原文作者： 張依依 

本文來源：中國(guó)電子報(bào)

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　　近期，開源RISC-V再次走到聚光燈下,。不久前,，騰訊公司加入開源指令集標(biāo)準(zhǔn)RISC-V國(guó)際協(xié)會(huì)（RISC-V International）。繼阿里巴巴,、華為,、紫光展銳、中興通訊,、賽昉科技,、中科院等企業(yè)和機(jī)構(gòu)之后，RISC-V陣營(yíng)中迎來了新的中國(guó)成員,。

　　RISC-V是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算原理建立的開放指令集,，最核心的優(yōu)勢(shì)在于完全免費(fèi)開放，不會(huì)有版權(quán)糾紛問題,。全球越來越多的公司對(duì)這一新興架構(gòu)充滿期待,，但是，RISC-V想在未來產(chǎn)品和應(yīng)用中擔(dān)任更重要的角色,，尤其是中國(guó)企業(yè)想要借此發(fā)揮更大的作用,，還有很多“攔路虎”要掃除。

　　需跨越從原型到產(chǎn)品的“死亡之谷”

　　從加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中翩然起步,，如今距離RISC-V的誕生已經(jīng)過了十年有余,。這個(gè)每每被談及，必與X86、Arm相提并論的新興指令集架構(gòu),，正在物聯(lián)網(wǎng),、云端等更多應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮潛能，吸引了眾多企業(yè)紛紛布局,。IP廠商Imagination在2022年夏季推出了首款商用RISC-V內(nèi)核,，用于片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)；英特爾2022年2月宣布正式加入RISC-V國(guó)際協(xié)會(huì),，并且投資4億歐元與西班牙超算中心合作,，計(jì)劃在10年內(nèi)開發(fā)出基于RISC-V的超算CPU；谷歌將為RISC-V芯片推出新的開源操作系統(tǒng),。

　　在與Arm的“專利戰(zhàn)”爆發(fā)后,，高通對(duì)RISC-V的布局更加積極。高通產(chǎn)品管理總監(jiān)Manju Varma表示,，高通已經(jīng)基于RISC-V打造了許多產(chǎn)品,，截至2022年底，采用RISC-V架構(gòu)的高通芯片出貨量已經(jīng)超過6.5億顆,。目前,，高通的PC、移動(dòng)設(shè)備,、可穿戴設(shè)備,、聯(lián)網(wǎng)汽車以及AR/VR頭顯的SoC中都使用了RISC-V微控制器。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司Semico Research預(yù)測(cè),，到2027年,，市場(chǎng)上將有250億個(gè)基于RISC-V的AI SoC，預(yù)計(jì)同年收入達(dá)到2910億美元,。

　　RISC-V于2017年進(jìn)入中國(guó)產(chǎn)業(yè)界,，賽昉科技是第一批投身RISC-V發(fā)展的國(guó)內(nèi)企業(yè)，對(duì)RISC-V理解頗深,。

　　“截至2022年末,，我國(guó)大約有50款不同型號(hào)的國(guó)產(chǎn)RISC-V芯片量產(chǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景集中在MCU,、電源管理,、無線連接、存儲(chǔ)控制,、物聯(lián)網(wǎng)等中低端場(chǎng)景,。”賽昉科技資深銷售總監(jiān)周杰對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示,，我國(guó)的RISC-V技術(shù)落地已度過了初級(jí)階段,。但需要看到的是,，RISC-V在國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化之路上，仍面臨兩大“攔路虎”,。

　　周杰認(rèn)為,，RISC-V將走向開放應(yīng)用場(chǎng)景，建立成熟的軟件生態(tài)將是RISC-V在開放應(yīng)用場(chǎng)景落地的最大挑戰(zhàn),。目前量產(chǎn)的芯片,，大多是用在相對(duì)封閉的應(yīng)用場(chǎng)景，軟件需求相對(duì)簡(jiǎn)單和固定,，芯片原廠就能實(shí)現(xiàn)70%的軟件。到了開放應(yīng)用場(chǎng)景,，軟件需求會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),，例如各種操作系統(tǒng)的移植，中間件和庫函數(shù)的優(yōu)化,，以及各種開發(fā)框架的適配等,，每一個(gè)技術(shù)點(diǎn)都是巨大的工程，必須聯(lián)合芯片原廠,、第三方軟件公司,、開源社區(qū)一起合作全力投入。

