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图灵奖得主、院士力推,不受欧美垄断的“芯片第三极”,上海如何弯道超车?
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来源:上观新闻 作者:查睿 2023-03-05 07:30
摘要:据预测,2025年RISC-V架构芯片更有望突破800亿颗。

“RISC-V是中国CPU领域非常受欢迎的架构,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。”2日,中国工程院院士倪光南在上海举办的首届玄铁RISC-V生态大会上表示,中国的巨大市场将成为支撑RISC-V的重要基地。

在PC和移动互联网时代,中国企业经历了一段难忘的“芯酸”往事,核心原因之一就是处理器架构技术的空白,芯片的软硬件生态长期被科技巨头垄断。随着“芯片第三极”RISC-V在开源方面的不断发展,中国芯片企业也在试图弯道超车实现自主化。作为国内最早支持RISC-V发展的地区,上海已举办多个相关研讨会,成立行业组织和产业联盟,以平头哥为代表的上海芯片企业,也率先掌握了先机,基本完成主流操作系统全适配。

RISC-V已成芯片新赛道

在生态大会现场,一位业内人士告诉记者,在PC时代,x86架构芯片称霸了PC市场数十年,性能出众但架构并不对外授权,全球仅有英特尔、AMD等少数几家公司可以使用这一架构研发芯片。移动互联网时代,ARM凭借低功耗优势以及比x86生态更开放的授权模式,构建了庞大的软硬件生态,尤其是在芯片硬件层面,ARM向芯片设计企业授权指令集和处理器核,中国各家芯片公司借此机会快速发展,但核心技术依旧受制于人的事实并未改变。

AIoT(人工智能物联网)市场的爆发改变了x86和ARM两强的格局,定制化、专用化的芯片成为新的趋势,而x86和ARM的商业模式逐渐无法满足市场需求。2010年,加州大学伯克利分校的David Patterson教授团队领导研发了RISC-V指令集并宣布对外开源,任何企业、开发者都可以免费使用。2015年,RISC-V由国际基金会运营,这一技术开始从高校走向产业界。对芯片设计厂商而言,这种全新模式还大幅降低了芯片设计的周期、成本。

据统计,RISC-V基金会员已有高通、英伟达和谷歌等3000多名成员,第三波芯片浪潮的序幕由此拉开,国内外科技企业和机构纷纷涌进RISC-V赛道。

2021年6月,中科院计算所发布高性能RISC-V处理器香山。2022年2月,英特尔宣布加入RISC-V阵营,成为RISC-V基金会高级会员,同年11月,美国芯片创业公司SiFive推出3.4GHz的RISC-V处理器。

与此同时,各国政府也持续投入该技术的研发。印度政府资助的处理器相关项目都开始向RISC-V 靠拢,让RISC-V成了事实上的国家级指令集。巴基斯坦政府也宣布将RISC-V列为国家级preferred architecture(首选架构)。2022年6月,俄罗斯数字发展部宣布将大力扶持RISC-V处理器的发展,欧盟在去年9月明确支持RISC-V与开源硬件。

目前,RISC-V架构芯片的出货量已达成100亿颗里程碑,仅用12年就走完了传统架构30年的发展历程,据预测,2025年RISC-V架构芯片更有望突破800亿颗。倪光南预测,在芯片领域,未来将形成x86、ARM、RISC-V三分天下的格局。RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson也在会上表示:“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。我认为,3到5年后,RISC-V将无处不在。”

中国RISC-V生态已初步形成

记者在现场看到,英特尔、谷歌、支付宝、网易有道、创维酷开等全球数百家企业齐聚一堂,这也侧面反映出RISC-V开源社区的魅力所在。

在RISC-V处理器及芯片研发上,平头哥已推出8款RISC-V处理器,覆盖高性能、高能效、实时可靠等场景需求,是RISC-V量产芯片采用最广泛的处理器。嘉楠科技推出全球首款支持RISC-V Vector1.0标准的商用量产芯片K230,算能推出64核RISC-V服务器芯片,与平头哥的合作从嵌入式芯片量产,走向云端芯片的全面探索。英特尔软件和先进技术事业部副总裁谢晓清演讲中称,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。

