RISC-V是一種開放式指令集架構(gòu)（ISA），起源于伯克利大學(xué)并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)他們需要選一種計(jì)算機(jī)架構(gòu)，在分析了 ARM、MIPS、SPARC、x86 等多個(gè)指令集之后，發(fā)現(xiàn)它們不僅設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，而且還存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。于是他們?cè)?010年5月開始規(guī)劃自己做一個(gè)新的、開源的指令集，就是RISC-V。
RISC-V的優(yōu)勢(shì)（圖源：ChinaAET）
RISC-V誕生后在眾多高校的科研項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。為進(jìn)一步推動(dòng)商業(yè)化進(jìn)程，2015年，3名RISC-V發(fā)明者創(chuàng)辦SiFive公司，SiFive聯(lián)合以google為首的公司作為創(chuàng)始會(huì)員創(chuàng)立RISC-V基金會(huì)。目前，RISC-V國際基金會(huì)的會(huì)員數(shù)量已經(jīng)超過3000，會(huì)員來自70個(gè)不同國家。
如今，RISC-V已經(jīng)成為了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的熱門話題，越來越多的公司和組織開始采用RISC-V來實(shí)現(xiàn)他們的計(jì)算需求。中國機(jī)構(gòu)在RISC-V開源架構(gòu)生態(tài)中建立了巨大影響力。基金會(huì)22位高級(jí)會(huì)員中有12名來自中國，其中包括阿里巴巴平頭哥、華為、中興通訊、騰訊、希姆計(jì)算、中科院等多家企業(yè)和機(jī)構(gòu)。
3月2日，由阿里巴巴平頭哥舉辦的首屆玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)在上海舉行。大會(huì)以“開放、連接”為主題，英特爾、谷歌、Canonical、Imagination、海爾、支付寶、網(wǎng)易有道、創(chuàng)維酷開等全球數(shù)百家企業(yè)及機(jī)構(gòu)代表齊聚一堂，成為中國RISC-V發(fā)展史上規(guī)模最大的一次會(huì)議。
中國的巨大市場(chǎng)將成為支撐RISC-V的重要基地
中國工程院院士倪光南（圖源：平頭哥）
經(jīng)過約5年時(shí)間建設(shè)，中國RISC-V生態(tài)已初具規(guī)模。中國工程院院士倪光南在會(huì)上表示：“RISC-V為全球芯片領(lǐng)域打破壟斷，降低芯片開發(fā)門檻，促進(jìn)芯片人才培養(yǎng)，推進(jìn)芯片業(yè)創(chuàng)新，開創(chuàng)了一個(gè)新局面，也為中國芯片業(yè)發(fā)展提供了新機(jī)遇。開源RISC-V自發(fā)布以來，已經(jīng)有越來越多的國家、企業(yè)、高校、科研院所擁抱RISC-V架構(gòu)，成為推動(dòng)新一代信息技術(shù)發(fā)展的新引擎。 ”
如今，RISC-V的生態(tài)正在茁壯成長(zhǎng)，主要展現(xiàn)在軟件生態(tài)、應(yīng)用生態(tài)和開發(fā)者生態(tài)三個(gè)方面。
在軟件生態(tài)方面：現(xiàn)在中國產(chǎn)學(xué)研各界正在迅速推進(jìn)高性能RISC-V芯片研發(fā)，為此，芯片設(shè)計(jì)需要與基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件全方位適配，經(jīng)過社區(qū)的共同努力，目前RISC-V與國際主流的RTOS、Linux、安卓等操作系統(tǒng)有了良好的適配，在中國，各家操作系統(tǒng)廠商也都在全力支持。
在應(yīng)用生態(tài)方面：RISC-V最早應(yīng)用于IoT領(lǐng)域，現(xiàn)正逐步走向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。RISC-V不僅可以在工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等對(duì)算力要求不高的領(lǐng)域得到推廣，現(xiàn)在也正在向?qū)λ懔τ懈咝枨蟮淖烂鎽?yīng)用、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域被認(rèn)為是未來芯片的巨大市場(chǎng)，據(jù)估計(jì)，一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車就可能要用上百顆CPU，目前中國該領(lǐng)域主要產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正在積極推進(jìn)基于RISC-V的解決方案。隨著服務(wù)器和超算、AI訓(xùn)練和推斷、包括ChatGPT之類應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)強(qiáng)大算力的需求越來越迫切，鑒于RISC-V具有模塊化、可擴(kuò)展、易定制的優(yōu)勢(shì)，以及不受壟斷制約、供應(yīng)鏈安全容易保障的優(yōu)勢(shì)，中國有關(guān)廠商正在全力推進(jìn)提供強(qiáng)大算力的RISC-V方案。
