來(lái)源：IT時(shí)報(bào)

　　見(jiàn)習(xí)記者 錢奕昀

　　“你是否想過(guò)，人人都能設(shè)計(jì)自己的CPU？”這似乎是個(gè)瘋狂的問(wèn)題，但在RISC-V開(kāi)源架構(gòu)下，或許它不只是夢(mèng)想。

　　近日，阿里旗下芯片公司平頭哥發(fā)布了首款芯片玄鐵910，這是一款高性能RISC-V架構(gòu)處理器，可用于5G，AI，網(wǎng)絡(luò)通信，自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。此外，阿里還推出了“普惠芯片”計(jì)劃。

　　8月8日，IBM高價(jià)收購(gòu)的著名企業(yè)開(kāi)源軟件和解決方案提供商紅帽正式加入RISC-V基金會(huì)。去年年底，RISC-V基金會(huì)與Linux基金會(huì)宣布合作。開(kāi)源硬件與開(kāi)源軟件巨頭的合作， 預(yù)示著開(kāi)源硬件的時(shí)代來(lái)臨。

　　“在RISC-V開(kāi)源架構(gòu)下，沒(méi)有了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制約，誰(shuí)都可以做芯片，中國(guó)企業(yè)有機(jī)會(huì)依托RISC-V獲得更多創(chuàng)新�！� 對(duì)于RISC-V的未來(lái)，中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)系統(tǒng)（RISC-V）聯(lián)盟理事長(zhǎng)，中國(guó)工程院院士倪光南如是認(rèn)為。

　　讓芯片門檻大大降低

　　RISC-V是第五代精簡(jiǎn)指令集（RISC）的簡(jiǎn)稱。目前CPU最主流的指令集架構(gòu)有兩個(gè)，一個(gè)是基于復(fù)雜指令集CISC的X86架構(gòu)，廣泛用于Intel，AMD處理器，另一個(gè)是基于精簡(jiǎn)指令集RISC的ARM架構(gòu)，廣泛用于移動(dòng)通信設(shè)備。

　　2010年，加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備啟動(dòng)一個(gè)新項(xiàng)目，但礙于X86的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，AMD的高昂授權(quán)費(fèi)，研究團(tuán)隊(duì)決定臨時(shí)組建一個(gè)小組，設(shè)計(jì)新的指令集架構(gòu)。于是，RISC-V架構(gòu)誕生了。

　　RISC-V有三個(gè)特點(diǎn)：精簡(jiǎn)（模塊化，可擴(kuò)充），開(kāi)源，免費(fèi)。RISC-V將基準(zhǔn)指令和擴(kuò)展指令分開(kāi)，基準(zhǔn)指令只有幾十條，用戶可以通過(guò)擴(kuò)展指令，選擇不同的模塊組合，以滿足不同的場(chǎng)景需要。此外，RISC-V無(wú)需付費(fèi)授權(quán)，允許使用者修改和重新發(fā)布開(kāi)源代碼，也允許基于開(kāi)源代碼開(kāi)發(fā)商業(yè)軟件發(fā)布和銷售。

　　對(duì)芯片研發(fā)企業(yè)來(lái)說(shuō)，ARM賣的是產(chǎn)品，而RISC-V賣的是服務(wù)。ARM架構(gòu)下，芯片研發(fā)企業(yè)沒(méi)有IP的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而在RISC-V架構(gòu)下，芯片研發(fā)企業(yè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。過(guò)去，芯片企業(yè)通常是直接向ARM公司購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)IP的使用授權(quán)，現(xiàn)在，企業(yè)可以基于RISC-V指令集自主研發(fā)，也可以向以SiFive為代表的RISC-V商業(yè)公司購(gòu)買定制化服務(wù)。

　　“RISC-V架構(gòu)指令集是開(kāi)放的，就像給你一扇扇門窗，你可以拿去造一棟房子�！� 國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心（深圳云計(jì)算中心）主任馮圣中如此形容。

　　“以前X86的知識(shí)產(chǎn)權(quán)被Intel和AMD所壟斷，而ARM的授權(quán)費(fèi)又十分昂貴。”在打造“中國(guó)芯”的道路上，倪光南是堅(jiān)定的布道者，肽菲石而RISC-V最大的改變，是指令集開(kāi)源帶來(lái)的市場(chǎng)規(guī)則改變，芯片門檻的降低。

