“未來(lái)RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領(lǐng)域形成Intel（英特爾）、ARM、RISC-V三分天下的格局。”

據(jù)澎湃新聞12月21日?qǐng)?bào)道，12月18日，在北京舉行的“2019國(guó)際芯片大會(huì)（Chips 2019）”上，中國(guó)工程院院士倪光南如此展望開(kāi)源芯片的前景。

此前的11月25日，為了尋求技術(shù)中立，總部位于美國(guó)特拉華州的RISC-V基金會(huì)計(jì)劃遷至瑞士，以規(guī)避美國(guó)可能會(huì)做出的貿(mào)易限制。

中國(guó)工程院院士廖湘科也表示，RISC-V指令集擺脫了原有指令集的兼容性桎梏，集合了多種指令集ISA的優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)正蓬勃發(fā)展。

大會(huì)參會(huì)嘉賓

開(kāi)源降低芯片設(shè)計(jì)門(mén)檻

“2019國(guó)際芯片大會(huì)” 由國(guó)際測(cè)試委員會(huì)（BenchCouncil）、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)及北京市懷柔區(qū)政府共同舉辦。

大會(huì)以“構(gòu)建自主可控和開(kāi)放的芯片產(chǎn)業(yè)”為主題，探討建立自主可控和開(kāi)放的芯片產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略和政策、建立自主可控的開(kāi)源芯片及軟硬件生態(tài)。大會(huì)的共同主席是中科院院長(zhǎng)楊學(xué)軍院士和中科院副院長(zhǎng)李樹(shù)深院士。BenchCouncil委員會(huì)主席詹劍鋒教授擔(dān)任大會(huì)程序委員會(huì)主席。

倪光南認(rèn)為，未來(lái)RISC-V開(kāi)源指令集很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一，基于RISC-V開(kāi)源指令集架構(gòu)的國(guó)產(chǎn)CPU可望滿(mǎn)足自主可控測(cè)評(píng)的要求，前景可期。

倪光南院士

“開(kāi)源”（開(kāi)放源代碼）是一種開(kāi)發(fā)模式和商業(yè)模式，以Linux為代表的開(kāi)源軟件已經(jīng)成為了當(dāng)前軟件產(chǎn)業(yè)的主流。而RISC-V開(kāi)源指令集可以理解為與開(kāi)源軟件相對(duì)應(yīng)的一種開(kāi)源硬件。開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)可以將芯片設(shè)計(jì)門(mén)檻大大降低，甚至3-5人的小團(tuán)隊(duì)在3-4個(gè)月內(nèi)，只需幾萬(wàn)元就可以研制出一款有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的芯片。

目前，世界上生態(tài)最為成熟的兩種指令集架構(gòu)的CPU分別是Intel x86指令集架構(gòu)CPU和ARM指令集架構(gòu)CPU。

Intel x86指令集架構(gòu)CPU歷史悠久，壟斷了桌面和服務(wù)器領(lǐng)域，被美國(guó)的Intel和AMD兩家公司擁有，罕有對(duì)外授權(quán)。ARM指令集架構(gòu)CPU近年崛起，在移動(dòng)和嵌入式等領(lǐng)域占?jí)艛嗟匚?。世界上很多公司花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)至上億元費(fèi)用向ARM公司購(gòu)買(mǎi)CPU許可，還要向公司繳納特許權(quán)使用費(fèi)（Royalty fee）。

對(duì)此，倪光南表示，“未來(lái)RISC-V很可能發(fā)展成為世界主流CPU之一。”這與其本身開(kāi)放、簡(jiǎn)約的特點(diǎn)有關(guān)。在設(shè)計(jì)方面，免除授權(quán)費(fèi)用和知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)的完全開(kāi)源免費(fèi)，是RISC-V存在的主要意義。RISC-V指令集在最初設(shè)計(jì)時(shí)，其研發(fā)團(tuán)隊(duì)就明確表示要追求簡(jiǎn)約，丟棄歷史包袱。目前成型的技術(shù)代碼集小、支持模塊化、性能優(yōu)越，能滿(mǎn)足從微控制器到超級(jí)計(jì)算機(jī)等各種復(fù)雜程度的處理器需求，支持從FPGA、ASIC乃至未來(lái)器件等多種實(shí)現(xiàn)方式。

