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    赛道Hyper | 平头哥的RISC-V架构征程

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    2023-3-6 18:07:42 18 0

    作为寰球最“年老”的CPU架构,凋谢式的RISC-V,开展速度愈来愈快。
    “3-5年后,RISC-V将无处不在!”RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson,在3月2日阿里平头哥举行的首届玄铁RISC-V生态大会上,对这套架构的开展做出了充溢豪情和决心的预判。
    这阐明,从2014年问世开始至今,阅历了9年的早期开展,RISC-V行将进入繁华阶段。
    在国际,深耕RISC-V架构并在生态畛域做最佳的公司是阿里平头哥。平头哥副总裁孟建熠在大会上表现,“RISC-V的蓬勃开展,需求寰球翻新协同。从芯片生态,到根底软件生态,再到运用和终端生态,平头哥正衔接各大生态体系,让寰球的开发者和协作火伴都能更好地使用和开展RISC-V技术。”
    平头哥在RISC-V的国际劣势得益于其初期规划。在过来五年,平头哥构建了较为残缺的RISC-V架构处置器核产品家族,继续推进了这套架构对Android、Debian、Ubuntu等主流操作零碎的全兼容。
    能够说,RISC-V架构得以和x86、ARM两大主流架构并驾齐驱,与平头哥的致力亲密相干。
    中国工程院院士倪光南表现,RISC-V是中国CPU畛域最受欢送的架构,成为推进新一代信息技术开展的新引擎。
    平头哥开展RISC-V架构门路
    RISC-V是一个CPU架构,基于精简指令集(RISC)准则开发。与主流的ARM不同,RISC-V是开源的指令集架构(ISA),而前者是专有的。ISA是沟通软件和硬件之间的症结技术,能够看作是一座桥梁。
    除了ARM和RISC-V,另外一个主流架构是英特尔的x86。经过与微软Windows操作零碎的深度融会,x86架构开启了PC时期;而ARM架构和谷歌安卓的生态融会,催生了繁华的挪动互联网运用。
    RISC-V的标的目的,既与PC的x86架构不同,也和挪动互联网的ARM架构有差别。RISV-C以其凋谢、简洁、模块化的特点,伴有着万物互联的智能时期,从终端走向云端,无望成为IoT主流架构生态。
    比较起来看,ARM在1984年问世,x86更早,在1978年就泛起来了。比拟之下,RSIV-C还处于少年阶段,2010年才由加州大学伯克利分校的David Patterson传授团队领导研发,同时宣告对外开源,任何企业、开发者均可收费使用。
    RISC-V指令集彻底开源,设计简略,易于移植Unix零碎。采取模块化设计,工具链开展至今虽不克不及与ARM比,但也较为残缺,故有少量开源完成和流片案例,失掉得多芯片公司的认可。
    然而,RISC-V只管失掉认可,但却堕入“叫好不叫座”的为难,在硬件畛域尤为如斯。因此,RISC-V在2015年以前,影响力根本下限于学术界。转折在2015年泛起,那年国内基金会接手开始经营RISC-V。这是这项技术从高校走向产业界的起头。
    在RISC-V由国内基金会经营确当年,阿里也启动了其造芯方案。2015年,阿里巴巴宣告与中天微协作研发云芯片架构。2017年,阿里成立达摩院,研发芯片成为达摩院中心任务指标之一。
    达摩院芯片研发团队在2018年9月,与当年4月被阿里全资收购的中天微团队合并,成立平头哥芯片公司。
    平头哥成立后,芯片研发技术采取了两条腿走路:一是用ARM架构的公版IP,研发反对阿里云IDC的普惠算力芯片,推出倚天和含光系列;另外一个是基于RISC-V架构的玄铁系列,次要用于AIoT畛域。
    之所以平头哥敢采取RISC-V架构研发硬件,并不是脑子发烧不知天洼地厚,其底气来自中天微团队。这家公司是国际在2018年时具有自主嵌入式CPU IP core的独一企业,既有十多年的CPU处置器IP研发教训,也有构建生态的丰硕理论。
    选择站在巨人的肩膀上,平头哥研发芯片的速度极快。