　　第二大挑戰(zhàn)與RISC-V將向高性能應(yīng)用場(chǎng)景滲透有關(guān),。周杰表示,，中高端RISC-V芯片從設(shè)計(jì)方案，到流片成功,，到定制開發(fā),，再到大規(guī)模量產(chǎn)，最終完成銷售,，需要極其強(qiáng)大的人力和財(cái)力的支持,。對(duì)芯片公司來說，組建一個(gè)具備高端芯片設(shè)計(jì),、研發(fā),、銷售能力的端到端的完整團(tuán)隊(duì)十分重要，而國(guó)內(nèi)高端芯片人才緊缺,，芯片公司搶人之風(fēng)盛行,，十分不利于團(tuán)隊(duì)的組建。另外,，初創(chuàng)的RISC-V芯片公司需要大量的資金維持研發(fā)需求,，在半導(dǎo)體投資遇冷的背景下，他們的發(fā)展也并不容易,。

　　事實(shí)上,，所有指令集都需要經(jīng)歷從原型到產(chǎn)品的“死亡之谷”,。在北京開源芯片研究院助理院長(zhǎng)唐丹看來，這個(gè)階段有時(shí)候并不完全是技術(shù)上的問題,，其實(shí)重點(diǎn)還是在于市場(chǎng)牽引,。如果沒有市場(chǎng)牽引，僅靠單方面的技術(shù)迭代,，無論是技術(shù)上還是時(shí)間周期上都有很高的難度,。

　　“RISC-V的產(chǎn)業(yè)化目前的難度還是在于沒有找到明確的市場(chǎng)切入點(diǎn)，也就是‘殺手級(jí)’應(yīng)用場(chǎng)景,?！碧频ひ訟rm為例對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，在移動(dòng)端生態(tài)出現(xiàn)的前幾十年,，Arm的發(fā)展也較為緩慢,。目前，RISC-V在軟件生態(tài)鏈較短的IoT應(yīng)用場(chǎng)景,，特別是需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景定制的市場(chǎng),，已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用。但一個(gè)生態(tài)真正成熟還是要靠高端生態(tài)牽引,。RISC-V要實(shí)現(xiàn)可靠和高質(zhì)量的商業(yè)化解決方案,，一方面需要不斷完善RISC-V指令集的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，另一方面還需要找到明確應(yīng)用場(chǎng)景,，產(chǎn)生可以進(jìn)行技術(shù)迭代的機(jī)會(huì),。

　　高性能RISC-V處理器需與基礎(chǔ)軟件同步研發(fā)

　　“當(dāng)前，RISC-V指令集的軟件適配工作的進(jìn)展速度已經(jīng)非?？?，這與RISC-V指令集開放免費(fèi)的優(yōu)勢(shì)被全球軟件開發(fā)者看好有直接關(guān)聯(lián)?！碧频?duì)記者表示,，目前，絕大部分核心基礎(chǔ)軟件已經(jīng)完成與RISC-V指令集的適配,。例如2019年以來,，16268個(gè)Debian操作系統(tǒng)軟件包中已有15148個(gè)完成與RISC-V指令集的適配，適配率已超過95%,。RISC-V已經(jīng)成為Debian支持的Tier-1架構(gòu),，僅次于X86和Arm。

　　有觀點(diǎn)認(rèn)為,，向高性能發(fā)展RISC-V,，會(huì)面臨來自處理器性能和軟件適配方面的技術(shù)挑戰(zhàn)。對(duì)此,，唐丹向記者指出,，處理器的性能和穩(wěn)定性并不矛盾,。一方面，要在處理器的設(shè)計(jì)中加強(qiáng)驗(yàn)證工作可以提升穩(wěn)定性,。另一方面,，處理器的穩(wěn)定性還要經(jīng)過市場(chǎng)檢驗(yàn)，在使用中發(fā)現(xiàn)潛在問題,。

　　“高性能RISC-V處理器需要與基礎(chǔ)軟件同步研發(fā),，才能更好與基礎(chǔ)軟件進(jìn)行適配。在處理器不同研發(fā)階段就引入基礎(chǔ)軟件的測(cè)試和驗(yàn)證,，一方面能發(fā)現(xiàn)處理器設(shè)計(jì)中的功能問題,，另外還能在處理器設(shè)計(jì)中對(duì)性能進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn),?！碧频ふf。