“可以毫不夸張地說，今天RISC-V是中國CPU領(lǐng)域最受歡迎的架構(gòu)，中國芯片產(chǎn)業(yè)和整個(gè)芯片生態(tài)將會(huì)越來越多地聚焦于RISC-V架構(gòu)，中國的巨大市場(chǎng)將成為支撐RISC-V的重要基地。”倪光南表示。
在開發(fā)者生態(tài)方面：中國已經(jīng)有數(shù)百家企業(yè)加入RISC-V國際基金會(huì)，在RVI的組織下，RVI中國成員在RISC-V社區(qū)中作出了巨大的貢獻(xiàn)，推動(dòng)著RISC-V生態(tài)的發(fā)展。此外，中國許多大學(xué)已為研究生和本科學(xué)生開設(shè)了RISC-V課程，大力開展RISC-V人才培養(yǎng)，積極參與RISC-V基礎(chǔ)軟件開源社區(qū)，參與許多RISC-V設(shè)計(jì)和應(yīng)用項(xiàng)目。
RISC-V已跑出新賽道
平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠（圖源：平頭哥）
“回想七年前首次參與RISC-V交流討論會(huì)議，當(dāng)時(shí)更多是學(xué)術(shù)討論，而今現(xiàn)在已經(jīng)從學(xué)術(shù)層面走向了產(chǎn)品、商業(yè)”。平頭哥半導(dǎo)體有限公司副總裁孟建熠總結(jié)道，“RISC-V勢(shì)頭已經(jīng)非常清晰了，賽道已經(jīng)慢慢跑出來了。”
孟建熠認(rèn)為，“生態(tài)”包括兩層含義：
第一，在RISC-V技術(shù)鏈條上有很多從事著不同工作的人，有做芯片、CPU、工具、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用的，開放來做才能讓大家看到更多技術(shù)上存在的問題，進(jìn)而快速迭代。
第二，RISC-V也需要與現(xiàn)有已經(jīng)存在的生態(tài)連接在一起，如GNU、Android、Linux等各種開源生態(tài)，還有如Intel生態(tài)、統(tǒng)信、openKylin、有道、海爾等一些公司自己主導(dǎo)的生態(tài)。
RISC-V基金會(huì)預(yù)測(cè)，到2025年采用RISC-V架構(gòu)的處理器將突破800億顆，在IoT領(lǐng)域，2025年RISC-V的市場(chǎng)占有率將達(dá)到28%。而在RISC-V最有機(jī)會(huì)發(fā)力的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，RISC-V的市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率將超過70%，2027年左右將會(huì)有250億設(shè)備在生態(tài)中。
RISC-V在全球的格局
全球協(xié)同的技術(shù)演進(jìn)正在持續(xù)加速（圖源：ChinaAET）
孟建熠指出，北美依然是RISC-V創(chuàng)新高地，從處理器IP到軟件，到data center都在全面探索；歐洲的很多老牌公司都在逐步從原有架構(gòu)轉(zhuǎn)到RISC-V架構(gòu)；亞洲的發(fā)展速度非常快，以晶心科技、StarFive、香山、芯來和平頭哥為代表的的公司都在努力推動(dòng)處理器的發(fā)展，大部分芯片公司也正在考慮如何使用RISC-V開發(fā)自己的生態(tài)產(chǎn)品，還有很多基礎(chǔ)軟件公司也在逐步進(jìn)入到RISC-V生態(tài)中。
RISC-V是全球協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn)，作為架構(gòu)要把如何工作、如何運(yùn)行、如何標(biāo)準(zhǔn)化的原理告訴大家，不是通過產(chǎn)品，而是通過競(jìng)爭(zhēng)前標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)，今天國內(nèi)已經(jīng)有機(jī)會(huì)去參與了。
標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展非常快，所有的RISC-V處理器會(huì)在架構(gòu)兼容性上有些要求，但在標(biāo)準(zhǔn)化的長(zhǎng)期維護(hù)下非常不容易，有很多工程師參加到基金會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制定中，拿下標(biāo)準(zhǔn)難度非常大。日前，平頭哥已經(jīng)拿到了第一張架構(gòu)兼容性測(cè)試證書。
