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3月2日，由阿里巴巴平頭哥舉辦的首屆玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)在上海舉行。中國工程院院士倪光南發(fā)表演講時(shí)說到：“今天，RISC-V是中國CPU領(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu)。中國芯片產(chǎn)業(yè)和整個(gè)芯片生態(tài)將會(huì)越來越多地聚焦于RISC-V架構(gòu)，中國的巨大市場將成為支撐RISC-V的重要基地。”

縱觀RISC-V在全球的發(fā)展，北美依然是RISC-V創(chuàng)新高地，從處理器IP到軟件，再到數(shù)據(jù)中心，都在全面探索；歐洲，老公司都在逐步從原有架構(gòu)轉(zhuǎn)到RISC-V架構(gòu)；亞洲，以Andes、StarFive、香山、芯來和平頭哥等為代表的公司都在努力推動(dòng)處理器的發(fā)展。此外，大部分芯片公司也正在考慮如何使用RISC-V開發(fā)自己的生態(tài)產(chǎn)品。還有很多基礎(chǔ)軟件公司也在逐步進(jìn)入到RISC-V生態(tài)中。

RISC-V之父、圖靈獎(jiǎng)得主David Patterson在會(huì)上表示：“RISC-V是一個(gè)全球現(xiàn)象。3到5年后，RISC-V將無處不在！”據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022年采用RISC-V架構(gòu)的處理器已出貨100億顆；預(yù)測到2025年將突破800億顆。隨著萬物互聯(lián)的智能時(shí)代來臨，開放、簡潔、模塊化的RISC-V架構(gòu)崛起，并從終端走向云端，極有希望發(fā)展成為第三大架構(gòu)生態(tài)。

指令集架構(gòu)是溝通軟件和硬件之間的關(guān)鍵技術(shù)。RISC-V生態(tài)的蓬勃發(fā)展，呼喚指令集標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。得益于中國智能應(yīng)用及市場的蓬勃發(fā)展，在RISC-V浪潮中，以平頭哥為代表的芯片企業(yè)，率先掌握了先機(jī)。在國際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中，平頭哥領(lǐng)導(dǎo)了其中的11個(gè)主要技術(shù)小組，推動(dòng)了29個(gè)技術(shù)方向的標(biāo)準(zhǔn)制定，并拿到了全球首張架構(gòu)兼容性測試證書，是公認(rèn)的投入力量最大的中國機(jī)構(gòu)。此外，平頭哥還在持續(xù)推動(dòng)RVV1.0架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、面向人工智能的全新Matrix矩陣標(biāo)準(zhǔn)以及RISC-V安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。

從硬件到軟件到生態(tài)化大發(fā)展

芯片到操作系統(tǒng)的加速融合

RISC-V芯片生態(tài)與操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件生態(tài)正加速融合。操作系統(tǒng)是通向應(yīng)用最重要的跳板，或者就是一座橋，必須跨越這座橋，才能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠介紹，過去兩年，平頭哥已基本完成國際及國內(nèi)主流操作系統(tǒng)與RISC-V的全適配，包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龍蜥、統(tǒng)信、openKylin、創(chuàng)維酷開系統(tǒng)、RTT等操作系統(tǒng)。這意味著RISC-V完全有能力通過云、桌面、終端等不同操作系統(tǒng)承接軟件應(yīng)用，上層應(yīng)用開發(fā)者0代碼即可順滑實(shí)現(xiàn)架構(gòu)兼容。 

孟建熠說：“我覺得接下來就是相互適配。我們過去兩年主要做的是把IP變成了芯片，實(shí)現(xiàn)了芯片跟OS（操作系統(tǒng)）的運(yùn)行。如果說以前只是個(gè)概念，那么今天已經(jīng)是實(shí)物了。今天,RISC-V已經(jīng)不能還只停留在芯片設(shè)計(jì)這個(gè)小閉環(huán)，而要在更大的舞臺(tái)，要在應(yīng)用角度去做。”

孟建熠以工業(yè)控制芯片為例，進(jìn)一步闡述到，從這一類產(chǎn)品來講，它跟別的芯片不一樣，對可靠性要求特別高，生命周期又很長。那么在制作的過程中，從芯片制造到處理器架構(gòu)的可靠性等環(huán)節(jié)都有很高的要求。通常，供應(yīng)商的芯片、CPU在運(yùn)行過程中加了很多容錯(cuò)機(jī)制，實(shí)際上要解決的就是從CPU開始到操作系統(tǒng)要有容錯(cuò)。再往上，應(yīng)用要兼容過去的生態(tài)。