“RISC-V的蓬勃发展,从芯片生态,到基础软件生态,再到应用和终端生态,都需要全球创新协同。”平头哥副总裁孟建熠表示,RISC-V芯片生态与操作系统等基础软件生态正加速融合。

早在去年,RISC-V架构已实现与安卓体系融合,RISC-V在安卓系统上成功运行多媒体、3D渲染、AI识物等场景及功能。这意味着安卓系统在RISC-V硬件上得到进一步验证,两大体系融合开始进入原生支持的应用新阶段。记者了解到,基于适配操作系统,RISC-V首次跑通大规模商用IM工具钉钉,创维酷开在RISC-V架构上运行业界首个电视端WebOS,网易有道与平头哥合作,在词典笔等智能硬件创造新的融合生态,海尔也在智能家电领域探索RISC-V应用落地。

值得一提的是,中国RISC-V生态已初步形成,全球100亿采用RISC-V的核中有一半来自中国,数百家中国公司都在关注或以RISC-V指令集进行开发,在RISC-V22个高级会员中,12家为中国企业,包括阿里巴巴、华为、腾讯、中兴等。“这意味着,中国企业在RISC-V技术的发展上有更多的话语权,纵观从六十多年半导体的发展历程,中国企业从未有过如此全面、深度的参与。”孟建熠说。

倪光南还表示,智能网联汽车领域被认为是未来芯片的巨大市场,据估计,一辆智能网联汽车要用数百颗芯片,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。

上海见证了中国RISC-V蓬勃发展

成立于2018年9月的芯片“新势力”,平头哥如何在短短5年时间内在新赛道上抢得先机?孟建熠多次提到来自上海的支持:“上海大力支持平头哥发展,平头哥总部也落户张江。上海也是中国半导体产业高地,早在2018年7月,上海市经信委在全国率先旗帜鲜明地出台RISC-V相关政策,是国内极早发现RISC-V潜力的地方政府部门。”

早在2016年,平头哥尚未成立之时,孟建熠第一次在上海参加RISC-V峰会时,“那个时候更多是学术会议,这是刚刚从国外传进来的技术,大家觉得它是一个‘时髦’的技术,参与者里的学生和老师很多,企业少一些。”如今7年之后,RISC-V已不再是象牙塔的技术创新,而是商业化的落地应用,“多参与者都是真正在量产RISC-V芯片的公司,他们希望看到更多RISC-V有什么样的生态投入,有更多什么样的趋势。”

2019年,平头哥在上海发布了当时性能最强的RISC-V处理器玄铁C910。2020年,平头哥在上海发布一站式芯片设计平台“无剑100 Open”。2022年,在第二届RISC-V中国峰会,平头哥发布高性能SOC平台无剑600……孟建熠表示,上海见证了平头哥发展的重要节点,也见证了中国RISC-V生态蓬勃发展。

2021年数据显示,上海集成电路产业规模达到了2578亿元、增长了近25%,约占全国的20%、集聚的行业企业达到了1300多家,吸引了全国近40%的集成电路人才。孟建熠还特别提到,上海有很好的半导体产业链,公司与上海各大芯片设计公司一直保持合作,其中有技术软件、操作系统、应用合作和工艺合作等诸多领域的伙伴,“上海的与众不同,体现在从工艺到应用整条链路都很齐备,我们希望社会各界都能一同参与到RISC-V生态建设中来,抓住这波难得的发展机遇。在RISC-V生态发展上,我们将会进一步丰富在上海的发展计划,争取更大的成绩和突破。”

栏目主编:李晔 题图来源:视觉中国 图片编辑:邵竞
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