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倪光南看好开源芯片:RISC-V将和英特尔ARM三分天下

2019-12-21 10:50:05

“未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一,从而在CPU领域形成Intel(英特尔)、ARM、RISC-V三分天下的格局。”

据澎湃新闻12月21日报道,12月18日,在北京举行的“2019国际芯片大会(Chips 2019)”上,中国工程院院士倪光南如此展望开源芯片的前景。

此前的11月25日,为了寻求技术中立,总部位于美国特拉华州的RISC-V基金会计划迁至瑞士,以规避美国可能会做出的贸易限制。

中国工程院院士廖湘科也表示,RISC-V指令集摆脱了原有指令集的兼容性桎梏,集合了多种指令集ISA的优点,目前在国内正蓬勃发展。

大会参会嘉宾

开源降低芯片设计门槛

“2019国际芯片大会” 由国际测试委员会(BenchCouncil)、中国科学院大学及北京市怀柔区政府共同举办。

大会以“构建自主可控和开放的芯片产业”为主题,探讨建立自主可控和开放的芯片产业的战略和政策、建立自主可控的开源芯片及软硬件生态。大会的共同主席是中科院院长杨学军院士和中科院副院长李树深院士。BenchCouncil委员会主席詹剑锋教授担任大会程序委员会主席。

倪光南认为,未来RISC-V开源指令集很可能发展成为世界主流CPU之一,基于RISC-V开源指令集架构的国产CPU可望满足自主可控测评的要求,前景可期。

倪光南院士

“开源”(开放源代码)是一种开发模式和商业模式,以Linux为代表的开源软件已经成为了当前软件产业的主流。而RISC-V开源指令集可以理解为与开源软件相对应的一种开源硬件。开源芯片设计可以将芯片设计门槛大大降低,甚至3-5人的小团队在3-4个月内,只需几万元就可以研制出一款有市场竞争力的芯片。

目前,世界上生态最为成熟的两种指令集架构的CPU分别是Intel x86指令集架构CPU和ARM指令集架构CPU。

Intel x86指令集架构CPU历史悠久,垄断了桌面和服务器领域,被美国的Intel和AMD两家公司拥有,罕有对外授权。ARM指令集架构CPU近年崛起,在移动和嵌入式等领域占垄断地位。世界上很多公司花费数百万至上亿元费用向ARM公司购买CPU许可,还要向公司缴纳特许权使用费(Royalty fee)。

对此,倪光南表示,“未来RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一。”这与其本身开放、简约的特点有关。在设计方面,免除授权费用和知识产权风险的完全开源免费,是RISC-V存在的主要意义。RISC-V指令集在最初设计时,其研发团队就明确表示要追求简约,丢弃历史包袱。目前成型的技术代码集小、支持模块化、性能优越,能满足从微控制器到超级计算机等各种复杂程度的处理器需求,支持从FPGA、ASIC乃至未来器件等多种实现方式。

敏捷开发缩短开发周期

另外,随着人工智能和物联网(IoT)等新一代信息技术的发展,各种场景下对CPU的需求日益碎片化,嵌入式应用前景广阔,低功耗、低成本和定制化需求越来越大,这使得RISC-V的精简、低功耗、模块化和可扩展的优势与数字经济未来的发展方向十分契合。

廖湘科表示,开源指令集能够降低设计成本,采用敏捷开发能够降低开发周期。加速硬件开发,加快产品迭代,进而能够降低整体设计门槛,缩短从应用创意到芯片的时间。

廖湘科院士

谈到RISC-V时,廖湘科也表示,RISC-V指令集摆脱了原有指令集的兼容性桎梏,集合了多种指令集ISA的优点,目前在国内正蓬勃发展。

同时,廖湘科也提到,目前开源EDA工具还有很大欠缺,包括缺少IR drop分析,缺少缺少动态功耗评估、缺少电子迁移分析等,并且目前还尚未出现对应开源软件体系中GCC编译器水平的EDA工具。

尽管有异议和疑虑,但多名专家还算是认为,开源芯片对中国芯片产业是一个机会。

国内外大厂的布局

11月25日,为了寻求技术中立,总部位于美国特拉华州的RISC-V基金会计划迁至瑞士,以规避美国可能会做出的贸易限制。

RISC-V基金会首席执行官卡利斯塔·雷德蒙德(Calista Redmond)表示,董事会一致通过了迁移决定,希望确保美国以外的大学、政府和公司可以帮助开发其开源技术。雷德蒙德称,“在世界各地,我们听到很多人说‘如果公司不在美国,我们会更自在”。

RISC-V基金会于2005年成立,这是一个非盈利中立机构和开放社区,主要负责日常维护RISC-V指令集标准手册与架构文档,参与RISC-V相关规范制定和软硬件生态系统的发展。倪光南介绍,基金会采取会员制管理,目前有上百家会员单位,中科院计算所是发起和审计会员,阿里、华为是白金会员。这种开放式管理模式能够有效促进RISC-V社区的交流和创新,形成生态系统,从而降低研发成本,打破芯片市场的垄断。

目前,RISC-V开放的生态已经让众多厂商纷纷选择使用RISC-V指令集研发下一代芯片,英伟达(Nvidia)将使用RISC-V指令集制作下一代GPU上的周边微控制器,西部数据(Western Digital)计划在下一代存储计算芯片中使用RISC-V核,并宣布预计每年将出货10亿片以上使用RISC-V的芯片。另外,西门子、三星、谷歌、IBM、特斯拉、高通、恩智浦、日立等大厂都在RISC-V指令集芯片上有所布局。

在中国,使用RISC-V指令集制作的芯片也开始初露头角。2019年7月18日,中科物栖展示了基于RISC-V的AIoT芯片和整机方案,7月25日,阿里巴巴旗下半导体公司平头哥出品的玄铁910(XuanTie910)芯片同样是一款RISC-V处理器,它可以用于设计制造高性能端上芯片,应用于5G、人工智能以及自动驾驶等领域。

杨学军院士、倪光南院士、廖湘科院士等院士对BenchCouncil国际AI系统与算法大赛获奖学生进行颁奖。(照片均来自会议承办单位北京尖峰新锐信息科技研究院)

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来源:澎湃新闻 | 责任编辑:李天宇
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