“芯”原创——NO.26

志合者,不以山海为远。


文 I 猴猴 王艺可

报道 I 芯潮 IC

ID I xinchaoIC

图片来源 I pixabay






芯片架构生态,正进行一场大洗牌。


PC时代,英特尔x86处理器和微软Windows操作系统强强绑定,构建起一道坚实的指令集壁垒,一度让其他玩家难以逾越。2012年,ARM架构和谷歌安卓携手破壁,将人类社会推向移动互联网时代。


回看每一场芯片大战,其中心战场都是芯片架构,更深层讲是指令集架构。而时下,指令集和操作系统组合绑定的“生态墙”困不住万物互联的大潮,RISC-V凭借开源开放、模块化、低功耗等特性引领新一轮洗牌,人类正迎踏入RISC-V+All新纪元。


3月2日,阿里巴巴平头哥举办首届玄铁RISC-V生态大会,以“开放、连接”为主题,英特尔、谷歌、Canonical、Imagination、海尔、支付宝、网易有道、创维酷开等全球数百家企业及机构代表齐聚一堂, 阿里平头哥首次披露了RISC-V生态全景,并推出在线学习平台“RISC-V学院计划”,设立“玄铁优选芯片计划”“玄铁优选伙伴”等,积极推动生态芯片落地。


从无人区起步,布局5年,中国RISC-V生态现已初具规模。这一在中国CPU领域最受欢迎的架构,正在打开全球信息技术与产业的新局面。



RISC-V生态全景首次披露

吹响集结号角


数点星火,在RISC-V生态版图上璀璨发光。


从CPU&芯片、开发工具、基础软件再到多行业应用,不同层面的技术链创新让RISC-V价值充分释放,也让生态扩展变为可能。从这场中国RISC-V发展史上规模最大的会议,我们可以一窥阿里平头哥在该板块的生态全景。


首先,RISC-V处理器及芯片研发方面,平头哥推出的三大系列8款RISC-V处理器,覆盖高性能、高能效、实时可靠等多样场景需求,已被全球RISC-V量产芯片广泛采用。


在会上,平头哥半导体副总裁孟建熠介绍:Vector 1.0.架构正式量产,并公布了全球首款支持Vector 1.0.的商用芯片K230,这款芯片来自平头哥生态合作伙伴、芯片设计企业「嘉楠科技」;与此同时,通用算力提供商「算能」也推出64核RISC-V服务器芯片,与平头哥一起从嵌入式芯片量产,走向云端芯片的全面探索合作。


而市场需求进一步推动着芯片制造业变革。数据预测到2025年,市场将消耗超过800亿个RISC-V CPU内核,相关需求将持续快速增长。英特尔软件和先进技术事业部副总裁谢晓清也表示:英特尔IFS计划将提供半导体代工制造服务支持,包括RISC-V的各种芯片,也将进一步推动软件开源开放,促进生态创新。


第二,平头哥已基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配。以定位于服务器端的龙蜥操作系统为例,平头哥首次支持龙蜥,打造端云一体生态体系,系统可支持曳影TH1520平台,并可使用java(Alibaba Dragonwell)、Python、Node.js等语言环境,双方共同拓展开源场景,并推动java技术栈与RISC-V的融合,孵化UMM技术规范。


目前包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、OpenKylin 、创维酷开OS、RTT等操作系统均已实现与RISC-V的全适配,RISC-V芯片生态与操作系统等基础软件生态正加速融合。这意味着RISC-V完全有能力通过云、桌面、终端等不同操作系统承接软件应用,上层应用开发者0代码即可顺滑实现架构兼容。


安卓与RISC-V的融合激发更多市场想象力,这也获得了谷歌安卓工程总监Lars Bergstrom点赞:他表示见过的第一个让安卓系统真正在RISC-V硬件上跑通的工作来自平头哥,亚太地区的贡献有力推动了开源项目的发展。


第三,在软件工具及应用层面,平头哥首次完整推出基础软件三件套——编译器TAC、编译环境CDK、部署工具集HHB,大幅提升了RISC-V开发环境及工具栈效率。


同时,基于适配的OpenKylin操作系统,RISC-V首次跑通大规模商用IM(即时通讯)工具钉钉;创维酷开在RISC-V架构上运行业界首个电视端WebOS,让亿级的智能终端有了新选择;网易有道与平头哥的紧密合作,让技术创新突破了软硬件的壁垒,在词典笔等智能硬件上开垦出新的融合生态;海尔与平头哥在智能家电领域探索RISC-V应用落地。


