RISC-V生態爆發在即,平頭哥“內外兼修”進入第一梯隊_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。03-02 15:41
“從嵌入式,到所有類型的計算機,再到大型主機,3到5年後,RISC-V將無處不在!”在剛剛舉辦的首屆玄鐵RISC-V生態大會上,RISC-V之父、圖靈獎得主David Patterson對RISC-V技術的發展給出了全新的預測。這也意味着,經歷了十二年的發展之後,RISC-V技術的大爆發即將來臨。
儘管近幾年,投入RISC-V技術者眾,但不為人知的是,在這波浪潮裏,阿里平頭哥早就在默默地推動RISC-V軟硬件生態走向成熟。平頭哥副總裁孟建熠在大會上表示,“RISC-V的蓬勃發展,需要全球創新協同。從芯片生態,到基礎軟件生態,再到應用和終端生態,平頭哥正連接各大生態體系,讓全球的開發者和合作伙伴都能更好地使用和發展RISC-V技術。”
作為全球最早一批佈局RISC-V架構的公司,平頭哥在過去五年,不僅打造了一套完整的RISC-V架構處理器核產品家族,還推動這一技術實現了Android、Debian、Ubuntu等主流操作系統的全兼容,為全新的軟件應用和終端設備生長提供絕佳的土壤,也讓RISC-V得以和x86、ARM兩大主流架構並駕齊驅。
擁抱開源、苦練內功,打好RISC-V地基
2010年,加州大學伯克利分校的David Patterson教授團隊研發了RISC-V指令集,並宣佈對外開源,任何企業、開發者都可以免費使用它。當時,軟件開源已經盛行三十年有餘,開源理念更是被全球技術人奉為圭臬,但在硬件領域,開源卻面臨着叫好不叫座的尷尬處境。因此,在RISC-V誕生之初,這一技術更多的是活躍在學術界,而市場也幾乎清一色地選擇基於傳統架構的芯片。
但2018年成立的平頭哥卻做出了大膽的決定,敢為天下先積極擁抱了硬件開源,並且啓動了基於RISC-V架構的處理器研發工作。平頭哥在當時選擇佈局一個長期坐冷板凳的技術看似意外,實則也在情理之中。
眾所周知,平頭哥由達摩院芯片研發團隊和中天微團隊合併而來,而後者,作為本土當時唯一擁有自主嵌入式CPU IP core的企業,不僅擁有十多年的處理器IP研發經驗,在生態構建上也是久經沙場的老手,這是平頭哥入局RISC-V的底氣。另一方面,儘管RISC-V的生態與誕生數十年的x86和ARM相差甚遠,但其開源、靈活等獨特優勢確實是AIoT時代芯片設計迫切需要的,對堅持普惠策略的平頭哥來説,這是一個無比合理的決定。
在這之後的時間裏,這支團隊也不負眾望拿出了看家本領,僅用不到一年的時間就交出了首份成績單。2019年7月,平頭哥發佈當時業界性能最強的RISC-V處理器玄鐵910,在性能這項指標上,直接讓長期受限於低端芯片市場的RISC-V逼近了如日中天的ARM。毫不誇張地説,玄鐵910的誕生為RISC-V打開了一扇窗,給整個行業打造了一個成功的範本,包括Intel、高通、中科院、華為等國內外團隊也紛紛擁抱這一賽道。例如,2021年6月,中科院計算所發佈高性能RISC-V處理器香山;2022年2月,Intel宣佈加入RISC-V陣營,成為RISC-V基金會高級會員;2022年11月,美國芯片創業公司SiFive推出3.4GHz的RISC-V處理器。RISC-V因此成為最近幾年科技圈的當紅炸子雞。
在半導體產業的風口上,練好內功是立身之本。對於擁有先發優勢的平頭哥來説,其佈局愈加全面,在不斷豐富處理器IP產品家族的同時,還推出了一系列芯片設計平台和開發板,在靠研發芯片吸引資本熱錢的時代,像平頭哥如此熱衷於為開發者謀福利的並不多見。例如,2021年5月,平頭哥推出RVB-ICE、RVB-D1、RVB2601三款開發板,為開發者和企業提供了體驗RISC-V技術的橋樑;在2022 RISC-V中國峯會上,阿里平頭哥發佈首個高性能RISC-V芯片平台“無劍600”及SoC原型“曳影1520”。
從官方信息來看,如今的平頭哥已經擁有了從低功耗、低成本到高性能、高能效的C、E、R三系列共8款RISC-V處理器產品家族,並向全球開發者開源4款量產玄鐵RISC-V處理器,在此之上,RISC-V架構的應用邊界不斷被打破,各行各業在用玄鐵這一地基構建房子,如今,已孕育了邊緣計算、無線通訊、工業控制、通用MCU等30多個領域及應用場景,在玄鐵RISC-V生態大會上,嘉楠科技就推出全球首款支持RISC-V V1.0標準的、內嵌平頭哥玄鐵C908的商用芯片K230;北京算能推出64核RISC-V服務器芯片,為該技術在雲計算領域打下了硬件基礎。