    平头哥芯片公司成立不到一年,2019年7月,平头哥就公布了过后业界机能最强的RISC-V处置器玄铁910。从参数看,玄铁910的机能初次冲破了基于RISC-V架构的低端化属性,比过后业界最佳的RISC-V处置器机能进步了40%+,在机能上接近ARM架构的高端芯片。
    这是RISC-V产业化开展的里程碑,激发了产业巨头的无比热心。尔后,来自Intel、高通、中科院和华为等国际外产业技术巨头和研发机构也个人参加这个畛域。
    这些热心结出了丰富效果,好比2021年6月,中科院计算所公布高机能RISC-V处置器香山;2022年2月,Intel宣告参加RISC-V营垒,成为RISC-V基金会初级会员;同年十一月,美国芯片守业公司SiFive推出3.4GHz的RISC-V处置器。
    制订规范:低调的冲破
    在此期间,平头哥持续疾速奔驰。
    2021年5月,平头哥推出RVB-ICE、RVB-D1和RVB2601三款开发板,为开发者和企业提供体验RISC-V技术的载体;2021年10月,平头哥开源玄铁系列RISC-V处置器,包罗玄铁E902、E906、C906和C910,以及多操作零碎(AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等)的全栈软件及工具。这是平头哥系列处置器与根底软件的寰球初次全栈开源。
    2022年十一月云栖大会,平头哥公布RISC-V高能效处置器玄铁C908:计算能效较业界异性能处置器晋升超20%,可用于智能交互、多媒体终端、AR/VR和无线通信等场景。
    在2022 RISC-V中国峰会上,阿里平头哥公布首个高机能RISC-V芯片平台“无剑600”(前代是无剑100,集芯片架构、根底软件、算法与开发工具于一体)和SoC原型“曳影1520”。
    平头哥当初的RISC-V成就如何?到2022年,其已具有从低功耗、低本钱到高机能、高能效的C、E、R三系列共8款RISC-V处置器产品家族,并向寰球开发者开源4款量产玄铁RISC-V处置器。
    因为平台开源,因此各种丰硕的场景运用愈来愈多,RISC-V架构运用界限也在不停被打破。这类丰硕性体当初包罗边沿计算、无线通信、工业管制、通用MCU等在内的30多个畛域及运用场景,都在用玄铁平台研发各种运用芯片。
    3月2日,孟建熠透露,嘉楠科技推出寰球首款反对RISC-V V1.0规范的、内嵌平头哥玄铁C908的商用芯片K230;北京算能推出64核RISC-V办事器芯片,为该技术在云计算畛域构筑了硬件根底。
    这类多点开花的良好场面,不只是RISC-V的架构运用研发效果,也是平头哥的生态致力果实。由于除了技术研发战争台开源,生态构建也是平头哥的次要标的目的。
    基于凋谢规范,寰球企业的竞合,至关于在构筑互为你我所用的良性生态体系。平头哥的RISC-V生态构建门路即推进多企业协作,在AIoT畛域和如创维酷开、网易有道、海尔智家和云知声等公司协作,独特研发与平头哥玄铁RISC-V处置器在计算视觉、智能家居、数据存储、工业互联、网络通讯、生物辨认和信息平安等畛域的多项详细运用开发。
    中科院计算所副所长包云岗将此开展模式比作“5G”模式。中国工程院院士倪光南院士极其确定这类形式并称,“RISC-V是中国CPU畛域以后最受欢送的架构,将成为推进新一代信息技术开展的新引擎。”
    事实上,更踊跃的理想是,以平头哥为代表的中国芯片企业,开始进入芯片架构的规范制订和参预软件生态的中心共建,而中国企业正在减速深度参预,这是中国集成电路开展史上的初次,也是半导体畛域的新冲破。
    据RISC-V国内基金会CEO Calista Redmond透露,在该基金会整个的22位初级会员中,有十二位来自中国。在国内规范建立中,平头哥领导了其中的十一个次要技术小组,推进29个技术标的目的的规范制订,是公认的投入气力最大的中国机构。
    在软件生态上,平头哥作为后行者做出的尝试,后果可谓炫目。好比,平头哥初次做到了RISC-V和寰球最大的操作零碎Android的互相兼容,这个后果将在将来极大推进RISC-V的开展,也为智能终真个芯片设计提供了新的技术选择。
    谷歌Android名目工程总监Lars Bergstorm对此做出评论,“平头哥是两大体系深度融会的次要推进者,谷歌Android也将加大投入RISC-V,指标让RISC-V成为安卓Tier1梯队的生态模块。”

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