RISC-V帶來的行業(yè)變革

對于現(xiàn)在國內(nèi)做RISC-V的兩種路線方向，即要么提供IP服務(wù)，要么芯片廠直接自研的，孟建熠認(rèn)為，兩條路線方向不存在哪條路更好。RISC-V本身很自由，兩條路都可以。IP只是服務(wù)的一種，跟提供什么基礎(chǔ)軟件是一樣的，只是一種形態(tài)；當(dāng)然，也不一定都要把RISC-V做成IP授權(quán)的模式，具體還是由業(yè)務(wù)邏輯決定。

對于操作系統(tǒng)，它本身也要適配很多芯片，需要做硬件的生態(tài)。龍蜥社區(qū)理事長阿里云研究員馬濤表示：“如果RISC-V作為一顆芯片，基本上能把大部分的架構(gòu)統(tǒng)一掉，我覺得對操作系統(tǒng)來講是重大利好。我們希望，未來能統(tǒng)一各種各樣硬件生態(tài)！這樣，雙方既能形成合力，同時(shí)又能給客戶帶來更多價(jià)值。”

據(jù)馬濤介紹，龍蜥是一個(gè)非常開放的社區(qū)，未來像“云-邊-端”各種各樣的場景都使用RISC-V的話，可以讓操作系統(tǒng)更加簡化，可以用一套軟件解決各種各樣的問題。對中國操作系統(tǒng)研發(fā)人員而言，他們可以更深入投入到一些非常核心的組件研發(fā)，這個(gè)對于很多開源社區(qū)都是非常利好的事情。

算能高級副總裁王雷認(rèn)為，隨著模型規(guī)模的增加，更貼近數(shù)據(jù)流動(dòng)的CPU與加速引擎更深度耦合的架構(gòu)更符合大規(guī)模部署的結(jié)構(gòu)。RISC-V有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可以很好地解決CPU跟加速引擎之間的延遲問題、帶寬問題，并形成更完整、更一致的解決方案和結(jié)構(gòu)。王雷說到：“這個(gè)方向其實(shí)也有很多人在實(shí)踐，我們也在這個(gè)方向做探索，包括谷歌的TPU也在越來越多的開展加速引擎和RISC-V結(jié)合的編程范式，以更高的效率去支持AI的workload。”

生態(tài)：你好我好大家好

RISC-V在推廣的過程中，除了要解決標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和技術(shù)迭代創(chuàng)新的問題之外，生態(tài)建設(shè)也是其中的關(guān)鍵壁壘。技術(shù)和生態(tài)是完全不一樣的兩個(gè)概念。在技術(shù)上，各家需要有各家的創(chuàng)新，才會(huì)形成自己的核心競爭力。然而，在生態(tài)上，只有自己創(chuàng)新是不夠的，需要得到更多合作伙伴的支持，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的投入，而各公司自己的創(chuàng)新，也需要得到整個(gè)大生態(tài)的支持，才有可能成功。

對于生態(tài)的理解，孟建熠認(rèn)為，生態(tài)可以分為兩個(gè)層次：

• 第一，在RISC-V技術(shù)鏈條上有很多從事著不同工作的人，把大家連接在一起。有做芯片、CPU、工具、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用的，是一條非常大非常長的鏈條，大家需要開放來做，因?yàn)殚_放能讓大家看到更多技術(shù)上存在的問題，能快速迭代。

• 第二，同時(shí)，今天做RISC-V的人也不能孤立存在，RISC-V越來越需要與現(xiàn)有已經(jīng)存在的生態(tài)連接在一起，得到他們的接納。比如說GNU、Android、Linux等各種各樣開源生態(tài)。同時(shí)，還有很多由公司主導(dǎo)的生態(tài)，比如說Intel生態(tài)、統(tǒng)信、openKylin、有道、海爾這些公司都在主導(dǎo)自己的生態(tài)。

如何在下游應(yīng)用中真正讓大家感受到RISC-V在使用中有很好的優(yōu)勢，這是平頭哥一直在做的事情。孟建熠表示：“作為一直在構(gòu)建生態(tài)的參與者，希望更多合作伙伴跟我們一起，圍繞RISC-V技術(shù)鏈條，幫助RISC-V形成創(chuàng)新鏈條，同時(shí)構(gòu)建價(jià)值鏈。”

