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觀望,、試水,、踩坑后,,RISC-V站上了進(jìn)入黃金時(shí)代的跳板

2023-06-14
作者: 包永剛
來(lái)源:雷峰網(wǎng)
關(guān)鍵詞: RISC-V 平頭哥

  原文作者:包永剛 

  本文來(lái)源:雷峰網(wǎng)

  原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/NQ2sAt2JhKbD40w15oceeA


  “選擇開(kāi)源是不是意味著我們就放棄了完全自研,?到底要不要選擇RISC-V的技術(shù)路線,?”

  2018年阿里平頭哥的一次內(nèi)部議上,,十多位負(fù)責(zé)人激烈討論,,支持者和反對(duì)者各抒己見(jiàn)。

  經(jīng)過(guò)多次討論,,十多位高層最終全部舉手同意平頭哥選擇RISC-V的技術(shù)路線,。

  這個(gè)決定下得并不容易。

  在這一年,,RISC-V在許多人眼中還只是極客敝帚自珍的“玩具”,,大部分人還看不到RISC-V光明的前景。

  親歷這場(chǎng)會(huì)議的平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠回憶到,,當(dāng)年舉手通過(guò)這場(chǎng)“冒險(xiǎn)”的十幾位負(fù)責(zé)人在當(dāng)時(shí)就已看清楚非常重要的一點(diǎn):把RISC-V當(dāng)作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),,依舊可以在其之上發(fā)展自己的技術(shù)。

  可喜的是,,這顆五年前的種子,,終于在2023年春天首屆玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)上的結(jié)出了象征階段性勝利的果實(shí)。

  這個(gè)階段性的勝利不只有技術(shù)和產(chǎn)品性能的提升,,有同樣熱愛(ài)開(kāi)源技術(shù)的人和公司同向而行,,還有一批半導(dǎo)體同行從Arm陣營(yíng)轉(zhuǎn)向RISC-V陣營(yíng)。

  平頭哥RISC-V狂飆5年,,帶領(lǐng)中國(guó)RISC-V生態(tài)飛速發(fā)展,,也推動(dòng)著全球RISC-V的向前發(fā)展。

  正如中國(guó)工程院院士倪光南在玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)上所說(shuō),,“今天RISC-V是中國(guó)CPU領(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu),,成為推動(dòng)新一代信息技術(shù)發(fā)展的新引擎?!?/p>

  但羅馬不是一日建成,,如今中國(guó)RISC-V生態(tài)初具規(guī)模,以及平頭哥在RISC-V領(lǐng)域的成就,,還要從2015年說(shuō)起,。

  01

  激烈爭(zhēng)辯選不選RISC-V

  2015年,是互聯(lián)網(wǎng)公司造芯潮的肇始,,這一年阿里開(kāi)始與當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)唯一擁有自主嵌入式CPU IP 核的中天微合作研發(fā)云芯片架構(gòu)。

  2015年,,也是中國(guó)開(kāi)源愛(ài)好者發(fā)現(xiàn)RISC-V寶藏的時(shí)點(diǎn),。孟建熠此時(shí)對(duì)RISC-V已有所耳聞,,一年后首次近距離接觸。

  “2016年RISC-V在中國(guó)的第一次峰會(huì),,在上海舉辦,,參會(huì)時(shí)我就覺(jué)得RISC-V有很強(qiáng)的生命力,因?yàn)橐粋€(gè)新生的架構(gòu),,就能吸引五六百人來(lái)參加,,這對(duì)于一個(gè)芯片架構(gòu)來(lái)說(shuō)已經(jīng)是非常多人了?!泵辖谡f(shuō),。

  那時(shí),孟建熠已經(jīng)是有十多年CPU經(jīng)驗(yàn)的芯片老兵,,RISC-V在中國(guó)的第一次峰會(huì)讓他印象深刻,,但他為RISC-V貢獻(xiàn)力量,還是在2018年,。