全球协同的技术演进正持续加速,RISC-V未来5年将覆盖包括物联网、人工智能、通信技术、自动驾驶、数据中心与云计算等在内的多条赛道。而平头哥在做的事,就是通过软硬件研发投入和生态连接,形成创新链,构建价值链,让更多人共享RISC-V的开放生态红利。




5岁的平头哥

RISC-V中国发展的一抹亮色


RISC-V,平头哥布局已久。


2018年,阿里巴巴全资收购了中天微,并将达摩院芯片研发团队与中天微团队合并成立平头哥。新团队刚刚组建就被赋予了新使命:投入精力用于RISC-V处理器架构研发,帮助芯片设计企业降低AIoT芯片的设计门槛。在当时,平头哥半导体应该是国内最早布局RISC-V的芯片公司之一,也成为了国内RISC-V生态的精神领袖之一。



成立一年后,平头哥发布了首款处理器——玄铁910,号称最强RISC-V处理器。在性能方面,玄铁910支持16核,单核性能达到7.1 Coremark/MHz,主频达到2.5GHz,比目前业界最好的RISC-V处理器性能高40%以上。


这是阿里巴巴构建芯片生态的重要一步。玄铁910打破了RISC-V性能的天花板,让基于RISC-V架构的高性能芯片成为可能。


这无疑是中国的芯片产业发展的一剂强心剂。在过去几十年里,中国企业在处理器架构技术的空白,导致国产芯片的软硬件生态长期被x86和ARM垄断。如今,以RISC-V为核心的第三波芯片浪潮已经开始,中国芯片产业迎来新的机会。


国内某集成电路产业分析师表示,阿里在RISC-V上布局必然会带动业界的效仿,也会促进封装、材料等整个配套链条对RSIC-V的支持,打通RISC-V的产业链条。


平头哥在攻克RISC-V技术难题的同时,还在孜孜不倦地培育本土芯片生态,持续解决RISC-V在移动设备、服务器等市场的生态匮乏问题。


2021年初,平头哥完成了安卓系统的Linux内核、运行时库、JAVA虚拟机、软件模拟器、编译工具等主要技术栈的支持,在全球范围内首次流畅运行安卓系统的基础功能。这一成果足以载入RISC-V历史,在国际上引起了巨大反响。


次年,谷歌与平头哥达成公司层面的贡献者许可协议(CLA,Contributor License Agreement),双方就安卓系统支持RISC-V架构等工作进行技术合作和分享,平头哥RISC-V移植安卓的代码还被安卓AOSP社区收录进系统源代码,这是安卓官方首次对RISC-V架构的原生支持。


不仅仅局限于终端市场,平头哥也积极推动RISC-V向操作系统领域进行探索。2022年8月,平头哥与阿里云、中科院软件所PLCT实验室等在龙蜥操作系统开源社区成立RISC-V架构联合小组(RISC-V ARCH SIG),主要做基于RISC-V发行版的工作。


2022RISC-V中国峰会上,平头哥发布首个高性能RISC-V芯片平台“无剑600”及SoC原型“曳影1520”,首次兼容龙蜥操作系统并成功运行LibreOffice,刷新全球RISC-V一系列纪录。基于无剑600软硬件全栈平台,开发者和厂商可快速开发RISC-V芯片,推动迈向2GHz高性能RISC-V边、云应用新时代。

成立5年,平头哥玄铁RISC-V的硬件、软件和应用生态发展突飞猛进,已拥有三大系列8款处理器产品,向全球开发者开源4款量产玄铁RISC-V处理器;同时,平头哥构建了工具链、中间件与组件、操作系统、AI加速库等软件栈,同时和芯片、基础软件及应用伙伴展开了全栈技术合作


更为关键的是,在平头哥等头部企业的带领下,以RISC-V指令集进行开发如雨后春笋般涌现。


中国RISC-V的征程刚开始,未来应该朝着哪些方向努力?