敏捷開(kāi)發(fā)縮短開(kāi)發(fā)周期

另外，隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，各種場(chǎng)景下對(duì)CPU的需求日益碎片化，嵌入式應(yīng)用前景廣闊，低功耗、低成本和定制化需求越來(lái)越大，這使得RISC-V的精簡(jiǎn)、低功耗、模塊化和可擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)未來(lái)的發(fā)展方向十分契合。

廖湘科表示，開(kāi)源指令集能夠降低設(shè)計(jì)成本，采用敏捷開(kāi)發(fā)能夠降低開(kāi)發(fā)周期。加速硬件開(kāi)發(fā)，加快產(chǎn)品迭代，進(jìn)而能夠降低整體設(shè)計(jì)門(mén)檻，縮短從應(yīng)用創(chuàng)意到芯片的時(shí)間。

廖湘科院士

談到RISC-V時(shí)，廖湘科也表示，RISC-V指令集擺脫了原有指令集的兼容性桎梏，集合了多種指令集ISA的優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)正蓬勃發(fā)展。

同時(shí)，廖湘科也提到，目前開(kāi)源EDA工具還有很大欠缺，包括缺少I(mǎi)R drop分析，缺少缺少動(dòng)態(tài)功耗評(píng)估、缺少電子遷移分析等，并且目前還尚未出現(xiàn)對(duì)應(yīng)開(kāi)源軟件體系中GCC編譯器水平的EDA工具。

盡管有異議和疑慮，但多名專(zhuān)家還算是認(rèn)為，開(kāi)源芯片對(duì)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)是一個(gè)機(jī)會(huì)。

國(guó)內(nèi)外大廠的布局

11月25日，為了尋求技術(shù)中立，總部位于美國(guó)特拉華州的RISC-V基金會(huì)計(jì)劃遷至瑞士，以規(guī)避美國(guó)可能會(huì)做出的貿(mào)易限制。

RISC-V基金會(huì)首席執(zhí)行官卡利斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）表示，董事會(huì)一致通過(guò)了遷移決定，希望確保美國(guó)以外的大學(xué)、政府和公司可以幫助開(kāi)發(fā)其開(kāi)源技術(shù)。雷德蒙德稱(chēng)，“在世界各地，我們聽(tīng)到很多人說(shuō)‘如果公司不在美國(guó)，我們會(huì)更自在”。

RISC-V基金會(huì)于2005年成立，這是一個(gè)非盈利中立機(jī)構(gòu)和開(kāi)放社區(qū)，主要負(fù)責(zé)日常維護(hù)RISC-V指令集標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)與架構(gòu)文檔，參與RISC-V相關(guān)規(guī)范制定和軟硬件生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。倪光南介紹，基金會(huì)采取會(huì)員制管理，目前有上百家會(huì)員單位，中科院計(jì)算所是發(fā)起和審計(jì)會(huì)員，阿里、華為是白金會(huì)員。這種開(kāi)放式管理模式能夠有效促進(jìn)RISC-V社區(qū)的交流和創(chuàng)新，形成生態(tài)系統(tǒng)，從而降低研發(fā)成本，打破芯片市場(chǎng)的壟斷。

目前，RISC-V開(kāi)放的生態(tài)已經(jīng)讓眾多廠商紛紛選擇使用RISC-V指令集研發(fā)下一代芯片，英偉達(dá)（Nvidia）將使用RISC-V指令集制作下一代GPU上的周邊微控制器，西部數(shù)據(jù)（Western Digital）計(jì)劃在下一代存儲(chǔ)計(jì)算芯片中使用RISC-V核，并宣布預(yù)計(jì)每年將出貨10億片以上使用RISC-V的芯片。另外，西門(mén)子、三星、谷歌、IBM、特斯拉、高通、恩智浦、日立等大廠都在RISC-V指令集芯片上有所布局。

在中國(guó)，使用RISC-V指令集制作的芯片也開(kāi)始初露頭角。2019年7月18日，中科物棲展示了基于RISC-V的AIoT芯片和整機(jī)方案，7月25日，阿里巴巴旗下半導(dǎo)體公司平頭哥出品的玄鐵910（XuanTie910）芯片同樣是一款RISC-V處理器，它可以用于設(shè)計(jì)制造高性能端上芯片，應(yīng)用于5G、人工智能以及自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。

楊學(xué)軍院士、倪光南院士、廖湘科院士等院士對(duì)BenchCouncil國(guó)際AI系統(tǒng)與算法大賽獲獎(jiǎng)學(xué)生進(jìn)行頒獎(jiǎng)。（照片均來(lái)自會(huì)議承辦單位北京尖峰新銳信息科技研究院）