平頭哥獲得全球首張架構(gòu)兼容性證書（圖源：平頭哥）
平頭哥全力推動(dòng)RISC-V生態(tài)發(fā)展
平頭哥從2018年開始踏入RISC-V，2019年在上海發(fā)布了第一款性能最好的RISC-V處理器——玄鐵910。從2019年到2023年，已經(jīng)收獲了多媒體、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)、服務(wù)器領(lǐng)域的芯片。經(jīng)過幾年的發(fā)展，已推出3大系列8款RISC-V處理器，覆蓋高性能、高能效、實(shí)時(shí)可靠等場(chǎng)景需求，是RISC-V量產(chǎn)芯片采用最廣泛的處理器。
孟建熠透露，平頭哥還瞄準(zhǔn)更多領(lǐng)域，在AI推理計(jì)算、工業(yè)、5G計(jì)算、服務(wù)器周邊布局了更多芯片，近期將逐步推出。
平頭哥始終保持每年推出一款新產(chǎn)品的節(jié)奏，去年云棲大會(huì)發(fā)布了玄鐵908處理器，產(chǎn)品主頻可以到2.0GHz，能效和標(biāo)準(zhǔn)兼容性都非常好。
如今，平頭哥擁有面向計(jì)算增強(qiáng)的C系列、面向成本功耗優(yōu)化的E系列和面向可靠性實(shí)時(shí)性的R系列，可以在這三個(gè)賽道上給產(chǎn)業(yè)提供非常標(biāo)準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠的產(chǎn)品。
技術(shù)軟件方面，通過與國內(nèi)創(chuàng)新型公司的合作，平頭哥還推出了玄鐵開發(fā)工具三劍客（基礎(chǔ)軟件三件套）——編譯器TAC、編譯環(huán)境CDK、部署工具集HHB，大大提升RISC-V開發(fā)環(huán)境及工具棧效率。編譯器過去一年性能提升了20%左右；編譯環(huán)境CDK集成了全新的Language Server；部署工具集HHB是AI部署工具，新增了混合量化功能，新增Transformer網(wǎng)絡(luò)支持。
安全是RISC-V有機(jī)會(huì)走在架構(gòu)領(lǐng)先道路上的重要因素，平頭哥過去一年已經(jīng)把安全標(biāo)準(zhǔn)具體落實(shí)到應(yīng)用和產(chǎn)品中。2022年4月份發(fā)布的是基于虛擬化隔離的TEE安全技術(shù)，兼容了Global. platform的標(biāo)準(zhǔn)；2023年完成了基于多個(gè)物理核隔離的TEE安全技術(shù)，現(xiàn)在得到了應(yīng)用，在金融類應(yīng)用產(chǎn)品場(chǎng)景已經(jīng)在芯片內(nèi)置，已經(jīng)在使用中。
RISC-V生態(tài)的蓬勃發(fā)展，呼喚指令集標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，中國企業(yè)在推動(dòng)RISC-V國際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。RISC-V國際基金會(huì)CEO Calista Redmond會(huì)上介紹，基金會(huì)22位高級(jí)會(huì)員中有12名來自中國。在國際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中，平頭哥領(lǐng)導(dǎo)了其中的11個(gè)主要技術(shù)小組，推動(dòng)了29個(gè)技術(shù)方向的標(biāo)準(zhǔn)制定，是公認(rèn)的投入力量最大的中國機(jī)構(gòu)。平頭哥也已經(jīng)拿到了全球首張架構(gòu)兼容性測(cè)試證書。此外，平頭哥還在持續(xù)推動(dòng)RVV1.0架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、面向人工智能的全新Matrix矩陣標(biāo)準(zhǔn)以及RISC-V安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。
同時(shí)孟建熠也表示，平頭哥會(huì)持續(xù)把Vector0.7在性能穩(wěn)定性上維護(hù)做得足夠到位。
AI方面，只有Vector遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還有面向新的人工智能計(jì)算的Matrix，在基金會(huì)還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)，但是平頭哥已經(jīng)做完了，現(xiàn)在把工具、model、編譯器都已經(jīng)開放在GitHub上了。
