近年來,RISC-V架構(gòu)作為一種開源CPU架構(gòu),在全球范圍內(nèi)迅速崛起,。信息化百人會學(xué)術(shù)委員,、中國工程院院士倪光南在《中國網(wǎng)信》2023年第4期撰文中指出，要發(fā)展RISC-V生態(tài),實(shí)現(xiàn)RISC-V躋身世界主流CPU行列,關(guān)鍵是要聚焦RISC-V發(fā)展中國芯片產(chǎn)業(yè),打好操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅(jiān)戰(zhàn),擁抱開源與世界協(xié)同創(chuàng)新,并發(fā)揮中國超大規(guī)模市場和龐大技術(shù)人才優(yōu)勢,。只有構(gòu)建起完善的RISC-V生態(tài),RISC-V才能成為影響世界的CPU架構(gòu)。

過去二三十年,，世界主流CPU（即在世界市場上占據(jù)主要份額的CPU）一直被x86和ARM兩種架構(gòu)所壟斷。其中,，x86架構(gòu)（或稱Intel架構(gòu)）是1978年由英特爾（Intel）公司推出,，以產(chǎn)品方式推廣，是PC時(shí)代的產(chǎn)物,；ARM架構(gòu)是1990年由安謀（ARM）公司推出,，以授權(quán)方式推廣，是移動時(shí)代的產(chǎn)物,。與此相應(yīng),，桌面和移動終端領(lǐng)域也大多分別被微軟的視窗（Windows）和谷歌的安卓（Android）兩種操作系統(tǒng)所壟斷。這樣,，在現(xiàn)代IT領(lǐng)域就出現(xiàn)了“Wintel”（Windows+Intel）和“AA”（Android+ARM）兩大生態(tài)的壟斷,。

　　鑒于在一個(gè)生態(tài)中，無數(shù)軟硬件彼此依賴,、互相支持,，以致打破生態(tài)壟斷極為困難。這也是長期以來,，中國在主流CPU及其生態(tài)領(lǐng)域處于被動跟隨狀態(tài),、不能從根本上解決“卡脖子”問題的根源。

　　近年來,，開源RISC-V架構(gòu)在世界范圍內(nèi)迅速崛起,。我國業(yè)界普遍認(rèn)為，應(yīng)聚焦開源RISC-V發(fā)展主流CPU,，這樣可使我國在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中掌握發(fā)展主動權(quán),，并全面融入國際科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。

　　開源RISC-V的基本生態(tài)

　　開源RISC-V是圖靈獎獲得者,、美國加州大學(xué)伯克利分校大衛(wèi)·帕特森教授的團(tuán)隊(duì)于2010年發(fā)布的,。RISC-V架構(gòu)采用開源模式，具有設(shè)計(jì)精簡,、易于移植,、可擴(kuò)展、模塊化,、可定制等特點(diǎn),，十分適合新一代信息技術(shù)領(lǐng)域“需求定義軟件,，軟件定義硬件”的定制化趨勢，而中國在這方面具備超大規(guī)模市場優(yōu)勢,，可以為RISC-V生態(tài)建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)支撐,。

　　經(jīng)驗(yàn)表明，一個(gè)芯片能否在市場上取得成功,，關(guān)鍵取決于其生態(tài),。今后RISC-V能否躋身于世界主流CPU行列，關(guān)鍵也取決于其生態(tài),。40年前,，英特爾公司的x86架構(gòu)依托“Wintel”生態(tài)發(fā)展壯大；十多年前,，安謀公司的ARM架構(gòu)依托“AA”生態(tài)發(fā)展壯大；今天,，RISC-V架構(gòu)也要依托其自身生態(tài)發(fā)展壯大,。我們可以把RISC-V生態(tài)用“RV++”表示,，描述為1+1+N：即一個(gè)架構(gòu),、一套操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件、N種應(yīng)用場景,。

　　簡言之,，“RV”就是“一個(gè)架構(gòu)”即RISC-V，代表開源指令集標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，它由RISC-V國際基金會（RVI）主持的RV開源社區(qū)進(jìn)行支撐,。該基金會在2019年由美國遷到瑞士，隨著RV開源社區(qū)的發(fā)展壯大,，RISC-V國際基金會成為推進(jìn)RISC-V生態(tài)發(fā)展的核心力量。