  2018年,,不斷深耕芯片領(lǐng)域的阿里全資收購(gòu)了孟建熠所在的中天微。同年的9月,,達(dá)摩院芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)與中天微團(tuán)隊(duì)合并成立平頭哥,,新團(tuán)隊(duì)延續(xù)了阿里巴巴的普惠使命。

  平頭哥為阿里云數(shù)據(jù)中心研發(fā)大芯片,,比如含光800,,倚天710,在云端提供普惠算力,,是很多人關(guān)注的焦點(diǎn),。但容易被人忽略的是平頭哥前瞻性布局RISC-V,對(duì)邊緣AIoT普惠算力所做的努力和取得的成果,。

  2018年時(shí),,RISC-V在中國(guó)才剛開(kāi)始從技術(shù)愛(ài)好者群體進(jìn)入大眾群體,大部份人看RISC-V就像霧里看花,。此時(shí)對(duì)于一家公司而言,,要選擇一個(gè)新興的指令集,挑戰(zhàn)有多大機(jī)遇就有多大,。

  但對(duì)于平頭哥團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),,還有一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是自我定位。中天微自研的C-Sky體系耕耘多年,,已經(jīng)獲得了客戶的認(rèn)可,,選擇RISC-V會(huì)不會(huì)讓這一形象褪色?多位高管一度投出反對(duì)票,。

  “我最初也很矛盾,,沒(méi)有想明白到底應(yīng)該以什么樣的姿態(tài)去做新產(chǎn)品,。”孟建熠說(shuō),。

  多番激烈討論后,,大家在同一個(gè)基點(diǎn)上達(dá)成統(tǒng)一:RISC-V指令集是個(gè)標(biāo)準(zhǔn),就像USB標(biāo)準(zhǔn)和5G標(biāo)準(zhǔn)一樣,,不會(huì)因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放和統(tǒng)一,,就讓自身喪失技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

  孟建熠說(shuō),,“我們也同時(shí)看到,,越是底層的技術(shù),越需要用開(kāi)源的方式做,?!?/p>

  技術(shù)方向雖然定了,但RISC-V的能力到底如何平頭哥的團(tuán)隊(duì)心里依舊沒(méi)底,,于是,,他們想盡快驗(yàn)證RISC-V的能力。

  02

  經(jīng)歷觀望,、試水,、踩坑,

  RISC-V成了首選

  得益于中天微在CPU領(lǐng)域的技術(shù)積累,,平頭哥的團(tuán)隊(duì)在2018年只花了三個(gè)月的時(shí)間就設(shè)計(jì)出一款基于RISC-V指令集的輕量級(jí)處理器玄鐵902,,這款產(chǎn)品證明RISC-V可以做出滿足成本非常有限場(chǎng)景的產(chǎn)品,兼顧性能和極低功耗需求,。

  為了探索RISC-V的高性能邊界,,1年后,平頭哥又研發(fā)了玄鐵910,。這款產(chǎn)品打破RISC-V性能天花板,,讓基于RISC-V架構(gòu)的高性能芯片成為可能,但這還不夠,。

  孟建熠觀察到,,市場(chǎng)是豐富的,單靠一款產(chǎn)品,,難以滿足所有客戶的需求,。此后的5年,平頭哥陸續(xù)推出玄鐵RISC-V系列處理器,,已擁有從低功耗,、低成本到高性能、高能效的C、E,、R系列的8款RISC-V處理器產(chǎn)品家族,,廣泛應(yīng)用于邊緣計(jì)算、無(wú)線通訊,、工業(yè)控制、通用MCU等30多個(gè)領(lǐng)域及應(yīng)用場(chǎng)景,。