由內向外,持續推動標準制定和軟件生態的構建
一個新興的指令集架構,從不能用到能用再到好用,軟件和應用生態是最難跨越的鴻溝,過去幾十年,因為生態進展不順而隕落的指令集架構不計其數,如MIPS、SPARC等等。
但RISC-V顯然不會重蹈覆轍,和前幾代指令集架構不同,RISC-V的生態構建走得是一條完全不同的路。基於開放的標準,全球企業可以去競爭或合作,並且面向國際市場和生態建設。中科院計算所副所長包雲崗將此發展模式比作“5G”模式。
中國工程院院士倪光南在會上表示,“今天RISC-V是中國CPU領域最受歡迎的架構,成為推動新一代信息技術發展的新引擎。”在這個全新的模式下,以平頭哥為代表的中國芯片企業則搶佔了先機。這不僅僅體現在處理器IP的研發上,更重要的是從標準制定到軟件生態,中國企業都在深度參與,這是中國半導體歷史上從未有過的突破。
RISC-V國際基金會CEO Calista Redmond在會上介紹,基金會22位高級會員中有12名來自中國。在國際標準建設中,平頭哥領導了其中的11個主要技術小組,推動了29個技術方向的標準制定,是公認的投入力量最大的中國機構,為中國企業爭奪了話語權。
在軟件生態上,平頭哥作為先行者做出了前無古人的嘗試。最受矚目的就是,這家公司首次讓RISC-V和全球最大的操作系統Android實現兼容,並最終雙向奔赴,鑄就了一段RISC-V+Android牽手的佳話。
而這一成果是平頭哥2年攻堅的結果。早在2020年,平頭哥就在內部啓動了玄鐵910處理器兼容Android系統的項目,並在2021年初完成了Android系統的Linux內核、運行時庫、JAVA虛擬機、軟件模擬器、編譯工具等主要技術棧的支持,在全球範圍內首次流暢運行Android系統的基礎功能。2022年,谷歌與平頭哥達成公司層面的貢獻者許可協議(CLA,Contributor License Agreement),雙方就Android系統支持RISC-V架構等工作進行技術合作和分享,平頭哥RISC-V移植Android的代碼還被AOSP社區收錄進系統源代碼,這是Android官方首次對RISC-V架構的原生支持。
在本次大會上,谷歌Android項目工程總監Lars Bergstorm也表示對兩大生態的融合充滿期待,“平頭哥是兩大體系深度融合的主要推動者,谷歌Android也將加大投入RISC-V,目標讓RISC-V成為安卓Tier1梯隊的生態。”
除此之外,平頭哥還在將RISC-V生態推進到更高性能的數據中心領域。2022年8月,平頭哥與阿里雲、中科院軟件所PLCT實驗室等專注服務器操作系統的開源龍蜥社區成立RISC-V架構聯合小組,推動RISC-V向雲計算和數據中心領域發展,為阿里雲“一雲多芯“策略注入了新鮮血液。
短短几年時間,平頭哥已基本完成國際及國內主流操作系統與RISC-V的全適配,包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龍蜥、統信、麒麟、創維酷開OS、RTT等操作系統 。這意味着RISC-V完全有能力承接不同平台的軟件及應用,上層應用開發者可順滑實現架構兼容。
在工具和應用層面,平頭哥則持續幫助開發者降低開發門檻,團隊首次完整推出基礎軟件三件套——CDK、CDS、HHB,大大提升RISC-V開發環境及工具棧效率。同時,基於適配的麒麟操作系統,業界首次跑通大規模商用IM工具釘釘。
RISC-V即將迎來爆發,中國已走進世界前列
在芯片技術和市場需求快速更迭之際,開放、靈活、精簡的獨特架構給全球半導體產業帶來了前所未有的機會。據相關統計顯示,RISC-V基金會已吸納了包括高通、NVIDIA和Google等內超3000名成員。
得益於全球企業和機構的持續貢獻,RISC-V技術和市場的發展速度遠超眾人預期。目前,RISC-V架構芯片的出貨量已達成100億顆里程碑,僅用十二年就走完了傳統架構30年的發展歷程,據預測,2025年RISC-V架構芯片更有望突破800億顆。 截止2022年,全球採用RISC-V架構的芯片已出貨100億顆。到2025年,這個數據將突破800億顆。
過去數十年,中國經歷了一段刻骨銘心的缺芯之痛,幾代半導體人從未停下奮進的腳步追趕,有幸的是,在這個全新的時代,中國不再是跟風者,而是以造風者的角色入局。正如David Patterson所説,“以阿里平頭哥為代表的中國機構,已成為RISC-V發展的關鍵力量。”