RISC-V是一種開(kāi)放式指令集架構(gòu)(ISA),,起源于伯克利大學(xué)并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目,,當(dāng)時(shí)他們需要選一種計(jì)算機(jī)架構(gòu),在分析了 ARM,、MIPS,、SPARC、x86 等多個(gè)指令集之后,,發(fā)現(xiàn)它們不僅設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜,,而且還存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。于是他們?cè)?010年5月開(kāi)始規(guī)劃自己做一個(gè)新的,、開(kāi)源的指令集,,就是RISC-V。
RISC-V的優(yōu)勢(shì)(圖源:ChinaAET)
RISC-V誕生后在眾多高校的科研項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用,。為進(jìn)一步推動(dòng)商業(yè)化進(jìn)程,,2015年,3名RISC-V發(fā)明者創(chuàng)辦SiFive公司,,SiFive聯(lián)合以google為首的公司作為創(chuàng)始會(huì)員創(chuàng)立RISC-V基金會(huì),。目前,RISC-V國(guó)際基金會(huì)的會(huì)員數(shù)量已經(jīng)超過(guò)3000,,會(huì)員來(lái)自70個(gè)不同國(guó)家,。
如今,,RISC-V已經(jīng)成為了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題,,越來(lái)越多的公司和組織開(kāi)始采用RISC-V來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的計(jì)算需求。中國(guó)機(jī)構(gòu)在RISC-V開(kāi)源架構(gòu)生態(tài)中建立了巨大影響力,?;饡?huì)22位高級(jí)會(huì)員中有12名來(lái)自中國(guó),其中包括阿里巴巴平頭哥,、華為,、中興通訊、騰訊、希姆計(jì)算,、中科院等多家企業(yè)和機(jī)構(gòu),。
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,。大會(huì)以“開(kāi)放,、連接”為主題,英特爾,、谷歌,、Canonical、Imagination,、海爾,、支付寶、網(wǎng)易有道,、創(chuàng)維酷開(kāi)等全球數(shù)百家企業(yè)及機(jī)構(gòu)代表齊聚一堂,,成為中國(guó)RISC-V發(fā)展史上規(guī)模最大的一次會(huì)議。
中國(guó)的巨大市場(chǎng)將成為支撐RISC-V的重要基地
中國(guó)工程院院士倪光南(圖源:平頭哥)
經(jīng)過(guò)約5年時(shí)間建設(shè),,中國(guó)RISC-V生態(tài)已初具規(guī)模,。中國(guó)工程院院士倪光南在會(huì)上表示:“RISC-V為全球芯片領(lǐng)域打破壟斷,降低芯片開(kāi)發(fā)門(mén)檻,,促進(jìn)芯片人才培養(yǎng),,推進(jìn)芯片業(yè)創(chuàng)新,開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新局面,,也為中國(guó)芯片業(yè)發(fā)展提供了新機(jī)遇,。開(kāi)源RISC-V自發(fā)布以來(lái),已經(jīng)有越來(lái)越多的國(guó)家,、企業(yè),、高校、科研院所擁抱RISC-V架構(gòu),,成為推動(dòng)新一代信息技術(shù)發(fā)展的新引擎,。 ”
如今,RISC-V的生態(tài)正在茁壯成長(zhǎng),,主要展現(xiàn)在軟件生態(tài),、應(yīng)用生態(tài)和開(kāi)發(fā)者生態(tài)三個(gè)方面。
在軟件生態(tài)方面:現(xiàn)在中國(guó)產(chǎn)學(xué)研各界正在迅速推進(jìn)高性能RISC-V芯片研發(fā),,為此,,芯片設(shè)計(jì)需要與基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件全方位適配,經(jīng)過(guò)社區(qū)的共同努力,,目前RISC-V與國(guó)際主流的RTOS,、Linux,、安卓等操作系統(tǒng)有了良好的適配,在中國(guó),,各家操作系統(tǒng)廠(chǎng)商也都在全力支持,。
