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    [導讀]RISC-V一直被大家津津樂道是因為,它以一種開源的方式,能夠在某一天和X86、Arm并肩,實現計算領域“三分天下”。特殊的時代背景、市場特色與當下RISC-V生態的高速發展有著分不開的關系。

    RISC-V一直被大家津津樂道是因為,它以一種開源的方式,能夠在某一天和X86、Arm并肩,實現計算領域“三分天下”。特殊的時代背景、市場特色與當下RISC-V生態的高速發展有著分不開的關系。

    來到2022年,我們在第二屆RISC-V中國峰會上看到,RISC-V已經初具商業規?;那熬?,來到了一個關鍵的拐點。

    而在這種背景下,其實Arm也并不滿足于移動計算領域霸主的地位,近年來在數據中心、筆記本PC等領域展現出強大的競爭力和技術前景。

    站在2022年的這一時間節點回望,RISC-V的發展取得了哪些成績?立足當下,給予RISC-V的高速推動力的時代窗口期還有多久?展望未來,RISC-V是能夠走到“三分天下”的高位,還是只能委身成為一種具備開源特色的備胎?

    帶著諸多的問題,我們在第二屆RISC-V中國峰會上有幸采訪到了RISC-V軟件和硬件方面的兩位大佬:中國科學院軟件研究所總工程師武延軍研究員和本屆RISC-V中國峰會主席、平頭哥半導體副總裁孟建熠博士,聽聽兩位深耕于RISC-V產業前沿的專家,對于RISC-V的深入見解。


    商業化拐點來臨

    同屬精簡指令集,RISC-V經常被拿來和Arm比較。從時間上來看,RISC-V生態節奏確實要走的快很多。

    RISC-V在2010年發布,距今已有12年。而RISC-V在國際上的推行是在2015年之后,正式引入中國也就是2016年之后,距今有7年的時間。Arm公司前身最早于1979年出現,差不多在1991年開始用授權的方式對外提供服務,到現在也經歷了30多年的發展。從兩者的生態繁榮的上來看,RISC-V大致相當于2005年左右的Arm。在彼時市場上對于Arm的需求量保障,在嵌入式領域Arm和X86、MIPS展開激烈的競爭。而此時的RISC-V有著更高的加速度在增長,在很多領域有了非常好的發展前景。據RISC-V國際基金會數據,RISC-V出貨量已超過一百億顆,對比同時期的X86/ARM來看,這是個非常大的量。

    武延軍表示:“在當前這個階段,整個生態上下游都可以去開始發力了。如果說之前還在觀望的話,從這個階段開始大家已經可以不用去觀望了,不管是從個人學習能力提升角度,亦或是從公司業務發展的角度,都可以放心地去投入RISC-V領域了。RISC-V商用時機已經到了,雖然目前可能還是局限于一些對算力和對軟件生態豐富程度要求不那么高的領域。但是以此為起點,我們看到它驚人的加速度?!?

    而像平頭哥這種走的比較快的RISC-V領導廠商,已經開始探索RISC-V的下一步,即向著更高性能技術發展、更垂直領域應用探索。


    RISC-V走向高性能

    在此次峰會上,阿里平頭哥發布了芯片平臺“無劍600”,將RISC-V處理器拉入到了2GHz高性能水平,而且實現了龍蜥OS兼容,大型桌面級開源Office軟件LibreOffice也可以在其上運行。

    當然,這并不代表著RISC-V性能足以完全進軍筆記本或PC市場,平頭哥推出高性能RISC-V芯片設計平臺,對于整個RISC-V生態的驗證、借鑒和探索的意義更大。

    圖:平頭哥半導體副總裁孟建熠博士,線上發布高性能RISC-V無劍600芯片平臺

    【RISC-V可以實現高性能】

    RISC-V作為精簡指令集,其相關處理器更多的應用方向和Arm的類似,大多集中在物聯網和嵌入式領域。目前市場對于更高性能的RISC-V處理器需求并不多,但走向高性能有著特殊的意義。

