倪光南：掌握芯片主動(dòng)權(quán)，打破x86和Arm壟斷應(yīng)適當(dāng)聚焦RISC-V
在未來(lái)世界主流CPU架構(gòu)格局中，RISC-V架構(gòu)將有望達(dá)到三分天下有其一。
在硬件行業(yè)越來(lái)越走向底層技術(shù)能力賽跑的發(fā)展過(guò)程中，關(guān)于核心底層技術(shù)能力的搭建正顯得日益重要起來(lái)，尤其是關(guān)乎芯片處理能力的計(jì)算架構(gòu)方面。但目前核心的架構(gòu)產(chǎn)權(quán)主要都掌握在海外國(guó)家手中構(gòu)建國(guó)內(nèi)的相關(guān)核心能力和生態(tài)效應(yīng)迫在眉睫。
12月20日，第十六屆·中國(guó)芯集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)暨“中國(guó)芯”優(yōu)秀產(chǎn)品征集活動(dòng)發(fā)布儀式在珠海市召開(kāi)，中國(guó)工程院院士倪光南在致辭環(huán)節(jié)指出，目前CPU市場(chǎng)主要被x86和Arm架構(gòu)所壟斷，我國(guó)可適當(dāng)聚焦RISC-V架構(gòu)發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)，從而抓住快速發(fā)展中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇，并不受外國(guó)壟斷架構(gòu)的制約，將芯片業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。
倪光南院士表示，CPU（中央處理器）架構(gòu)是芯片產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭，它不僅決定了CPU的性能，而且在很大程度上引領(lǐng)了整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)。尤其是對(duì)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)、設(shè)計(jì)工具（EDA）、芯片IP庫(kù)、應(yīng)用生態(tài)等環(huán)節(jié)有重大影響，此外，也影響到芯片的生產(chǎn)、測(cè)試、封裝等環(huán)節(jié)。近年來(lái)包含微處理器的SoC產(chǎn)品在芯片產(chǎn)品中的比重已增大到70%以上，這說(shuō)明CPU架構(gòu)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的影響正繼續(xù)增長(zhǎng)。
倪光南院士認(rèn)為，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展，一些企業(yè)已經(jīng)在業(yè)界取得了很大的成就，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有多家國(guó)產(chǎn)CPU架構(gòu)并存（例如飛騰、華為、申威、龍芯、海光、兆芯等等）。不過(guò)從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，主流的CPU架構(gòu)具有很強(qiáng)的壟斷性，今后世界市場(chǎng)上主流CPU大概率是被x86和ARM兩家所壟斷，而它們都是美國(guó)公司的產(chǎn)權(quán)。由此可見(jiàn)，我國(guó)現(xiàn)存多種CPU架構(gòu)并存的格局難以取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這樣我國(guó)芯片業(yè)最終仍然很難擺脫受制于人的局面。
近年，一種新興的、開(kāi)源RISC-V精簡(jiǎn)指令集CPU架構(gòu)為芯片業(yè)發(fā)展提供了機(jī)遇。倪光南院士指出，RISC-V架構(gòu)由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校計(jì)算機(jī)科學(xué)部門(mén)于2010年發(fā)明，它采用開(kāi)源模式，用戶可自由免費(fèi)地使用該架構(gòu)進(jìn)行CPU設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)并添加自有指令集進(jìn)行拓展，自主選擇是否公開(kāi)發(fā)行、或商業(yè)銷售、或更換其他許可協(xié)議、或完全閉源使用。
更重要的是，領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)開(kāi)源社區(qū)的RISC-V基金會(huì)已在去年從美國(guó)遷往瑞士，倪光南院士認(rèn)為，這可以RISC-V架構(gòu)幫助擺脫美國(guó)貿(mào)易制裁的影響。另外，該基金會(huì)的領(lǐng)軍人物David Patterson教授還在深圳與清華大學(xué)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。
倪光南院士表示，近年來(lái)我國(guó)產(chǎn)學(xué)研用各界評(píng)估和試用后，普遍認(rèn)為RISC-V架構(gòu)先進(jìn)、功能完善，有可能在AI、IoT、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等等新一代信息技術(shù)領(lǐng)域獲得市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，從而在未來(lái)世界主流CPU架構(gòu)格局中，達(dá)到三分天下有其一。
為此，倪光南院士建議，我國(guó)可適當(dāng)聚焦RISC-V架構(gòu)發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)，從而抓住快速發(fā)展中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇，并不受外國(guó)壟斷架構(gòu)的制約，將芯片業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。鑒于RISC-V采用開(kāi)源模式，這并不需要大量資金投入，而主要是確立技術(shù)路線，組織和調(diào)動(dòng)好開(kāi)源社區(qū)，開(kāi)源人才，進(jìn)行相應(yīng)的政策引導(dǎo)等等，以充分發(fā)揮我國(guó)舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，豐富的人才優(yōu)勢(shì)和超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