在應(yīng)用生態(tài)方面: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,。RISC-V不僅可以在工業(yè)控制,、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等對(duì)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。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域被認(rèn)為是未來(lái)芯片的巨大市場(chǎng),,據(jù)估計(jì),,一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)就可能要用上百顆CPU,目前中國(guó)該領(lǐng)域主要產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正在積極推進(jìn)基于RISC-V的解決方案,。隨著服務(wù)器和超算,、AI訓(xùn)練和推斷、包括ChatGPT之類(lèi)應(yīng)用的發(fā)展,,對(duì)強(qiáng)大算力的需求越來(lái)越迫切,,鑒于RISC-V具有模塊化、可擴(kuò)展,、易定制的優(yōu)勢(shì),,以及不受壟斷制約、供應(yīng)鏈安全容易保障的優(yōu)勢(shì),,中國(guó)有關(guān)廠(chǎng)商正在全力推進(jìn)提供強(qiáng)大算力的RISC-V方案,。
“可以毫不夸張地說(shuō),今天RISC-V是中國(guó)CPU領(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu),,中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)和整個(gè)芯片生態(tài)將會(huì)越來(lái)越多地聚焦于RISC-V架構(gòu),,中國(guó)的巨大市場(chǎng)將成為支撐RISC-V的重要基地?!蹦吖饽媳硎?。
在開(kāi)發(fā)者生態(tài)方面:中國(guó)已經(jīng)有數(shù)百家企業(yè)加入RISC-V國(guó)際基金會(huì),在RVI的組織下,,RVI中國(guó)成員在RISC-V社區(qū)中作出了巨大的貢獻(xiàn),,推動(dòng)著RISC-V生態(tài)的發(fā)展。此外,,中國(guó)許多大學(xué)已為研究生和本科學(xué)生開(kāi)設(shè)了RISC-V課程,,大力開(kāi)展RISC-V人才培養(yǎng),,積極參與RISC-V基礎(chǔ)軟件開(kāi)源社區(qū),,參與許多RISC-V設(shè)計(jì)和應(yīng)用項(xiàng)目。
RISC-V已跑出新賽道
平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠(圖源:平頭哥)
“回想七年前首次參與RISC-V交流討論會(huì)議,當(dāng)時(shí)更多是學(xué)術(shù)討論,,而今現(xiàn)在已經(jīng)從學(xué)術(shù)層面走向了產(chǎn)品,、商業(yè)”。平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠總結(jié)道,,“RISC-V勢(shì)頭已經(jīng)非常清晰了,,賽道已經(jīng)慢慢跑出來(lái)了?!?/p>
孟建熠認(rèn)為,,“生態(tài)”包括兩層含義:
第一,在RISC-V技術(shù)鏈條上有很多從事著不同工作的人,,有做芯片,、CPU、工具,、基礎(chǔ)軟件,、應(yīng)用的,開(kāi)放來(lái)做才能讓大家看到更多技術(shù)上存在的問(wèn)題,,進(jìn)而快速迭代,。
第二,RISC-V也需要與現(xiàn)有已經(jīng)存在的生態(tài)連接在一起,,如GNU,、Android、Linux等各種開(kāi)源生態(tài),,還有如Intel生態(tài),、統(tǒng)信、openKylin,、有道,、海爾等一些公司自己主導(dǎo)的生態(tài)。
RISC-V基金會(huì)預(yù)測(cè),,到2025年采用RISC-V架構(gòu)的處理器將突破800億顆,,在IoT領(lǐng)域,2025年RISC-V的市場(chǎng)占有率將達(dá)到28%,。而在RISC-V最有機(jī)會(huì)發(fā)力的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域,,RISC-V的市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率將超過(guò)70%,2027年左右將會(huì)有250億設(shè)備在生態(tài)中,。
RISC-V在全球的格局
全球協(xié)同的技術(shù)演進(jìn)正在持續(xù)加速(圖源:ChinaAET)
孟建熠指出,,北美依然是RISC-V創(chuàng)新高地,從處理器IP到軟件,,到data center都在全面探索,;歐洲的很多老牌公司都在逐步從原有架構(gòu)轉(zhuǎn)到RISC-V架構(gòu),;亞洲的發(fā)展速度非常快,,以晶心科技,、StarFive、香山,、芯來(lái)和平頭哥為代表的的公司都在努力推動(dòng)處理器的發(fā)展,,大部分芯片公司也正在考慮如何使用RISC-V開(kāi)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是全球協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn),,作為架構(gòu)要把如何工作、如何運(yùn)行,、如何標(biāo)準(zhǔn)化的原理告訴大家,,不是通過(guò)產(chǎn)品,而是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)前標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù),,今天國(guó)內(nèi)已經(jīng)有機(jī)會(huì)去參與了,。
