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[导读]RISC-V一直被大家津津乐道是因为,它以一种开源的方式,能够在某一天和X86、Arm并肩,实现计算领域“三分天下”。特殊的时代背景、市场特色与当下RISC-V生态的高速发展有着分不开的关系。

RISC-V一直被大家津津乐道是因为,它以一种开源的方式,能够在某一天和X86、Arm并肩,实现计算领域“三分天下”。特殊的时代背景、市场特色与当下RISC-V生态的高速发展有着分不开的关系。

来到2022年,我们在第二届RISC-V中国峰会上看到,RISC-V已经初具商业规模化的前景,来到了一个关键的拐点。

而在这种背景下,其实Arm也并不满足于移动计算领域霸主的地位,近年来在数据中心、笔记本PC等领域展现出强大的竞争力和技术前景。

站在2022年的这一时间节点回望,RISC-V的发展取得了哪些成绩?立足当下,给予RISC-V的高速推动力的时代窗口期还有多久?展望未来,RISC-V是能够走到“三分天下”的高位,还是只能委身成为一种具备开源特色的备胎?

带着诸多的问题,我们在第二届RISC-V中国峰会上有幸采访到了RISC-V软件和硬件方面的两位大佬:中国科学院软件研究所总工程师武延军研究员和本届RISC-V中国峰会主席、平头哥半导体副总裁孟建熠博士,听听两位深耕于RISC-V产业前沿的专家,对于RISC-V的深入见解。


商业化拐点来临

同属精简指令集,RISC-V经常被拿来和Arm比较。从时间上来看,RISC-V生态节奏确实要走的快很多。

RISC-V在2010年发布,距今已有12年。而RISC-V在国际上的推行是在2015年之后,正式引入中国也就是2016年之后,距今有7年的时间。Arm公司前身最早于1979年出现,差不多在1991年开始用授权的方式对外提供服务,到现在也经历了30多年的发展。从两者的生态繁荣的上来看,RISC-V大致相当于2005年左右的Arm。在彼时市场上对于Arm的需求量保障,在嵌入式领域Arm和X86、MIPS展开激烈的竞争。而此时的RISC-V有着更高的加速度在增长,在很多领域有了非常好的发展前景。据RISC-V国际基金会数据,RISC-V出货量已超过一百亿颗,对比同时期的X86/ARM来看,这是个非常大的量。

武延军表示:“在当前这个阶段,整个生态上下游都可以去开始发力了。如果说之前还在观望的话,从这个阶段开始大家已经可以不用去观望了,不管是从个人学习能力提升角度,亦或是从公司业务发展的角度,都可以放心地去投入RISC-V领域了。RISC-V商用时机已经到了,虽然目前可能还是局限于一些对算力和对软件生态丰富程度要求不那么高的领域。但是以此为起点,我们看到它惊人的加速度。”

而像平头哥这种走的比较快的RISC-V领导厂商,已经开始探索RISC-V的下一步,即向着更高性能技术发展、更垂直领域应用探索。


RISC-V走向高性能

在此次峰会上,阿里平头哥发布了芯片平台“无剑600”,将RISC-V处理器拉入到了2GHz高性能水平,而且实现了龙蜥OS兼容,大型桌面级开源Office软件LibreOffice也可以在其上运行。

当然,这并不代表着RISC-V性能足以完全进军笔记本或PC市场,平头哥推出高性能RISC-V芯片设计平台,对于整个RISC-V生态的验证、借鉴和探索的意义更大。

图:平头哥半导体副总裁孟建熠博士,线上发布高性能RISC-V无剑600芯片平台

【RISC-V可以实现高性能】

RISC-V作为精简指令集,其相关处理器更多的应用方向和Arm的类似,大多集中在物联网和嵌入式领域。目前市场对于更高性能的RISC-V处理器需求并不多,但走向高性能有着特殊的意义。