  在這個(gè)過(guò)程中,,平頭哥吸引了眾多公司加入了RISC-V生態(tài),有同樣使用RISC-V設(shè)計(jì)芯片的嘉楠科技,,也有從Arm起步轉(zhuǎn)向RISC-V的云知聲,,還有用玄鐵910設(shè)計(jì)云端CPU的算能,每一家公司與平頭哥合作的背后,,都是RISC-V生態(tài)發(fā)展的縮影,。

  嘉楠科技用RISC-V設(shè)計(jì)AI芯片比平頭哥早兩年,“我們團(tuán)隊(duì)極客比較多,,覺(jué)得RISC-V比較有希望,,就定下來(lái)了?!奔伍萍紕?chuàng)始人,、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官?gòu)堥s說(shuō)他們選擇RISC-V沒(méi)有猶豫。

  嘉楠科技看中RISC-V可定制,,以及可以省不少RISC-V IP授權(quán)費(fèi)的優(yōu)勢(shì),,但他們很快就發(fā)現(xiàn)了率先使用RISC-V設(shè)計(jì)芯片的問(wèn)題。

  “剛開(kāi)始使用RISC-V雖然省去不少IP授權(quán)費(fèi),,但坑比較多,,比較大的Bug還好,有時(shí)候遇到芯片已經(jīng)流片回來(lái),,出現(xiàn)隨機(jī)錯(cuò)誤就只能用編譯器解決,,甚至要砍掉一些特性。當(dāng)然,,這對(duì)于任何一款復(fù)雜的芯片或系統(tǒng)都難以避免,。”兩年多前張楠賡對(duì)雷峰網(wǎng)說(shuō),。

  嘉楠科技副總裁湯煒偉給團(tuán)隊(duì)建議,,“我們還是應(yīng)該找一個(gè)產(chǎn)品和生態(tài)做的相對(duì)成熟的RISC-V產(chǎn)品。這樣能省去不少的團(tuán)隊(duì)投入,?!?/p>

  于是,比平頭哥更早開(kāi)始做RISC-V的嘉楠科技也選擇與平頭哥合作,,采用玄鐵IP開(kāi)發(fā)產(chǎn)品,,在玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)上,,嘉楠科技推出全球首款支持RISC-V Vector1.0標(biāo)準(zhǔn)的商用量產(chǎn)芯片K230,平頭哥和嘉楠科技共同推動(dòng)RISC-V擴(kuò)展邊界,。

  “我們與平頭哥合作的過(guò)程中還是會(huì)遇到問(wèn)題,,但平頭哥的技術(shù)和支持都比較給力,遇到問(wèn)題幾天就排查處理完了,?!睖珶槀?duì)平頭哥的產(chǎn)品和服務(wù)都滿意。

  同樣最初就相信開(kāi)源力量的算能,,也在和平頭哥一起突破RISC-V產(chǎn)品和生態(tài)的邊界,。

  “我職業(yè)生涯的早期時(shí)做Linux,就有一個(gè)非常深刻的印象,,當(dāng)一個(gè)開(kāi)放的,、底層的技術(shù)架構(gòu)取得了共識(shí),它就會(huì)成為不可逆的趨勢(shì),?!彼隳芨呒?jí)副總裁王雷說(shuō),“我們選擇RISC-V的初衷是它有可定制和進(jìn)一步優(yōu)化的空間,。有了選擇RISC-V的想法,,我們也調(diào)研了當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上RISC-V IP的可選項(xiàng),從產(chǎn)品成熟度,、技術(shù),、競(jìng)爭(zhēng)力多維度評(píng)估,最終選擇了平頭哥,,到今天我依舊認(rèn)為兩年前的選擇是我們的最佳選擇,。”

  即便平頭哥在各個(gè)維度都在業(yè)界領(lǐng)先,,但也繞不開(kāi)RISC-V整個(gè)生態(tài)依舊不夠成熟的事實(shí),,雙方采取了小步快走的探索策略。