　　“RV++”中的第一個(gè)“+”代表“一套操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件”,。在上述的“Wintel”和“AA”生態(tài)中,，都只強(qiáng)調(diào)了操作系統(tǒng),，不過，今天計(jì)算機(jī)往往需要一整套以操作系統(tǒng)為核心的基礎(chǔ)軟件的支撐,，所以我們將“操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件”統(tǒng)稱為“基礎(chǔ)軟件”。由于RISC-V基礎(chǔ)軟件不能照搬x86或ARM的基礎(chǔ)軟件,，而需要重新按照RISC-V架構(gòu)定制開發(fā),，這就使中國軟件人員大有用武之地,，也為基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域的后來居上提供了新機(jī)遇,。相形之下，發(fā)達(dá)國家可享用x86和ARM的成熟生態(tài),，缺乏建設(shè)RISC-V生態(tài)的動力,。

　　“RV++”中的第二個(gè)“+”代表“N種應(yīng)用場景”，尤其是與新一代信息技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用場景,，例如AI,、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）,、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、元宇宙······這類場景量大面廣,、發(fā)展迅速,、定制化需求很強(qiáng),，特別適合采用RISC-V芯片。

　　發(fā)展RISC-V生態(tài)的關(guān)鍵因素

　　第一,，聚焦RISC-V架構(gòu)發(fā)展中國芯片產(chǎn)業(yè)。

　　近年來,，中國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步提升，2022年行業(yè)銷售額突破1.2萬億元,。據(jù)2022年海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球芯片銷售額為5735億美元,，這一年中國進(jìn)口集成電路5384億顆，進(jìn)口額為4156億美元,，約占全球芯片銷售額的70%,，顯示出中國的超大規(guī)模市場地位。

　　目前,，中國集成電路產(chǎn)業(yè)在芯片制造,、封裝測試等環(huán)節(jié)不僅存在嚴(yán)重“卡脖子”問題,，而且在芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),，特別是主流CPU架構(gòu)方面受制于人的問題也需加以強(qiáng)調(diào),。應(yīng)當(dāng)看到,，CPU架構(gòu)不僅直接影響芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),，實(shí)際上CPU架構(gòu)及其引領(lǐng)的整個(gè)生態(tài)對IT業(yè)都有重大影響。現(xiàn)在多種國產(chǎn)CPU架構(gòu)并存雖然反映了國產(chǎn)CPU的進(jìn)展,，但并非長久之計(jì)，也不能改變主流CPU被x86和ARM兩種架構(gòu)壟斷的局面,。如能聚焦于開源RISC-V發(fā)展主流CPU，既有助于集中資源,、降低內(nèi)耗,，也能打破x86和ARM兩種架構(gòu)的壟斷,，滿足構(gòu)建國內(nèi)國際雙循環(huán)新發(fā)展格局的需要,。

　　應(yīng)當(dāng)看到,，中國超大規(guī)模市場是推進(jìn)RISC-V生態(tài)建設(shè)的強(qiáng)大支撐,。例如,，目前在中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域，一些大企業(yè)聯(lián)盟正大力發(fā)展基于RISC-V的解決方案,。據(jù)估計(jì)，一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要使用數(shù)以百計(jì)的CPU模組,，所以這一領(lǐng)域未來將成為RISC-V生態(tài)的重要支撐,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，截至2022年底,，RISC-V芯片全球出貨量達(dá)到100億顆,，其中50%來自中國,。預(yù)計(jì)在不久的將來,，芯片領(lǐng)域?qū)⑿纬蓌86,、ARM、RISC-V三分天下的格局,，中國市場就是RISC-V的堅(jiān)強(qiáng)后盾,?？梢?，當(dāng)主流CPU被人控制時(shí),，中國超大規(guī)模市場只能為他人作嫁衣裳,，而一旦擁有了主流CPU的話語權(quán)，中國超大規(guī)模市場才能真正增強(qiáng)我國科技產(chǎn)業(yè)的競爭力,。

　　第二,，打好操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅(jiān)戰(zhàn),。

　　操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件在整個(gè)信息系統(tǒng)中起著基礎(chǔ)性、平臺性的作用,，是信息系統(tǒng)的核心部分，對保障信息安全有重大意義,。早期的教科書上,，只有系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件兩類,，后來陸續(xù)出現(xiàn)支撐軟件,、中間件等新的軟件類型,。今天,，基礎(chǔ)軟件這一概念已被人們廣泛認(rèn)可,，不過并沒有嚴(yán)格的定義,。一般說來,，基礎(chǔ)軟件可分為三種類型：一是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)作不可缺少的軟件,；二是支撐開發(fā)與運(yùn)行環(huán)境的軟件,；三是面向廣大領(lǐng)域的共性應(yīng)用軟件,。操作系統(tǒng)可以歸入基礎(chǔ)軟件一類中,，作為基礎(chǔ)軟件的核心。