    孟建熠表示,平頭哥希望能夠提供一個比較好的高性能平臺,能夠讓更多的軟件開發者、能夠從在QEMU這種軟件模擬,直接走到芯片上實際運行,能夠真正地體驗及運用RISC-V架構和芯片,看看它到底在性能上是不是能夠具備這樣的能力。事實證明,基于無劍600“打樣”的SoC原型曳影1520,完全具備這樣的能力。

    走向高性能也面臨著很多挑戰:從軟件角度而言,可以看到目前還是有很多核心的基礎軟件沒有很好地支持RISC-V。很多基礎軟件包之前都是在X86和ARM上面去跑,維護者和社區還沒有把RISC-V當成Tier-1或者First-Class-Citizen角度去對待。從硬件角度來看,要往高性能發展,處理器本身要在性能上有突破?!靶阅芡黄啤本鸵馕吨度氪罅康难邪l精力,只有更高的性能,才能適配各種各樣豐富的軟件。

    【全棧優化的獨特優勢】

    在AI等領域,RISC-V相比其他指令集的優勢在于可以實現全棧優化。相較于其他硬件架構,上層軟件棧越厚,上面的工程師就越看不到底下的硬件是什么樣的。當上層軟件想要不斷優化的時候,底層硬件已經固化,無法繼續配合軟件進行系統優化。

    RISC-V是一個全新的架構,開發者可以從頂層的軟件應用需求向下設計,反過來提升硬件在AI方面所需的能力,生態內開發伙伴可以從處理器、編譯工具到庫、再到上層應用,實現全棧優化。

    “因為 RISC-V是全球協同的,不是一家公司所維護的架構。在基金會制定標準的時候,整個軟硬件全棧上相關公司都在看這個架構做的好不好、能不能符合其要求,所以RISC-V天生具備全棧優化的技術能力?!泵辖诒硎?,“AI需要'可編程性',而可編程性是RISC-V在擴展上非常好的一個優勢。某些專門針對AI做的ASIC的絕對性能肯定比處理器更好,但因為AI算法是不斷演進的,其實RISC-V在靈活性和未來拓展性上具有特別的優勢?!?


    RISC-V和中國

    在上文提到的一百億出貨中,累計出貨里面有大約50%在中國。對于中國而言,RISC-V的發展有著特殊的意義,中國市場和生態也對RISC-V的高速發展起到了至關重要的作用。

    首先至關重要的一點在于,RISC-V是第一次以開源開放模式、由全世界參與構建的計算生態體系,也是第一個中國從發展初期就可以深度參與、發揮核心貢獻的全球范圍的新指令集架構、新的生態。這是一個難得的歷史機遇。孟建熠表示,RISC-V對于中國來講是發展完全跟國外同步的一個架構,中國工程師的參與度相比原來的這些架構會高很多,將會有更多的中國技術的貢獻,從高校、研究所到整個產業,整個活躍度、技術上的貢獻度,肯定是比原來其它架構都是完全不一樣的。

    中國也是RISC-V最好的落地和發展的地方。首先這是一個巨量的市場,有大規模的計算機工程師團隊和專業人才,同時有足夠豐富的應用場景能夠充分發揮RISC-V的多樣性。其次,在這里沒有國外一些老牌廠商和機構的歷史包袱,沒有它們已經存在的商業利益或者技術發展慣性,中國企業和開發者完全有機會從一個全新的視角去做一些開創性工作。


    RISC-V的未來

    武延軍表示,雖然Arm和RISC-V同為精簡指令集,但Arm指令集是私有的、商業授權的,RISC-V指令集則在RISC-V國際基金會管理下的開源開放的模式。未來兩者可能是一種融合共生的狀態,但是本身的技術又會相互不斷融合、互相借鑒。因為RISC-V本身的開放性,Arm肯定會把RISC-V的一些比較好的特性吸收;而本身RISC-V在成長過程中,也吸取了很多ARM的經驗教訓。

    2022年,RISC-V的軟硬件生態發展如何?

    圖:中國科學院軟件研究所總工程師武延軍

    在終端市場,每家公司或者說每個架構都會有自己的一個“心智”。比如,英特爾打造的一個點是“算力強”,Arm是“芯片多、低功耗”。對于RISC-V,孟建熠認為,RISC-V的“定制化帶來全棧優化的更好的體驗,開放、開源帶來普惠的算力成本?!?

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