芯片产业正随时代而变化。PC 互联网时代,Intel 的 x86 架构芯片主导 PC 市场,但并不对外授权;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;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,成为芯片产业的新生力量。
作为一种新兴指令集,RISC-V 架构因其开源开放、简洁、模块化、可定制、可扩展的特性,适合当前万物互联的智能硬件的发展需求,在此轮芯片产业周期中发展迅速。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。
但是,芯片产业是一个资本高度密集、技术高度复杂的行业,从芯片设计、制造到包装测试,从制造材料、工艺到设备,几乎供应链各个环节都具有较高的技术门槛,RISC-V 当下最大的难题之一,便是生态。
在 3 月 14 日由达摩院举办的 2024 玄铁 RISC-V 生态大会上,达摩院宣布发起成立“无剑联盟”,意在加速 RISC-V 的生态产业化。
玄铁 RISC-V 处理器出货超 40 亿颗
“随着新型算力需求激增,RISC-V 正在迎来蝶变,即将进入应用爆发期。”阿里巴巴达摩院院长张建锋介绍。阿里巴巴作为国内最早布局 RISC-V 方向的团队,从研发处理器,到补齐软硬件全栈技术,再到开启生态合作、落地行业应用,已经初步构建起围绕玄铁处理器的协同创新生态。
据了解,目前玄铁已授权 300 多家企业,出货量超过 40 亿颗,成为 RISC-V 领域最受欢迎的处理器 IP 之一,在 PC、电力、5G 通信、机器人、交通等领域催化出一批典型的行业创新应用。
例如在在电力行业,国网智芯公司基于玄铁处理器研发面向工业应用的高能效、高安全、高可靠的 AI 芯片,可用于变电智能巡视、源网荷储协同调度等场景;在 ICT 领域,中国电信研究院采用玄铁 RISC-V 研发云桌面、AI 边缘盒子等新硬件;在机器人方向,亚博智能推动 RISC-V 首次进入 ROS 机器人领域,基于玄铁处理器的 Mlik-V Meles 开发板研发 SLAM 建图与避障导航小车;润开鸿联合达摩院在玄铁 RISC-V 上更好地发挥了 OpenHarmony 分布式技术应用优势,落地金融、交通等行业。
尤为值得注意的是,此次大会上,中国科学院软件研究所发布基于 RISC-V 的开源笔记本电脑“如意 BOOK”,搭载玄铁 C910 处理器,在 openEuler 操作系统上流畅运行钉钉、Libre Office 等大型办公软件,首次打通了从底层芯片到操作系统到商用软件的 RISC-V 全链路。
2019 年玄铁 C910 处理器推出,成为全球 RISC-V 从 IoT 领域到高性能应用的起点。人工智能是目前芯片产业的最大增量和变量,RISC-V 在该领域的发展还处于起步阶段,本届大会,达摩院宣布玄铁系列将面向低功耗、AI 加速、车规及安全领域全面迭代升级。
会上,达摩院宣布玄铁 C907 首次实现矩阵运算(Matrix)扩展,为未来 AI 加速计算提供更多选择;下一代处理器 C930 也将于今年内推出。
达摩院玄铁 RISC-V 团队资深技术专家李春强表示,“RISC-V 本身是开源开放的架构,很大的特点是可定制、看扩展,业界认为 RISC-V 是为 AI 而生的架构,达摩院玄铁团队在 RISC-V 方向上做了很多 AI 相关的工作。前期从 C910 的 Vector 0.7 到 920 的 Vector 1.0 扩展指令设计实现,包括和合作伙伴进一步定义 Matrix 指令集,把 RISC-V AI 性能做得更高,并且以开源开放的方式在国际基金会上推进。”
“玄铁 C907 针对大模型的性能有了4-7 倍的提升,我们也希望通过扩展定义的方式,把 CPU 和 AI 的算力融合起来,使得 AI 算法模型快速、便捷地跟 RISC-V 高效融合,这是我们在 AI 方向上的布局。后续还将和产业下游合作,重点是在芯片和终端产品中把 RISC-V AI 扩展应用起来。”他补充道。
知合计算 CEO 孟建熠也提到,RISC-V 有几件事要做好,一是 AI,AI 原生具有有扩展性,实际上可以把更多的硬件资源做计算的能力;二是高性能,边界到底在哪里,比如性能能到多少,知合计算更多会从高性能处理器的角度来做。
“从过去的实践来看,我们现在缺少真正能够在产业里面大规模量产高性能的芯片,我认为这样的工作反过来会反馈到玄铁的生态,在未来大家能在 RISC-V 上用更好的 IP,实现正向循环。”孟建熠说。
“无剑联盟”,剑指生态
RISC-V 要成就新的产业格局,一方面是 RISC-V 芯片性能和成本的不断优化,另一面是和融入更多行业和场景,与更多产业链上下游合作伙伴实现间融合适配,两者是相互影响相互促进的关系。
张建锋表示,“三年前,玄铁首次实现 RISC-V 适配安卓,打开了 RISC-V 生态通向广阔应用市场的新赛道,今年下半年,大家就能够在市面上看到第一款基于 RISC-V 和安卓的终端设备。”
本次大会上,达摩院发起成立“无剑联盟”,通过构建开放、协同、普惠的 RISC-V 芯片服务体系,加速 RISC-V 产业化进程。
据悉,Arteris、芯昇科技、新思科技、Imagination、中国电信研究院等头部企业及机构首批加入“无剑联盟”,成员将基于玄铁处理器紧密推进 IP 协同、工具链优化、操作系统适配、解决方案拓展、应用推广等工作,持续降低 RISC-V 开发成本,缩短 RISC-V 产品及应用上市时间,让终端厂商以更快的速度找到更适配的 RISC-V 方案,实现更深度的软硬协同全链路应用创新,探索打造 RISC-V 产业合作新范式。
具体来看,在硬件开发和工具链建设上,基于“无剑 600”芯片设计平台,Imagination 和玄铁实现了高性能异构算力架构,产出一批高性能芯片;Arteris 将与玄铁合作保证 Arteris Ncore 和 FlexNoC 片上网络互联 IP 及 SoC 自动化集成技术与玄铁 RISC-V 系列产品的互操作性;EDA 厂商基于玄铁处理器开发出 RISC-V 仿真、调试、验证等系列工具,大幅缩短产品验证及上市时间,显著降低风险。
在软硬适配和应用落地层面,玄铁完成与 Android、Debian、 Fedora、openKylin、openEuler、OpenAnolis 等主流操作系统全适配,推动 Google、Red Hat 对 RISC-V 实现主线原生支持;基于玄铁处理器,RISC-V 首次跑通福昕 PDF、搜狗输入法等商业应用软件。
据了解,这些 IP 及 SoC 设计、工具链及平台、操作系统及软件适配、创新解决方案等系统性技术和工程成果,都将通过“无剑联盟”与成员共享,加速 RISC-V 处理器在不同领域的应用创新及广泛落地。
围绕玄铁处理器,一个蓬勃生长的 RISC-V 协同创新生态雏形已初步形成。正如硅谷芯片传奇 Jim Keller 在大会演讲中指出,“RISC-V 的潜力是无限的。未来我们会迎来前所未见的 AI 软件应用,而 RISC-V 有望打造出下一代的 AI 引擎。”
(本文首发钛媒体 APP 作者|张帅,欢迎添加作者 mr3right 爆料、交流)