　　如上所述,，一種CPU架構(gòu)的生存和發(fā)展在很大程度上依賴于生態(tài)系統(tǒng),，特別是依賴于需要大投入和長研發(fā)周期的基礎(chǔ)軟件,。如果說,，指令集架構(gòu)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件與軟件之間的分界線和交互規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),，也是基礎(chǔ)軟件生態(tài)的起始原點(diǎn)，那么,，基礎(chǔ)軟件介于CPU架構(gòu)和各種應(yīng)用軟件之間,，就是生態(tài)的“黏合劑”“催化劑”以及核心競爭力,。

　　從技術(shù)發(fā)展趨勢看,，自2020年之后,，RISC-V發(fā)展的優(yōu)先級從體系結(jié)構(gòu)驅(qū)動切換為軟件驅(qū)動。現(xiàn)在,，在世界范圍內(nèi)RISC-V基礎(chǔ)軟件的競爭已經(jīng)到來,。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，也是一個(gè)機(jī)遇,。參考x86和ARM的歷史,，x86生態(tài)成就了微軟和紅帽（Red Hat）,，ARM生態(tài)成就了蘋果和谷歌,，以此類推,，RISC-V生態(tài)也將為未來的軟件巨頭提供新的舞臺,。為此,，需要以全球視野謀劃和推動RISC-V基礎(chǔ)軟件發(fā)展,，搶占新的信息技術(shù)變革的制高點(diǎn)。

　　習(xí)近平總書記指出,，“要打好科技儀器設(shè)備,、操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅(jiān)戰(zhàn)”,。要遵照這一重要指示，發(fā)揮我國新型舉國體制優(yōu)勢,，集中資源,，攻堅(jiān)克難，打好操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅(jiān)戰(zhàn),，徹底改變在該領(lǐng)域受制于人的“卡脖子”問題，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,。

　　2022年11月9日,，2022年世界互聯(lián)網(wǎng)大會烏鎮(zhèn)峰會在浙江烏鎮(zhèn)舉行,，15項(xiàng)世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果在活動期間發(fā)布,。圖為歐拉開源操作系統(tǒng)（openEuler）在烏鎮(zhèn)展示,，該操作系統(tǒng)以Linux穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)核為基礎(chǔ),，支持x86、ARM,、RISC-V,、LoongArch、SW64,、Power六大處理器架構(gòu)。

　　第三,，擁抱開源,，與世界協(xié)同創(chuàng)新,。

　　當(dāng)前,，開源作為一種發(fā)展模式,、創(chuàng)新模式,，已經(jīng)成為推動當(dāng)代世界信息技術(shù)、軟件技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動力,。國際上,，開源技術(shù)生態(tài)體系已經(jīng)形成，并發(fā)展成為軟件業(yè)主流,，有人甚至表示“開源正在吞噬軟件”,。2020年新思科技（Synopsys）公司審計(jì)了1252個(gè)應(yīng)用程序，其中99%包含開源軟件,，總體來說有70%的代碼是由開源代碼組成的,。2022年的數(shù)據(jù)顯示，全球80%的新軟件由開源組建,，98%以上企業(yè)使用開源軟件,。實(shí)踐表明，開源社區(qū)通過大眾協(xié)同,、開放共享，不斷持續(xù)更新迭代,，展現(xiàn)出驚人的開源創(chuàng)新能力。今天,，開源作為世界上一種通行的創(chuàng)新模式,，顯示出規(guī)?；⑸鷳B(tài)化,、平民化,、全球化的優(yōu)勢。

　　現(xiàn)在,，開源模式的成功正逐漸從開源軟件走向硬件,。

　　RISC-V采取開源模式，采用的是寬松的BSD（Berkeley Software Distribution）許可證。眾所周知,，BSD開源許可證（協(xié)議）是一個(gè)給予使用者很大自由的協(xié)議,，基本上使用者可以自由地使用、修改源代碼,，也可以將修改后的代碼作為開源或者專有軟件再發(fā)布,。這種許可證有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,。RISC-V發(fā)布至今，RISC-V國際基金會會員增長率超過130%,，已有超過3000家會員單位,，得到世界芯片業(yè)的普遍認(rèn)可。

　　當(dāng)前,，開源為我們?nèi)谌肴蚩萍紕?chuàng)新網(wǎng)絡(luò),、參與科技創(chuàng)新治理提供了可能性。現(xiàn)在,，中國已經(jīng)是開源大國,，2021年，在全球最大的開源社區(qū)GitHub的7300萬累計(jì)開發(fā)者中,，中國開發(fā)者達(dá)755萬,，位居全球第二,，預(yù)計(jì)2030年左右將超過美國,。Linux是目前主流的開源軟件，也是世界上使用非常普遍的操作系統(tǒng),。