目前，在開(kāi)源領(lǐng)域，我國(guó)科技人員已經(jīng)創(chuàng)建了一些開(kāi)源社區(qū)，并擁有了相當(dāng)話語(yǔ)權(quán)甚至一定的主導(dǎo)權(quán)，例如OpenEuler、OpenHarmony等等，這表明中國(guó)開(kāi)源界正在實(shí)現(xiàn)新的創(chuàng)新突破，逐漸從開(kāi)源大國(guó)走向開(kāi)源強(qiáng)國(guó)。倪光南院士表示：“在這樣的大背景下，近期，我們正在和軟件所、一些高校和企業(yè)等同團(tuán)中央的中國(guó)光華科技基金會(huì)共同策劃，發(fā)起成立RISC-V生態(tài)專項(xiàng)基金，期望能得到社會(huì)各界的大力支持，快速形成推進(jìn)中國(guó)RISC-V開(kāi)源芯片發(fā)展的動(dòng)力，使其成為支撐我國(guó)信息技術(shù)體系的一塊基石。希望借助開(kāi)源的強(qiáng)大生命力，在推動(dòng)本國(guó)科技事業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也為世界開(kāi)源界作出卓越貢獻(xiàn)?！?/span>
“讓我們芯片業(yè)界和與世界同行一道，擁抱RISC-V開(kāi)源芯片新潮流，充分利用開(kāi)源模式，協(xié)同世界開(kāi)發(fā)者共同推進(jìn)開(kāi)源RISC-V的發(fā)展，同時(shí)為快速發(fā)展我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)、為構(gòu)建人類科技命運(yùn)共同體而做出貢獻(xiàn)?！蹦吖饽显菏咳缡钦f(shuō)。
附：RISC指令集介紹
資料顯示，RISC是一種精簡(jiǎn)指令處理器，其起源于美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的EECS部門(mén)的計(jì)算機(jī)科學(xué)部門(mén)的David Patterson教授及其團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)課題研究的產(chǎn)物。RISC-V則是David Patterson教授團(tuán)隊(duì)研制發(fā)的第四代精簡(jiǎn)指令處理器架構(gòu)。
而David Patterson教授研究RISC，主要是由于當(dāng)時(shí)英特爾、Arm等CPU廠商對(duì)于CPU架構(gòu)的授權(quán)要求較高，授權(quán)費(fèi)也非常高昂，有沒(méi)有其他的開(kāi)源的或者免費(fèi)的CPU可以使用，因此決定從零開(kāi)始設(shè)計(jì)一套全新的CPU架構(gòu)，在RISC-V設(shè)計(jì)成功之后，已將其免費(fèi)開(kāi)源。
相對(duì)于目前主流的英特爾X86架構(gòu)及Arm架構(gòu)來(lái)說(shuō)，RISC-V架構(gòu)具有指令非常精簡(jiǎn)、模塊化、可擴(kuò)展、開(kāi)源、免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。任何公司都可以利用RISC-V來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)自己的芯片。不過(guò)，RISC-V架構(gòu)在誕生之初，并不被市場(chǎng)所關(guān)注。
2015年，非營(yíng)利性的RISC-V基金會(huì)正式成立（RISC-V是開(kāi)源架構(gòu)，并不屬于RISC-V基金會(huì)），開(kāi)始推動(dòng)RISC-V的生態(tài)建設(shè)。但是直到2017年，RISC-V基金會(huì)才在上海交大舉行了第一次的研討會(huì)，第一次真正把RISC-V介紹到了中國(guó)，國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)業(yè)才關(guān)注到RISC-V。
但隨著2018年中興事件的爆發(fā)，特別是在2019年華為被美國(guó)列入實(shí)體清單之后，由于Arm有研發(fā)中心在美國(guó)，導(dǎo)致了Arm在當(dāng)時(shí)也不得不遵循美國(guó)禁令，暫時(shí)對(duì)華為進(jìn)行了斷供。由此進(jìn)一步引發(fā)了中國(guó)乃至全球廠商對(duì)于開(kāi)源的不受限制的RISC-V架構(gòu)的追捧。
根據(jù)RISC-V基金會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，目前其會(huì)員已有超過(guò)2000家，覆蓋了70個(gè)國(guó)家。而在此之前的2018年，則只有不到200家左右的會(huì)員，足見(jiàn)RISC-V近幾年發(fā)展之迅猛。這也與中國(guó)廠商的大力支持密不可分。
目前，在RISC-V基金會(huì)僅有的14家最高級(jí)別的會(huì)員當(dāng)中，中國(guó)廠商就占據(jù)了9家。包括阿里巴巴（平頭哥半導(dǎo)體）、華為、中興、賽昉科技、紫光展銳、西姆計(jì)算、中國(guó)科學(xué)院軟件研究所（ISCAS）、中科院計(jì)算所（ICT）、成為資本。另外，在RISC-V基金會(huì)的戰(zhàn)略會(huì)員中，中國(guó)廠商也是非常之多。
去年，RISC-V基金會(huì)總部已經(jīng)已從美國(guó)遷往瑞士，此后可擺脫美國(guó)貿(mào)易制裁的影響。這也進(jìn)一步解除了國(guó)內(nèi)對(duì)于發(fā)展RISC-V的后顧之憂。
根據(jù)Semico Research預(yù)測(cè)，到2025年，RISC-V CPU內(nèi)核的出貨量將達(dá)到624億個(gè)，2018-2025年復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)146.2%。其中在工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒁?67億個(gè)核心的出貨量居于領(lǐng)先位置。
出品：自主可控新鮮事
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