標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展非常快,,所有的RISC-V處理器會(huì)在架構(gòu)兼容性上有些要求,,但在標(biāo)準(zhǔn)化的長(zhǎng)期維護(hù)下非常不容易,有很多工程師參加到基金會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制定中,,拿下標(biāo)準(zhǔn)難度非常大,。日前,平頭哥已經(jīng)拿到了第一張架構(gòu)兼容性測(cè)試證書(shū),。
平頭哥獲得全球首張架構(gòu)兼容性證書(shū)(圖源:平頭哥)
平頭哥全力推動(dòng)RISC-V生態(tài)發(fā)展
平頭哥從2018年開(kāi)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。從2019年到2023年,,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。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,,已推出3大系列8款RISC-V處理器,,覆蓋高性能、高能效,、實(shí)時(shí)可靠等場(chǎng)景需求,,是RISC-V量產(chǎn)芯片采用最廣泛的處理器。
孟建熠透露,,平頭哥還瞄準(zhǔn)更多領(lǐng)域,,在A(yíng)I推理計(jì)算,、工業(yè)、5G計(jì)算,、服務(wù)器周邊布局了更多芯片,近期將逐步推出,。
平頭哥始終保持每年推出一款新產(chǎn)品的節(jié)奏,,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,,能效和標(biāo)準(zhǔn)兼容性都非常好,。
如今,平頭哥擁有面向計(jì)算增強(qiáng)的C系列,、面向成本功耗優(yōu)化的E系列和面向可靠性實(shí)時(shí)性的R系列,,可以在這三個(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,。
技術(shù)軟件方面,通過(guò)與國(guó)內(nèi)創(chuàng)新型公司的合作,,平頭哥還推出了玄鐵開(kāi)發(fā)工具三劍客(基礎(chǔ)軟件三件套)——編譯器TAC,、編譯環(huán)境CDK、部署工具集HHB,,大大提升RISC-V開(kāi)發(fā)環(huán)境及工具棧效率,。編譯器過(guò)去一年性能提升了20%左右;編譯環(huán)境CDK集成了全新的Language Server,;部署工具集HHB是AI部署工具,,新增了混合量化功能,新增Transformer網(wǎng)絡(luò)支持,。
安全是RISC-V有機(jī)會(huì)走在架構(gòu)領(lǐng)先道路上的重要因素,,平頭哥過(guò)去一年已經(jīng)把安全標(biāo)準(zhǔn)具體落實(shí)到應(yīng)用和產(chǎn)品中。2022年4月份發(fā)布的是基于虛擬化隔離的TEE安全技術(shù),,兼容了Global. platform的標(biāo)準(zhǔn),;2023年完成了基于多個(gè)物理核隔離的TEE安全技術(shù),現(xiàn)在得到了應(yīng)用,,在金融類(lèi)應(yīng)用產(chǎn)品場(chǎng)景已經(jīng)在芯片內(nèi)置,,已經(jīng)在使用中。
RISC-V生態(tài)的蓬勃發(fā)展,,呼喚指令集標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,,中國(guó)企業(yè)在推動(dòng)RISC-V國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。RISC-V國(guó)際基金會(huì)CEO Calista Redmond會(huì)上介紹,,基金會(huì)22位高級(jí)會(huì)員中有12名來(lái)自中國(guó),。在國(guó)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,,是公認(rèn)的投入力量最大的中國(guó)機(jī)構(gòu),。平頭哥也已經(jīng)拿到了全球首張架構(gòu)兼容性測(cè)試證書(shū)。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。
同時(shí)孟建熠也表示,,平頭哥會(huì)持續(xù)把Vector0.7在性能穩(wěn)定性上維護(hù)做得足夠到位,。
AI方面,只有Vector遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,,還有面向新的人工智能計(jì)算的Matrix,,在基金會(huì)還沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn),但是平頭哥已經(jīng)做完了,,現(xiàn)在把工具,、model、編譯器都已經(jīng)開(kāi)放在GitHub上了,。