从RISC-V所擅长的两个方面看起:一个是碎片化、低成本、低功耗、差异化要求更高的物联网市场,一个是对异构计算高度需求的AI领域。中国又恰好拥有这两个领域最大的市场。由此,凭借着足够丰富的应用场景,足以让中国作为RISC-V最好的落地和发展的地方之一。




RISC-V+All 是一场狂野想象?

中国企业走在世界前列


第三次芯片浪潮下,RISC-V进入生态发展关键期。


生态的持续性、繁荣与否,是一个架构成败的决定因素。幸运的是,站在万物互联的潮头,RISC-V已不再是籍籍无名的指令集架构,RISC-V+All不是一场狂野想象,正获得无限可能。


除了最早应用于IoT领域,RISC-V现不仅在工业控制、物联网、智能家居等等对算力要求不高的领域得到推广,还正向对算力有更高需求的桌面应用、边缘计算等领域发展。


RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson在玄铁RISC-V生态大会上表示:“RISC-V是一个全球现象,有超过60个国家的开发者们在研究它,在亚洲,许多知名企业、学术机构、行业协会都积极参与。从嵌入式到各类型的计算机、最后到大型主机,我认为3到5年后,RISC-V将无处不在。”


中国工程院院士倪光南在玄铁RISC-V生态大会上致辞称,智能网联汽车领域被认为是未来芯片的巨大市场,据估计,一辆智能网联汽车就可能要用上百颗CPU,目前中国该领域主要产业联盟正在积极推进基于RISC-V的解决方案。随着服务器和超算、AI训练和推断、包括ChatGPT之类应用的发展,对强大算力的需求越来越迫切,鉴于RISC-V具有模块化、可扩展、易定制的优势,以及不受垄断制约、供应链安全容易保障的优势,中国有关厂商正在全力推进提供强大算力的RISC-V方案。


在今天,RISC-V是中国CPU领域最受欢迎的架构,中国芯片产业和整个芯片生态将会越来越多地聚焦于RISC-V架构,国内巨大市场将成为支撑RISC-V的重要基地,中国企业正走在世界前列。


最明显的事实是,RISC-V生态的蓬勃发展、呼唤指令集标准渐趋统一,中国企业在推动RISC-V国际标准建设中正发挥关键作用。


具体来看,RISC-V国际基金会现有22位高级会员中,有12名来自中国。在国际标准建设中,平头哥领导了其中的11个主要技术小组,推动了29个技术方向的标准制定,是公认的投入力量最大的中国机构。值得一提的是,平头哥拿到了全球首张架构兼容性测试证书。此外,平头哥还在持续推动RVV1.0架构标准、面向人工智能的全新Matrix矩阵标准以及RISC-V安全技术标准等。


同时玄铁团队积极推动国际技术标准建设,成功实现6个首次:“首次完成安卓对RISC-V架构的官方原生支持”“打造首个RISC-V云上服务平台”“制定首个基于RISC-V的底层软件接口标准”“推动完成第一个RISC-V领域虚拟化技术标准IOMMU”“率先实现Linux对svpbmt的功能支持和代码开源”“业界首个通过GP认证的RISC-V安全执行环境方案”。


正如孟建熠所说,RISC-V的蓬勃发展,需要全球创新协同。“从芯片生态,到基础软件生态,再到应用和终端生态,平头哥正连接各大生态体系,让全球的开发者和合作伙伴都能更好地使用和发展RISC-V技术。”


岂曰无衣?与子同袍。在玄铁RISC-V生态大会上,阿里巴巴平头哥公布了RISC-V生态计划,面向芯片开放社区的15万开发者,首度推出在线学习平台“RISC-V学院计划”,鼓励参与全球RVFA认证。针对行业伙伴,平头哥推出“玄铁优选芯片计划”,推动生态芯片落地;同时设置“玄铁优选伙伴”,首批授予给全志科技、爱普特、算能、博流智能、清微智能、云知声、匠芯创、AFP物联等8家公司,肯定他们对RISC-V生态作出的突出贡献。



纵观国内外芯片行业,一个有趣的现象是:面对不同的行业需求,芯片企业的模式越开放,所需要的资源越少,但撬动的产业能量却指数级递增。


开源正撬动更宽广的产业未来,这在万物互联席卷全球的今天,是一件好事。以阿里平头哥为代表的中国企业,正以开放的姿态,引领这场RISC-V狂潮。





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