　　軟件生態(tài)是RISC-V在高性能應(yīng)用領(lǐng)域落地的關(guān)鍵,。周杰認(rèn)為，高性能的芯片若要實(shí)現(xiàn)落地,，一定要與RISC-V底層框架,、操作系統(tǒng)、中間件,、關(guān)鍵庫,、應(yīng)用軟件全方位適配。目前,，賽昉科技與OpenHarmony,、Fedora、OpenEuler,、OpenSUSE,、Ubuntu、麒麟,、統(tǒng)信等開源社區(qū)和第三方伙伴合作,，積極推動(dòng)RISC-V與基礎(chǔ)軟件適配。

　　RISC-V如今已躍入高性能計(jì)算元年,。在 RISC-V高性能計(jì)算領(lǐng)域,，已有多家創(chuàng)新企業(yè)計(jì)劃在2023年發(fā)布類似64核高性能的服務(wù)器級(jí)處理器，這將成為RISC-V下一個(gè)令人激動(dòng)的里程碑,。

　　不過,，RISC-V在高性能計(jì)算的應(yīng)用還面臨一些亟待解決的問題。在澎峰科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席運(yùn)營(yíng)官王軍輝看來,，RISC-V體系需要構(gòu)建一套數(shù)學(xué)計(jì)算庫,，以支持 RISC-V在高性能計(jì)算的應(yīng)用,，保證計(jì)算精度、計(jì)算效率與源代碼級(jí)安全可控,。

　　在算力驅(qū)動(dòng)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,，計(jì)算硬件呈現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)。RISC-V因其開放性,，比X86和Arm的生態(tài)更加豐富多樣,，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的碎片化問題?；诖?，王軍輝認(rèn)為，RISC-V應(yīng)回歸到垂直整合的思路上來,，要去思考如何前瞻性地理解應(yīng)用,。

　　“從計(jì)算語言到編譯器，到底層數(shù)學(xué)計(jì)算庫,，再到計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu),，RISC-V要在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)垂直整合。存量市場(chǎng)只有赤裸裸的性價(jià)比競(jìng)爭(zhēng),，瞄準(zhǔn)增量市場(chǎng)才有跨越式發(fā)展的可能,。”王軍輝對(duì)記者說,。

　　全球異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域,，英特爾、英偉達(dá)和AMD形成了互相制衡的“三國(guó)殺”格局,。王軍輝說,，當(dāng)前，國(guó)際三大領(lǐng)先企業(yè)憑借雄厚的資本與實(shí)力各自為戰(zhàn),，都在整合CPU,、GPU和FPGA等異構(gòu)計(jì)算硬件平臺(tái)，布局CUDA,、OneAPI和ROCm異構(gòu)計(jì)算軟件棧,，試圖形成自己的軟硬融合生態(tài)體系，展開封閉和開放生態(tài)之爭(zhēng),。在此情況下,，RISC-V要解決異構(gòu)生態(tài)問題，在構(gòu)建高性能異構(gòu)計(jì)算軟件棧的同時(shí),，實(shí)現(xiàn)軟硬融合,。

　　構(gòu)建可持續(xù)生態(tài)是核心考題

　　從使用開源到參與開源，再到走向貢獻(xiàn)開源甚至部分主導(dǎo)開源,，中國(guó)在RISC-V開源領(lǐng)域有了更深,、更廣的嘗試,。中國(guó)工程院院士廖湘科指出，開放開源是軟件根技術(shù)創(chuàng)新,，特別是發(fā)展操作系統(tǒng)這類基礎(chǔ)軟件的重要途徑,，充分利用開源，聯(lián)合開發(fā)者,、社區(qū),、軟硬件上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，共同發(fā)展壯大國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前最為行之有效的路徑,。