　　正是在Linux新發(fā)布版本5.10和6.10中,，華為的內(nèi)核貢獻(xiàn)量位居第一，這表明中國開源工作者正在從開源的使用者向參與者,、貢獻(xiàn)者的方向發(fā)展,。相信未來中國一定會發(fā)展成為開源強(qiáng)國。

　　在當(dāng)前形勢下,，要高度重視產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全問題,，開源RISC-V也不例外。這方面,，我國部分單位正在啟動增強(qiáng)開源軟件供應(yīng)鏈安全的相應(yīng)計(jì)劃,，旨在消除開源軟件存在的質(zhì)量、來源和持續(xù)供應(yīng)等風(fēng)險(xiǎn)隱患,。今后,，有必要將開源軟件供應(yīng)鏈安全理念進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)RISC-V軟硬件產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，保障RISC-V生態(tài)的高質(zhì)量發(fā)展,。

　　第四,，發(fā)揮中國擁有世界最多工程師的優(yōu)勢,。

　　開源的發(fā)展離不開開源人才。在推進(jìn)開源RISC-V架構(gòu),、發(fā)展開源RISC-V基礎(chǔ)軟件,、構(gòu)建RISC-V生態(tài)的同時(shí)，可以帶動中國開源事業(yè)的發(fā)展,，引導(dǎo)中國科技研發(fā)人才成為開源世界的重要參與者和積極貢獻(xiàn)者,。

　　中國是全世界大學(xué)生畢業(yè)人數(shù)最多的國家，據(jù)統(tǒng)計(jì),，2022年中國高等院校畢業(yè)生數(shù)量已達(dá)1076萬人,。中國科技研發(fā)人才結(jié)構(gòu)為金字塔結(jié)構(gòu)——以龐大的技術(shù)本科、碩士,、博士畢業(yè)生為基礎(chǔ),，以具有國內(nèi)外高學(xué)歷教育背景和成熟專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)人員為塔尖。中國科技研發(fā)人才正在成為全球高科技研發(fā)體系中的重要組成部分,，這一龐大的技術(shù)隊(duì)伍如果能與開源模式相結(jié)合,，就能使中國科技研發(fā)人才數(shù)量優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。

　　據(jù)了解,，中國目前有很多高校已經(jīng)開展或計(jì)劃開展開源課程培訓(xùn),，但還沒有形成規(guī)模、制度,。為此,，建議在高校系統(tǒng)推進(jìn)開源教育：要從全球視野謀劃開源人才培養(yǎng)方式，激活國家創(chuàng)新動力,；要統(tǒng)籌規(guī)劃建立完善的產(chǎn)學(xué)研一體化開源人才培養(yǎng)體系,，培養(yǎng)更多的大學(xué)生開發(fā)者參與到開源社區(qū)建設(shè)當(dāng)中；要針對國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)需求,，進(jìn)行針對性開源人才培養(yǎng),，以支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和國家發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

　　總之,，擁抱開源,、發(fā)展開源，有助于在國際技術(shù)競爭中實(shí)現(xiàn)“你中有我,，我中有你”的格局,，免除或緩解遏制、禁運(yùn),、停服,、斷供、“脫鉤”等風(fēng)險(xiǎn)；鑒于科學(xué)技術(shù)具有世界性和時(shí)代性的特點(diǎn),，開源也是中國融入國際科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),、參與國際科技治理的有效途徑；從實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的國家戰(zhàn)略考量,，開源有助于創(chuàng)新的產(chǎn)生和傳播,，有助于創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)化；開源還能比較客觀地反映勞動和創(chuàng)新的價(jià)值,，隨著投入不斷加大,，貢獻(xiàn)增加到一定程度，國際話語權(quán)也會進(jìn)一步提升,，這對于作為后來者的中國是有利的,。

　　綜上所述，我們要聚焦RISC-V發(fā)展中國芯片產(chǎn)業(yè),，大力推進(jìn)RISC-V生態(tài)建設(shè),，打好操作系統(tǒng)和基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化攻堅(jiān)戰(zhàn)，充分發(fā)揮中國超大規(guī)模市場,、人才優(yōu)勢,，大力推進(jìn)RISC-V生態(tài)建設(shè)，使RISC-V躋身世界主流CPU之列,。中國科技工作者要與世界同行協(xié)同創(chuàng)新,，反對壟斷、反對遏制,，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國智慧,、中國方案、中國力量,。

　　來源：《中國網(wǎng)信》2023年第4期