  “最初,,我們只敢在在低端設(shè)備上使用RISC-V,,擔(dān)心客戶對(duì)RISC-V的生態(tài)以及產(chǎn)品成熟度有擔(dān)憂。現(xiàn)在看來(lái),,RISC-V生態(tài)的發(fā)展遠(yuǎn)超出了我的預(yù)期,。”王雷說(shuō),,“我們推出了64核RISC-V服務(wù)器芯片,,與平頭哥的合作從嵌入式芯片量產(chǎn),走向云端芯片的全面探索?!?/p>

  和那些義無(wú)反顧的開(kāi)源信徒不同,,最初使用Arm架構(gòu)的云知聲,在擁抱RISC-V之前有過(guò)猶疑,。

  “2018年我們做了一款芯片是基于Arm架構(gòu),,2019年下年半,用平頭哥RISC-V IP設(shè)計(jì)芯片最初的想法是省錢,,這個(gè)嘗試讓我們發(fā)現(xiàn)RISC-V也不差,。”云知聲智能科技股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人李霄寒說(shuō),,“最初我們對(duì)RISC-V也是觀望的態(tài)度,不想在選擇芯片技術(shù)路線上為自己增加不確定性,,但隨著RISC-V產(chǎn)品和生態(tài)的發(fā)展,,我們最終還是選擇和平頭哥合作?!?/p>

  回顧這個(gè)歷程,,李蕭寒認(rèn)為選擇RISC-V有兩個(gè)主要原因,一方面是發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的合作伙伴使用RISC-V和平頭哥的IP,,另一方面是算法的適配和兼容,,平頭哥的IP的兼容性和延續(xù)性都特別好,這樣我們?cè)谝豢钚酒蠈⑺惴▋?yōu)化到極致之后,,到第二款芯片時(shí)工作量就會(huì)少很多,。

  云知聲就是這樣被RISC-V的省錢吸引,最終發(fā)現(xiàn)RISC-V產(chǎn)品力和生態(tài)更大的吸引力,。

  正是這些一個(gè)個(gè)公司和開(kāi)發(fā)者的支持,,才有了過(guò)去5年間RISC-V的飛速發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程中,,平頭哥玄鐵處理器也已成為國(guó)內(nèi)RISC-V領(lǐng)域影響力和市場(chǎng)占有率最大的處理器產(chǎn)品系列,。

  “很多時(shí)候芯片做出來(lái),只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步,?!边@是孟建熠常說(shuō)的一句話,這么多年芯片行業(yè)的經(jīng)驗(yàn),,他深知生態(tài)建設(shè)的重要性,。

  03

  從簡(jiǎn)單的熱愛(ài)到商業(yè)化,

  從生態(tài)建設(shè)1.0到2.0

  “生態(tài)建設(shè)1.0階段,,是圍繞CPU,、芯片、開(kāi)發(fā)工具、基礎(chǔ)軟件,、應(yīng)用等單一軟硬件技術(shù)棧進(jìn)行的技術(shù)創(chuàng)新,,平頭哥通過(guò)5年時(shí)間不斷地拓展RISC-V技術(shù)、性能,、應(yīng)用的邊界,,形成了以玄鐵RISC-V為核心的生態(tài)體系?!泵辖谶M(jìn)一步表示,。

  “現(xiàn)在,玄鐵RISC-V生態(tài)進(jìn)入與各大生態(tài)體系深度交融的生態(tài)建設(shè)2.0階段,,這主要體現(xiàn)在:一方面,,RISC-V生態(tài)逐漸往標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;姆较虼蟛角斑M(jìn),;另一方面,處理器生態(tài)與操作系統(tǒng)生態(tài)之間的壁壘打破,,合作更為緊密且深入,。我們相信,這將大大激發(fā)RISC-V大生態(tài)的潛能,?!?/p>

  但打破處理器生態(tài)與操作系統(tǒng)之間壁壘的艱辛,只有親歷者才會(huì)銘記,。

  谷歌安卓項(xiàng)目工程總監(jiān)Lars Bergstorm說(shuō),,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)真正推動(dòng)了開(kāi)源項(xiàng)目的發(fā)展,。