　　“我國(guó)企業(yè)積極自發(fā)參與RISC-V國(guó)際協(xié)會(huì),，說明大家已經(jīng)看到RISC-V指令集生態(tài)的前景，對(duì)我國(guó)和全世界RISC-V生態(tài)都有極大幫助,?！碧频?duì)記者表示，在RISC-V指令集生態(tài)建設(shè)過程中,，與我國(guó)參與3GPP組織和5G移動(dòng)通信類似,，我國(guó)一方面要積極參與RISC-V國(guó)際協(xié)會(huì)，推動(dòng),、參與甚至主導(dǎo)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定工作,，另一方面要加強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)和推廣工作，充分發(fā)揮我國(guó)人口多,、市場(chǎng)大、工程師多和產(chǎn)業(yè)政策靈活的優(yōu)勢(shì),，在市場(chǎng)中積極應(yīng)用和推廣RISC-V生態(tài),，加快RISC-V產(chǎn)業(yè)生態(tài)的成熟進(jìn)程。

　　放眼RISC-V,，由于誕生時(shí)間較短,，RISC-V在中國(guó)本土市場(chǎng)，相關(guān)編譯器,、開發(fā)工具和軟件開發(fā)環(huán)境及其他生態(tài)要素還在積極建設(shè)當(dāng)中,。此外，RISC-V早期的發(fā)展大多在國(guó)外,，因此國(guó)際協(xié)作至為關(guān)鍵,。要讓RISC-V持續(xù)良性向前發(fā)展，顯然還需要更多生態(tài)伙伴的參與和配合,，如何構(gòu)建一個(gè)可持續(xù)的生態(tài)是擺在RISC-V面前的一道核心考題,。

　　唐丹認(rèn)為，編譯器,、開發(fā)工具和集成開發(fā)環(huán)境（IDE）及其他生態(tài)要素,，很大程度上屬于基礎(chǔ)共性技術(shù),。我國(guó)在完善RISC-V生態(tài)的過程中，需要對(duì)這些基礎(chǔ)共性技術(shù)進(jìn)行梳理,，組織企業(yè)間的合作共享要對(duì)這些基礎(chǔ)共性技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),，避免每個(gè)企業(yè)單獨(dú)進(jìn)行重復(fù)性研發(fā)，造成研發(fā)資源浪費(fèi),。

　　中國(guó)市場(chǎng)本土的RISC-V編譯器,、開發(fā)工具、IDE與其他生態(tài)建設(shè),，離不開有投入意愿的企業(yè)和人才,。但需要看到的是，目前相關(guān)企業(yè)和人才其實(shí)存在缺失,。

　　針對(duì)缺少有投入意愿的企業(yè),，周杰進(jìn)一步表示，編譯器,、開發(fā)工具,、IDE等RISC-V配套生態(tài)很難做出高營(yíng)收、高估值公司,，繼而很難受到資本青睞,，融資困難讓很多有能力的人選擇繼續(xù)在國(guó)際大公司從業(yè)而放棄創(chuàng)業(yè)。此外,，國(guó)內(nèi)尊重軟件版權(quán)的意識(shí)還需要提升,，再加上RISC-V有不少開源工具可以直接使用，因此部分企業(yè)選擇直接使用開源工具,，或者基于開源版本自己做優(yōu)化,。

　　對(duì)此，周杰建議,，在政策層面,，政府和相關(guān)國(guó)家機(jī)構(gòu)盡快牽頭推動(dòng) RISC-V 開源指令集成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)參與到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的討論與制定,，同時(shí),，繼續(xù)完善法律，為知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造一片更為安全的土壤,；在生態(tài)建設(shè)層面,， 國(guó)家應(yīng)引導(dǎo)和鼓勵(lì)產(chǎn)學(xué)研生態(tài)合作，出臺(tái)具體的扶持政策,、措施,， 鼓勵(lì)、支持RISC-V 相關(guān)企業(yè)參與到完善開源軟件生態(tài)中；在資本層面,，國(guó)家可以多扶植相關(guān)的軟件生態(tài)公司,，從大局的角度進(jìn)行投資。

　　談及人才,、編譯器,、仿真器等開發(fā)工具人才培養(yǎng)問題，周杰希望更多學(xué)?？梢蚤_設(shè)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué),，引入海外優(yōu)秀教育資源。

　　最后,，周杰認(rèn)為,，國(guó)家應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)信創(chuàng)或教育行業(yè)的試點(diǎn)項(xiàng)目采購含有RISC-V芯片的產(chǎn)品或方案，以應(yīng)用需求帶動(dòng)產(chǎn)品迭代和發(fā)展,。