竞争。RISC-V有望成CPU国产化的重要选项。

虽然RISC-V在中国IoT事业的带动下显得格外瞩目,但全球各大科技企业也正积极布局,如英特尔宣布收购RISC-V 初创公司 SiFive,打造自己的RISC-V开发平台;苹果探索使用RISC-V芯片,正招募相关人才;欧洲成立RISC-V相关项目。

孟建熠指出,在RISC-V的领域,开源的核已经不是稀缺资源,如何让这些开源的核具有稳定、可靠和持续演进的能力,推动开源核与开源软件的生态融合,以及如何帮助使用这些开源核真正成为量产是关键。所以,服务会成为开源核之间最大的差别。

他强调,纯粹一个IP很难形成竞争力,RISC-V也是。阿里选择的IP一定会是对于生态有作用的,而不是为了卖而卖。阿里希望商业IP也得推出开源版,一起推动开源的发展。

RISC-V有望走出新路,生态是起点

中金在研报中指出,处理器是物联网终端的关键,其性能和成本将直接影响物联网的发展。但是,持续碎片化的物联网市场使处理器“封闭设计”模式继续发展将面临阻碍。参照互联网时代“软件开源”的经验,物联网处理器的开源发展模式可大幅降低行业门槛,为市场提供低成本、高效率、应用范围广的处理器产品,而新兴指令集RISC-V有望成为其中的典型代表。

而RISC-V的高灵活可扩展性也形如一把双刃剑,对于面对未来RISC-V指令的可控性的担忧,孟建熠表达了积极的态度。

他认为,不用担心碎片化,因为物联网时代肯定是碎片化的。允许扩展是RISC-V的生命力,但随意乱扩充就不会得到到生态的支持。他指出,今天基金会在做一些兼容性的测试,也会保证这个问题。

“这个就是市场的选择,如果说今天在市场上大家选择了RISC-V,要进入那个行业,我觉得它就要具备那种能力。如果说没有市场需求,就算你进去了,也是没用的。”

对于RISC-V未来的发展以及平头哥所扮演的角色,孟建熠表示,新架构在新的市场中有望完全走出一条新路,全球的并行开发模式能够让RISC-V更快的适应创新。

“从阿里角度来讲,我们首先应该看这件事情应不应该去做。今天我们认为应该去做的,那我们就去做,这是我们非常重要的点。投入不是问题,我们现在投入那么大,平头哥不是一家以IP赚钱的公司,所以不以IP原有的思维来考虑。阿里有着强大的生态基因,很多事情是从塑造和影响生态作为出发点考虑的。

(校对/Sharon)

责编: Carrie

Jimmy

作者

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邮箱:zhangshh@lunion.com.cn

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