孟建熠表示,平头哥希望能够提供一个比较好的高性能平台,能够让更多的软件开发者、能够从在QEMU这种软件模拟,直接走到芯片上实际运行,能够真正地体验及运用RISC-V架构和芯片,看看它到底在性能上是不是能够具备这样的能力。事实证明,基于无剑600“打样”的SoC原型曳影1520,完全具备这样的能力。

走向高性能也面临着很多挑战:从软件角度而言,可以看到目前还是有很多核心的基础软件没有很好地支持RISC-V。很多基础软件包之前都是在X86和ARM上面去跑,维护者和社区还没有把RISC-V当成Tier-1或者First-Class-Citizen角度去对待。从硬件角度来看,要往高性能发展,处理器本身要在性能上有突破。“性能突破”就意味着要投入大量的研发精力,只有更高的性能,才能适配各种各样丰富的软件。

【全栈优化的独特优势】

在AI等领域,RISC-V相比其他指令集的优势在于可以实现全栈优化。相较于其他硬件架构,上层软件栈越厚,上面的工程师就越看不到底下的硬件是什么样的。当上层软件想要不断优化的时候,底层硬件已经固化,无法继续配合软件进行系统优化。

RISC-V是一个全新的架构,开发者可以从顶层的软件应用需求向下设计,反过来提升硬件在AI方面所需的能力,生态内开发伙伴可以从处理器、编译工具到库、再到上层应用,实现全栈优化。

“因为 RISC-V是全球协同的,不是一家公司所维护的架构。在基金会制定标准的时候,整个软硬件全栈上相关公司都在看这个架构做的好不好、能不能符合其要求,所以RISC-V天生具备全栈优化的技术能力。”孟建熠表示,“AI需要'可编程性',而可编程性是RISC-V在扩展上非常好的一个优势。某些专门针对AI做的ASIC的绝对性能肯定比处理器更好,但因为AI算法是不断演进的,其实RISC-V在灵活性和未来拓展性上具有特别的优势。”


RISC-V和中国

在上文提到的一百亿出货中,累计出货里面有大约50%在中国。对于中国而言,RISC-V的发展有着特殊的意义,中国市场和生态也对RISC-V的高速发展起到了至关重要的作用。

首先至关重要的一点在于,RISC-V是第一次以开源开放模式、由全世界参与构建的计算生态体系,也是第一个中国从发展初期就可以深度参与、发挥核心贡献的全球范围的新指令集架构、新的生态。这是一个难得的历史机遇。孟建熠表示,RISC-V对于中国来讲是发展完全跟国外同步的一个架构,中国工程师的参与度相比原来的这些架构会高很多,将会有更多的中国技术的贡献,从高校、研究所到整个产业,整个活跃度、技术上的贡献度,肯定是比原来其它架构都是完全不一样的。

中国也是RISC-V最好的落地和发展的地方。首先这是一个巨量的市场,有大规模的计算机工程师团队和专业人才,同时有足够丰富的应用场景能够充分发挥RISC-V的多样性。其次,在这里没有国外一些老牌厂商和机构的历史包袱,没有它们已经存在的商业利益或者技术发展惯性,中国企业和开发者完全有机会从一个全新的视角去做一些开创性工作。


RISC-V的未来

武延军表示,虽然Arm和RISC-V同为精简指令集,但Arm指令集是私有的、商业授权的,RISC-V指令集则在RISC-V国际基金会管理下的开源开放的模式。未来两者可能是一种融合共生的状态,但是本身的技术又会相互不断融合、互相借鉴。因为RISC-V本身的开放性,Arm肯定会把RISC-V的一些比较好的特性吸收;而本身RISC-V在成长过程中,也吸取了很多ARM的经验教训。

2022年,RISC-V的软硬件生态发展如何?

图:中国科学院软件研究所总工程师武延军

在终端市场,每家公司或者说每个架构都会有自己的一个“心智”。比如,英特尔打造的一个点是“算力强”,Arm是“芯片多、低功耗”。对于RISC-V,孟建熠认为,RISC-V的“定制化带来全栈优化的更好的体验,开放、开源带来普惠的算力成本。”

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