RISC-V正在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多領(lǐng)域開放生長

RISC-V之父、圖靈獎(jiǎng)得主David Patterson表示，在IoT領(lǐng)域，按照基金會(huì)統(tǒng)計(jì)，預(yù)測到2025年有28%的市場會(huì)被RISC-V所占有。在RISC-V最有機(jī)會(huì)發(fā)力的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)這一塊兒復(fù)合增長率超過70%，到了2027年左右應(yīng)該會(huì)有250億設(shè)備在生態(tài)中。在通信、車載、高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)中心中有很多公司都在嘗試在上面突破，都在完善架構(gòu)。

倪光南院士演講中指出，RISC-V最早應(yīng)用于IoT領(lǐng)域，現(xiàn)正逐步走向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域被認(rèn)為是未來芯片的巨大市場，據(jù)估計(jì)，一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車就可能要用上百顆CPU。對于RISC-V在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)會(huì)，孟建熠非常看好接入端。其機(jī)會(huì)點(diǎn)，既涉及與AI的結(jié)合，還要考慮怎樣在原有的功能上做新的功能的增加。這些都是RISC-V的機(jī)會(huì)。此外，孟建熠表示：“RISC-V是一項(xiàng)很普惠的技術(shù)，它的成本很低。在一些低成本領(lǐng)域，RISC-V也是一個(gè)很好的進(jìn)入點(diǎn)。”

對于RISC-V和AI的結(jié)合，其實(shí)這是非常自然的一種選擇。目前AI無論是訓(xùn)練還是推理，更多的是基于GPU的做法。GPU本身是一種相對專用的加速器，雖然它一直在提高完備性，但是它作為一個(gè)加速器和它的主控CPU之間，事實(shí)上在協(xié)作過程中始終還是需要開發(fā)者，包括這個(gè)生態(tài)的很多人付出非常多的工作，去解決協(xié)同的問題。

當(dāng)下最火的ChatGPT，被認(rèn)為開啟人工智能的新紀(jì)元。對于EETOP的特別提問，云知聲智能科技股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人李霄寒介紹說：“我最近見了各行各業(yè)的客戶，都對ChatGPT特別關(guān)注。云知聲也一定會(huì)做ChatGPT，而且正在做。”據(jù)介紹，云知聲正在做醫(yī)療版的ChatGPT，預(yù)計(jì)將在今年上半年推出。現(xiàn)在面臨的困難主要在不確定性上。李霄寒表示，目前，數(shù)據(jù)和算法都有了，但出來的效果是否符合下游客戶的預(yù)期，這還需要做很多嘗試，這是當(dāng)前最大的風(fēng)險(xiǎn)。

倪光南院士表示，隨著服務(wù)器和超算、AI訓(xùn)練和推斷、包括ChatGPT之類應(yīng)用的發(fā)展，對強(qiáng)大算力的需求越來越迫切。RISC-V不僅可以在工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等等對算力要求不高的領(lǐng)域得到推廣，現(xiàn)在也正在向?qū)λ懔τ懈咝枨蟮淖烂鎽?yīng)用、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域發(fā)展。鑒于RISC-V具有模塊化、可擴(kuò)展、易定制的優(yōu)勢，以及不受壟斷制約、供應(yīng)鏈安全容易保障的優(yōu)勢，中國有關(guān)廠商正在全力推進(jìn)提供強(qiáng)大算力的RISC-V方案。

結(jié)束語

阿里平頭哥從2018年開始踏入RISC-V，2019年在上海發(fā)布了第一款性能最好的RISC-V處理器——玄鐵910。之后玄鐵產(chǎn)品始終保持每年推出一款新品的節(jié)奏在往前走。去年云棲大會(huì)發(fā)布了玄鐵908處理器，產(chǎn)品主頻可以到2.0GHz，能效非常好，標(biāo)準(zhǔn)兼容性非常好。在產(chǎn)品賽道上，平頭哥選擇的是面向計(jì)算增強(qiáng)的C系列、面向成本功耗優(yōu)化的E系列，面向可靠性實(shí)時(shí)性的R系列，希望在這三個(gè)賽道上給產(chǎn)業(yè)提供非常標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠的產(chǎn)品。

從2019年到2023年，平頭哥已經(jīng)收獲了多媒體、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)、服務(wù)器領(lǐng)域的芯片。孟建熠表示：“從今天開始面向未來，要再出發(fā)，需要在更多的領(lǐng)域，在AI推理計(jì)算、工業(yè)、5G計(jì)算、服務(wù)器周邊等布局更多芯片，會(huì)在最近這段時(shí)間逐步推出去。

RISC-V就像日出的太陽，盡管還溫潤如玉，但已經(jīng)初步照亮了東方!