　　“RISC-V讓中國(guó)的科創(chuàng)公司介入平臺(tái)和技術(shù)有了產(chǎn)業(yè)根基，未來(lái)，定制化芯片將成為主流，產(chǎn)品級(jí)創(chuàng)新將層出不窮�！鄙虾Ｂ旀溞畔⒖萍加邢薰�司創(chuàng)始人兼CEO丁強(qiáng)說(shuō)。

　　新興領(lǐng)域成應(yīng)用主流

　　RISC-V的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但可以用“百舸爭(zhēng)流”來(lái)形容。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)有300家以上單位正在關(guān)注RISC-V或以RISC-V指令集進(jìn)行開(kāi)發(fā)，已有10余家單位加入了RISC-V基金會(huì)。

　　仔細(xì)看RISC-V的應(yīng)用領(lǐng)域，會(huì)發(fā)現(xiàn)，AI，IoT等新興領(lǐng)域是主流。

　　2018年9月，華米科技推出第一款芯片“黃山1號(hào)”。這是全球第一款RISC-V開(kāi)源指令穿戴處理器�！包S山1號(hào)”的誕生，意味著RISC-V應(yīng)用場(chǎng)景拓展向前邁進(jìn)了一大步。2019年6月“黃山1號(hào)”已流片量產(chǎn)。

　　2019年7月18日，中科物棲對(duì)外展示了其兩顆RISC-V的AIoT芯片，Jeejio超微計(jì)算機(jī)，物端AI全棧解決方案等核心產(chǎn)品。JX1適用于實(shí)時(shí)嵌入式設(shè)備，JX2適用在物體分類，物體檢測(cè)，語(yǔ)音識(shí)別，自然語(yǔ)言處理以及內(nèi)容生成等AI任務(wù)。

　　為什么芯片企業(yè)紛紛選擇AI，IoT領(lǐng)域作為RISC-V的應(yīng)用場(chǎng)景？

　　晶心科技總經(jīng)理林志明認(rèn)為，RISC-V擁有簡(jiǎn)潔，模塊化的特性，特別適合多樣少量化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使得開(kāi)發(fā)者在設(shè)計(jì)SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）時(shí)能直接由帶有簡(jiǎn)潔指令集的RISC-V CPU著手，符合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品恰好到位并兼顧節(jié)省成本的要求。此外，RISC-V允許開(kāi)發(fā)者添加和修改指令，能針對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域做優(yōu)化，特別適合用于AI運(yùn)算。

　　丁強(qiáng)則認(rèn)為，信息采集后的處理方式有兩種，服務(wù)器計(jì)算和邊緣計(jì)算。以人臉識(shí)別為例，前者需要將影像集中到服務(wù)器識(shí)別，后者則直接在終端設(shè)備識(shí)別。在監(jiān)控，手環(huán)等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，邊緣計(jì)算能大大節(jié)省服務(wù)器資源。由于這些場(chǎng)景往往是特定的，對(duì)技術(shù)生態(tài)的依賴比較弱，因此特別適合新興的RISC-V。

　　定制化芯片是方向

　　似乎，與傳統(tǒng)理念不同，互聯(lián)網(wǎng)公司也紛紛加入芯片市場(chǎng)的藍(lán)海中。

　　對(duì)此，丁強(qiáng)認(rèn)為，原因有兩點(diǎn)。第一，互聯(lián)網(wǎng)公司掌握著渠道和需求。需求越明確，芯片的性能，功耗，成本就會(huì)做得更好，因此，互聯(lián)網(wǎng)公司在芯片定制方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。第二，從系統(tǒng)角度看，芯片可以變成企業(yè)的價(jià)值載體，芯片的定價(jià)能力，取決于它所在系統(tǒng)的價(jià)值。?聯(lián)網(wǎng)公司的優(yōu)勢(shì)是流量，把硬件作為流量入口，是一種獲客方式。

　　隨著RISC-V的開(kāi)放，芯片門檻降低，越來(lái)越多的企業(yè)加入了芯片研發(fā)和制造，未來(lái)的芯片市場(chǎng)必將百花齊放。誰(shuí)又能從中脫穎而出呢？

　　定制化芯片或是未來(lái)的發(fā)展方向。

　　從算力角度來(lái)說(shuō)，定制化芯片是能夠大大節(jié)省算力。對(duì)于特定場(chǎng)景，一顆定制芯片的算力可能相當(dāng)于100顆通用型芯片。因?yàn)橥ㄓ眯托酒�中只�?%的邏輯單元為這個(gè)場(chǎng)景工作，而定制化芯片100%都在工作。

　　從企業(yè)角度來(lái)說(shuō)，差異化產(chǎn)品和服務(wù)才能帶來(lái)附加值，獲得定價(jià)權(quán)。因此，針對(duì)細(xì)分市場(chǎng)的定制化芯片將是企業(yè)爭(zhēng)取的方向。