RISC-V芯片生態(tài)與操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件生態(tài)正加速融合。平頭哥已基本完成國際及國內(nèi)主流操作系統(tǒng)與RISC-V的全適配，包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龍蜥、統(tǒng)信、openKylin、創(chuàng)維酷開系統(tǒng)、RTT等操作系統(tǒng)。
谷歌安卓工程總監(jiān)Lars Bergstrom會(huì)上表示，他見過的第一個(gè)讓安卓系統(tǒng)真正在RISC-V硬件上跑通的工作來自平頭哥，亞太地區(qū)的貢獻(xiàn)有力推動(dòng)了開源項(xiàng)目的發(fā)展。
龍蜥操作系統(tǒng)適配與優(yōu)化（圖源：ChinaAET）
龍蜥擁有300萬裝機(jī)量，有300多家合作伙伴，是由阿里云主導(dǎo)的服務(wù)器端操作系統(tǒng)，平頭哥在去年完成了跟龍蜥操作系統(tǒng)的適配，得到了新增3500多個(gè)基礎(chǔ)軟件對(duì)架構(gòu)的支持。
統(tǒng)信操作系統(tǒng)適配與優(yōu)化（圖源：ChinaAET）
桌面操作系統(tǒng)統(tǒng)信方面，從2022年7月開始，平頭哥完成了6500多個(gè)應(yīng)用軟件包的適配和移植，也完成了DDE桌面、Firefox、Node.JS、OpenJDK、LibreOffice等桌面軟件的應(yīng)用，得到了操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件、第三方庫的支持。
openKylin操作系統(tǒng)適配與優(yōu)化（圖源：ChinaAET）
openKylin是國內(nèi)最大桌面操作系統(tǒng)的供應(yīng)商，涵蓋桌面到數(shù)據(jù)中心，有76萬用戶，平頭哥與openKylin進(jìn)行了深度適配，重點(diǎn)在圖形化上做優(yōu)化，openKylin上所有開源軟件包都已經(jīng)完全適配好了。
與釘釘?shù)暮献鳎▓D源：ChinaAET）
基于適配的openKylin操作系統(tǒng)，RISC-V首次跑通大規(guī)模商用IM（即時(shí)通訊）工具釘釘。釘釘發(fā)出了第一個(gè)的“Hello RISC-V”的消息，標(biāo)志著從RISC-V到操作系統(tǒng)，再到應(yīng)用軟件，真正具備了交互的能力。
此外，創(chuàng)維酷開在RISC-V架構(gòu)上運(yùn)行業(yè)界首個(gè)電視端WebOS，讓億級(jí)規(guī)模的智能終端有了新選擇；網(wǎng)易有道與平頭哥的緊密合作，讓技術(shù)創(chuàng)新突破了軟硬件的壁壘，在詞典筆等智能硬件上開墾出新的融合生態(tài)；海爾與平頭哥在智能家電領(lǐng)域探索RISC-V應(yīng)用落地。
在玄鐵RISC-V生態(tài)大會(huì)上，阿里巴巴平頭哥公布了生態(tài)計(jì)劃。面向芯片開放社區(qū)的15萬開發(fā)者，平頭哥首度推出在線學(xué)習(xí)平臺(tái)“RISC-V學(xué)院計(jì)劃”，鼓勵(lì)參與全球RVFA認(rèn)證。針對(duì)行業(yè)伙伴，平頭哥推出“玄鐵優(yōu)選芯片”計(jì)劃，推動(dòng)生態(tài)芯片落地；同時(shí)設(shè)置“玄鐵優(yōu)選伙伴”，首批授予給全志科技、愛普特、算能、博流智能、清微智能、云知聲、匠芯創(chuàng)、AFP物聯(lián)等8家公司，肯定他們對(duì)RISC-V生態(tài)作出的突出貢獻(xiàn)。
“開源開放是RISC-V生態(tài)建設(shè)的核心，阿里平頭哥也將繼續(xù)連接生態(tài)內(nèi)的開發(fā)者和不同伙伴，推進(jìn)RISC-V生態(tài)與更廣泛的生態(tài)體系融合，與各界共享普惠算力技術(shù)的紅利，持續(xù)貢獻(xiàn)開放生態(tài)及社區(qū)。”孟建熠總結(jié)道，“RISC-V就像日出的太陽，盡管還溫潤如玉，但已經(jīng)初步照亮了東方，我們也看到了一些賽道，我們一起等待他驕陽似火的那天。”
RISC-V之父、圖靈獎(jiǎng)得主David Patterson見證了RISC-V生態(tài)的蓬勃發(fā)展，他在會(huì)上表示：“我認(rèn)為，3到5年后，RISC-V將無處不在！”
如果說 x86 處理器芯片極大地推進(jìn)了 PC 和服務(wù)器的普及和繁榮，ARM商用處理器架構(gòu)授權(quán)+IP 授權(quán)奠定了嵌入式和移動(dòng)手持設(shè)備井噴的基礎(chǔ)，隨著萬物互聯(lián)的智能時(shí)代來臨，開放、簡(jiǎn)潔、模塊化的RISC-V架構(gòu)崛起，并從終端走向云端，極有希望發(fā)展成為第三大架構(gòu)生態(tài)。而中國也將有機(jī)會(huì)在這一浪潮中打破一直以來在處理器發(fā)展中的被動(dòng)地位，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展繁榮。