免费、开源的RISC-V架构从北美和欧洲发展起来,随后传入亚洲。6-7年前,RISC-V在中国还是一个“时髦”的技术,还处在学术层面,关注的群体大多数是高校的老师和学生,产业界人士相对较少。当前,中国RISC-V已经深入到产业应用中,并且一路加速度前行。

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安全、可控使RISC-V生态在中国崛起

伴随着开源这种科学开放精神的发展,开源对整个信息技术和产业的发展产生了巨大的推动作用,当前,开源已经发展成为全球协同创新的新模式和推动信息技术发展的强大动力。

中国工程院院士倪光南指出,图灵奖获得者David Patterson教授开发的RISC-V,为全球芯片领域打破垄断,降低芯片开发门槛,促进芯片人才培养,推进芯片业创新,开创了一个新局面,也为中国芯片业发展提供了新机遇。

“中国RISC-V的生态正在茁壮成长。”倪光南表示,中国已经有数百家企业加入RISC-V国际基金会,在RVI的组织下,RVI中国成员在RISC-V社区中作出了巨大的贡献,推动着RISC-V生态的发展。

北京开源芯片研究院首席科学家包云岗指出,当前,在RISC-V推进上,中美欧并驾齐驱。RISC-V国际基金会覆盖全球有70多个国家,3000多个会员,国内企业参与度非常高,25个高级会员中,中国有14个;22个理事会成员中,中国有9个。

包云岗表示,当前中国处于第一梯队,国内的各界都在积极推进RISC-V生态建设。2018年以来,很多企业都在推出基于RISC-V的各种各样的芯片,各种产品,同时地方政府也在出台一系列的政策。

此外,中国许多大学已为研究生和本科学生开设了RISC-V课程,大力开展RISC-V人才培养,积极参与RISC-V基础软件开源社区,参与许多RISC-V设计和应用项目。中国每年能培养近千万毕业生,他们之中许多人将成为未来RISC-V的设计大军,这对于RISC-V的后续发展将起到巨大的推动作用。

倪光南坚定地表示:“可以毫不夸张地说,今天RISC-V是中国CPU领域最受欢迎的架构,中国芯片产业和整个芯片生态将会越来越多地聚焦于RISC-V架构,中国的巨大市场将成为支撑RISC-V的重要基地。”02

完成主流操作系统适配,扫除“拦路虎”

RISC-V作为CPU的架构,一定要得到操作系统支持,才可以向下游终端应用推进。

当前,中国RISC-V已经完成了对于主流操作系统的适配。目前中国RISC-V与国际主流的RTOS、Linux、安卓等操作系统有了良好的适配,同时也获得麒麟、统信、龙蜥、鸿蒙、酷开等国内各家操作系统厂商全力支持。

“操作系统是通向应用最重要的跳板,或者就是一座桥,没有就过不去。完成与操作系统的适配,这解决了RISC-V通向各个应用场景下面的‘拦路虎’,或者说如同拿到了一张通行证。”平头哥半导体有限公司副总裁孟建熠指出。

他进一步表示:“当前,整个行业分工非常细,不可能直接在CPU上写程序,一定要操作系统支持。操作系统打通以后,上层的软件就能运行,上层软件都是跟操作系统耦合的。”

从国外的操作系统适配上, 以平头哥半导体的玄铁RISC-V IP为例,在安卓系统上持续推进2年得到突破,并得到Google的认可。同时,Linux操作系统的适配一直在进行,从Debian Fedora Gentoo到Ubuntu,平头哥完成了近6万个开源软件包的适配,完成了 SPDK和DPDK两个非常重要的开发套件的适配。

龙蜥是拥有300万装机量,有300多家合作伙伴,由阿里云主导的服务器端操作系统。2022年玄铁RISC-V完成与龙蜥操作系统的适配,和龙蜥操作系统在Java等很基础的软件上充分适配,得到了新增3500多个基础软件对架构的支持。

在桌面操作系统[统信]的适配上,从2022年7月开始,3个月的时间完成6500多个应用软件包的适配和移植。同时,完成DDE桌面、Firefox、Node.JS、OpenJDK、LibreOffice等桌面软件的应用,得到操作系统、基础软件、第三方库的支持。

此外,RISC-V架构可以非常好地适配到视频类应用。近段时间,玄铁RISC-V在电视操作系统创维酷开上进行适配,呈现NFS一碰投屏、DLNA/Airplay等操作,在用户体验和延时上都得到提升。

“过去两年我们主要做的是把IP变成了芯片,把芯片跟操作系统适配运行,大家能够触手可及地摸到RISC-V芯片。今天不是概念,已是实物。”孟建熠指出,“操作系统上可以支持诸多复杂的应用,RISC-V在操作系统上打通之后,今后将会有更多的应用软件加入RISC-V适配中。”

龙蜥社区理事长、阿里云研究员马涛认为,操作系统本身要适配很多芯片,RISC-V的蓬勃发展,对于操作系统厂商或者从事操作系统的从业人员来说,是一个巨大的机会。03

应用从中低端向高端挺进

RISC-V最早应用于IoT领域,现正逐步走向更广阔的应用领域。

倪光南指出,RISC-V不仅可以在工业控制、物联网、智能家居等等对算力要求不高的领域得到推广,现在也正在向对算力有更高需求的桌面应用、边缘计算等领域发展。

目前,钉钉移动办公应用软件引入平头哥RISC-V,编译27000多个文件,突破Qt和CEF核心组件。当钉钉发出了第一个的“Hello RISC-V”的消息时,标志着从RISC-V到操作系统,再到应用软件,真正具备了交互的能力。

在服务器芯片领域,专注于AI、RISC-V处理器产品研发的算能科技高级副总裁王雷指出,“随着RISC-V服务器芯片的推出,生态发展确实超出预期,产业共识正在明确,也强化我们进一步投入这个领域,我们的零件也要开放,不论是云端还是边缘,还是终端。”

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。

倪光南表示,智能网联汽车领域被认为是未来芯片的巨大市场,据估计,一辆智能网联汽车就可能要用上百颗CPU,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。

“推动RISC-V往高端、高性能这个方向做,这是一个过程。根据市场和业务的需求,逐步提升技术的完善度。”孟建熠表示。

在应用推进的时间节点上,他认为,IoT在消费类产品里面,今年在快速上量。车规芯片应该在一两年的时间就会出来,数据中心芯片时间会稍微再久一点。未来五年,RISC-V赛道从模糊变得清晰,在各个领域基本都能看到RISC-V的落地。

作者 Zichen

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