　　丁強(qiáng)認(rèn)為，對(duì)于芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)，要獲得可持續(xù)發(fā)展，必須持續(xù)產(chǎn)生利潤(rùn)，來(lái)進(jìn)行技術(shù)平臺(tái)迭代。這是一場(chǎng)漫漫長(zhǎng)征。RISC-V讓初創(chuàng)企業(yè)從過(guò)去0-1的變成了0.5-1，但是要從0.8到0.85，可能是一個(gè)關(guān)卡。能否度過(guò)這個(gè)關(guān)卡，既涉及技術(shù)問(wèn)題，又涉及經(jīng)營(yíng)問(wèn)題。持續(xù)提供差異化創(chuàng)新產(chǎn)品，進(jìn)行技術(shù)平臺(tái)的迭代，將是從中脫穎而出的關(guān)鍵。

　　防碎片化是挑戰(zhàn)

　　雖然RISC-V趕上了時(shí)代的風(fēng)口，給中國(guó)芯片市場(chǎng)帶來(lái)了很大機(jī)遇，但未來(lái)依然挑戰(zhàn)嚴(yán)峻。

　　倪光南表示，任何一種新興事物的發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)是關(guān)鍵，RISC-V也不例外。RISC-V讓誰(shuí)都可以造芯片，但能否形成流片，形成商業(yè)模式和生態(tài)鏈，以及軟件系統(tǒng)的授權(quán)都是RISC-V面臨的挑戰(zhàn)。

　　RISC-V政策和產(chǎn)業(yè)的扶持正紛紛興起。

　　2018年，中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRVIC），中國(guó)開(kāi)放指令生態(tài)系統(tǒng)（RISC-V）聯(lián)盟先后成立，多家知名企業(yè)和高校加入。

　　2018年8月，上海賽昉科技有限公司（SiFive中國(guó)）在張江成立，將RISC-V產(chǎn)品和服務(wù)延伸到國(guó)內(nèi)，為幫助國(guó)內(nèi)客戶形成自主可控的技術(shù)和國(guó)內(nèi)RISC-V生態(tài)發(fā)展起到推動(dòng)作用。

　　2019年，晶心科技推出四大計(jì)劃，包括自由開(kāi)展芯片計(jì)劃，簡(jiǎn)易開(kāi)展芯片計(jì)劃，大學(xué)芯片開(kāi)展計(jì)劃及客戶自主芯片計(jì)劃，以專業(yè)及創(chuàng)新技術(shù)多管齊下助力RISC-V成長(zhǎng)。

　　2019年5月，芯來(lái)科技推出“一分錢計(jì)劃”，旨在改變產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用RISC-V處理器應(yīng)用難的狀況。目前N201內(nèi)核在芯來(lái)官網(wǎng)上已經(jīng)可以免費(fèi)申請(qǐng)。

　　此外，中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心（深圳云計(jì)算中心），各大高校也已紛紛成為兩大聯(lián)盟的理事和會(huì)員，積極參與到RISC-V處理器的研究與測(cè)試中。

　　但這一切都剛剛起步，RISC-V未來(lái)的生態(tài)建設(shè)依然任重道遠(yuǎn)，需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)來(lái)積累。

　　防止碎片化也是RISC-V需要面臨的挑戰(zhàn)。

　　倪光南表示，RISC-V采用BSD（Berkeley Software Distribution）開(kāi)源許可協(xié)議，這個(gè)協(xié)議自由度很大，允許使用者使用，修改源代碼，也可以將修改后的代碼作為開(kāi)源或者專有軟件再發(fā)布。它有助于RISC-V產(chǎn)業(yè)化，但也容易產(chǎn)生分支和碎片，肽菲石不利于形成標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一架構(gòu)。相對(duì)而言，Linux的GPL（General Public License）協(xié)議嚴(yán)格許多，它允許使用者使用，修改代碼，但不允許修改后和衍生的代碼作為閉源商業(yè)軟件發(fā)布和銷售。如何既能保證RISC-V產(chǎn)業(yè)化，又能防止碎片化，是各方需要研究的問(wèn)題。

　　另一方面的挑戰(zhàn)，則是人才的培養(yǎng)。

　　林志明表示，對(duì)于晶心科技這類有多年芯片開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)，技術(shù)不成問(wèn)題，最大的困難反而是人才的獲得。希望能和同業(yè)之間多進(jìn)行交流合作，盡快培養(yǎng)專業(yè)人才。

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