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,。平頭哥已基本完成國(guó)際及國(guó)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(kāi)系統(tǒng)、RTT等操作系統(tǒng),。
谷歌安卓工程總監(jiān)Lars Bergstrom會(huì)上表示,,他見(jiàn)過(guò)的第一個(gè)讓安卓系統(tǒng)真正在RISC-V硬件上跑通的工作來(lái)自平頭哥,亞太地區(qū)的貢獻(xiàn)有力推動(dòng)了開(kāi)源項(xiàng)目的發(fā)展,。
龍蜥操作系統(tǒng)適配與優(yōu)化(圖源:ChinaAET)
龍蜥擁有300萬(wàn)裝機(jī)量,,有300多家合作伙伴,是由阿里云主導(dǎo)的服務(wù)器端操作系統(tǒng),,平頭哥在去年完成了跟龍蜥操作系統(tǒng)的適配,,得到了新增3500多個(gè)基礎(chǔ)軟件對(duì)架構(gòu)的支持。
統(tǒng)信操作系統(tǒng)適配與優(yōu)化(圖源:ChinaAET)
桌面操作系統(tǒng)統(tǒng)信方面,從2022年7月開(kāi)始,,平頭哥完成了6500多個(gè)應(yīng)用軟件包的適配和移植,,也完成了DDE桌面、Firefox,、Node.JS,、OpenJDK、LibreOffice等桌面軟件的應(yīng)用,,得到了操作系統(tǒng),、基礎(chǔ)軟件、第三方庫(kù)的支持,。
openKylin操作系統(tǒng)適配與優(yōu)化(圖源:ChinaAET)
openKylin是國(guó)內(nèi)最大桌面操作系統(tǒng)的供應(yīng)商,,涵蓋桌面到數(shù)據(jù)中心,,有76萬(wàn)用戶(hù),,平頭哥與openKylin進(jìn)行了深度適配,重點(diǎn)在圖形化上做優(yōu)化,,openKylin上所有開(kāi)源軟件包都已經(jīng)完全適配好了,。
與釘釘?shù)暮献鳎▓D源:ChinaAET)
基于適配的openKylin操作系統(tǒng),RISC-V首次跑通大規(guī)模商用IM(即時(shí)通訊)工具釘釘,。釘釘發(fā)出了第一個(gè)的“Hello RISC-V”的消息,,標(biāo)志著從RISC-V到操作系統(tǒng),再到應(yīng)用軟件,,真正具備了交互的能力,。
此外,創(chuàng)維酷開(kāi)在RISC-V架構(gòu)上運(yùn)行業(yè)界首個(gè)電視端WebOS,,讓億級(jí)規(guī)模的智能終端有了新選擇,;網(wǎng)易有道與平頭哥的緊密合作,讓技術(shù)創(chuàng)新突破了軟硬件的壁壘,,在詞典筆等智能硬件上開(kāi)墾出新的融合生態(tài),;海爾與平頭哥在智能家電領(lǐng)域探索RISC-V應(yīng)用落地。
在玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)上,,阿里巴巴平頭哥公布了生態(tài)計(jì)劃,。面向芯片開(kāi)放社區(qū)的15萬(wàn)開(kāi)發(fā)者,平頭哥首度推出在線(xiàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)“RISC-V學(xué)院計(jì)劃”,,鼓勵(lì)參與全球RVFA認(rèn)證,。針對(duì)行業(yè)伙伴,平頭哥推出“玄鐵優(yōu)選芯片”計(jì)劃,,推動(dòng)生態(tài)芯片落地,;同時(shí)設(shè)置“玄鐵優(yōu)選伙伴”,首批授予給全志科技,、愛(ài)普特,、算能,、博流智能、清微智能,、云知聲,、匠芯創(chuàng)、AFP物聯(lián)等8家公司,,肯定他們對(duì)RISC-V生態(tài)作出的突出貢獻(xiàn),。
“開(kāi)源開(kāi)放是RISC-V生態(tài)建設(shè)的核心,阿里平頭哥也將繼續(xù)連接生態(tài)內(nèi)的開(kāi)發(fā)者和不同伙伴,,推進(jìn)RISC-V生態(tài)與更廣泛的生態(tài)體系融合,,與各界共享普惠算力技術(shù)的紅利,持續(xù)貢獻(xiàn)開(kāi)放生態(tài)及社區(qū),?!泵辖诳偨Y(jié)道,“RISC-V就像日出的太陽(yáng),,盡管還溫潤(rùn)如玉,,但已經(jīng)初步照亮了東方,我們也看到了一些賽道,,我們一起等待他驕陽(yáng)似火的那天,。”
RISC-V之父,、圖靈獎(jiǎng)得主David Patterson見(jiàn)證了RISC-V生態(tài)的蓬勃發(fā)展,,他在會(huì)上表示:“我認(rèn)為,3到5年后,,RISC-V將無(wú)處不在,!”
如果說(shuō) x86 處理器芯片極大地推進(jìn)了 PC 和服務(wù)器的普及和繁榮,ARM商用處理器架構(gòu)授權(quán)+IP 授權(quán)奠定了嵌入式和移動(dòng)手持設(shè)備井噴的基礎(chǔ),,隨著萬(wàn)物互聯(lián)的智能時(shí)代來(lái)臨,,開(kāi)放、簡(jiǎn)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),。而中國(guó)也將有機(jī)會(huì)在這一浪潮中打破一直以來(lái)在處理器發(fā)展中的被動(dòng)地位,,推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展繁榮。