  其實(shí),,平頭哥做RISC-V兼容安卓從零到一的突破,是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)出玄鐵910之后,,為了能夠?qū)⑿F910用起來(lái)提出的一個(gè)想法,。

  平頭哥資深技術(shù)專家李春強(qiáng)2020年提出想做RISC-V兼容安卓的時(shí)候,最初團(tuán)隊(duì)內(nèi)也有反對(duì)的聲音,,畢竟平頭哥是一家商業(yè)化的公司,,要兼容龐大的安卓系統(tǒng),首先面臨工作量的挑戰(zhàn),,其次短期內(nèi)也很難看到資源投入后的效果,。

  經(jīng)過(guò)內(nèi)部的多番討論之后,從RISC-V整個(gè)生態(tài)發(fā)展的視角,,平頭哥最終還是決定投入一些資源率先在業(yè)界做兼容安卓的工作,。

  這才有了2021年初安卓系統(tǒng)首次在玄鐵910處理器上流暢運(yùn)行,,2022年谷歌官方首次對(duì)RISC-V架構(gòu)的原生支持。

  在適配安卓過(guò)程中,,平頭哥累計(jì)進(jìn)行了12萬(wàn)余行代碼的修改,。如此龐大代碼修改背后是工程師的付出。

  讓李春強(qiáng)記憶猶新的是,,平頭哥團(tuán)隊(duì)做安卓適配的一位年輕帥氣的工程師,,為了盡快完成安卓的適配工作,人消瘦了不少,。但當(dāng)安卓系統(tǒng)成功在玄鐵910上運(yùn)行起來(lái)的瞬間,,略顯憔悴的這位工程師眼里有光,還發(fā)出了爽朗的笑聲,。

  正是有平頭哥的堅(jiān)持,,和一次次在RISC-V領(lǐng)域從零到一的突破,才能在玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)上看到,,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、openKylin,、統(tǒng)信,、創(chuàng)維酷開(kāi)系統(tǒng)、RTT等操作系統(tǒng),。

  這意味著RISC-V已經(jīng)完全有能力通過(guò)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(kāi)發(fā)者0代碼即可順滑實(shí)現(xiàn)架構(gòu)兼容,。

  平頭哥還在玄鐵RISC-V生態(tài)峰會(huì)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)。

  孟建熠始終認(rèn)為,,中國(guó)公司應(yīng)該在RISC-V國(guó)際基金會(huì)做更多工作,,在推動(dòng)RISC-V國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中發(fā)揮關(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)。

  身處國(guó)內(nèi)最大的RISC-V會(huì)議,,孟建熠回想起2016年第一次在上海參加RISC-V峰會(huì),。“那個(gè)更多是學(xué)術(shù)會(huì)議,,參與者學(xué)生和學(xué)者比較多,,大家覺(jué)得它可能是一個(gè)‘時(shí)髦’的技術(shù)?!?/p>

  “7年快過(guò)去了,,參加我們玄鐵RISC-V生態(tài)峰會(huì)的人員發(fā)生了變化,今天很多參會(huì)者都是來(lái)自企業(yè)的人,,RISC-V已經(jīng)從簡(jiǎn)單的熱愛(ài)變成了可商業(yè)化的技術(shù)和產(chǎn)品,。”這是孟建熠最大的感觸,。

  從提出到100億顆處理器,,英特爾x86架構(gòu)花了幾十年,Arm花了17年,,而RISC-V只用了約10年的時(shí)間,,這在芯片架構(gòu)發(fā)展史上前所未有。2022年,,采用RISC-V架構(gòu)的處理器已出貨100億顆,,有數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到2025年將突破800億顆,。

  可以看到,,RISC-V已經(jīng)站上了黃金時(shí)代的跳板,。


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