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“未来RISC-V开源指令集很可能发展成为世界主流CPU之一，而基于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。” 日前，在北京召开的“2019国际芯片大会（Chips 2019）”上，中科院院士倪光南在介绍开源芯片新趋势时指出。 这个大会以“构建自主可控和开放的芯片产业”为主题，由国际测试委员会、中国科学院大学及北京市怀柔区人民政府共同举办。院士倪光南和廖湘科，以及胡伟武、詹剑锋、张立新等专家，对开源芯片给中国芯片产业可能带来的机遇和陷阱展开深入讨论，并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。
大大降低芯片设计门槛符合技术趋势 “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Intelx86指令集架构CPU和ARM指令集架构CPU。 Intelx86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（Royaltyfee）。 对此，倪光南、廖湘科等专家表示“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、ARM、RISC-V三分天下的格局。” 倪光南介绍了RISC-V开源指令集拥有很多好处。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、性能十分优越，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。 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。 RISC-V芯片计划同样可能存在陷阱 值得一提的是，胡伟武、张立新和詹剑锋等专家开诚布公地讨论了RISC-V计划可能给中国芯片产业带来的陷阱。 胡伟武教授是国产自主芯片龙芯的代表性人物；中科院计算所副总工程师张立新教授是芯片领域的老兵，参加过IBM等多个芯片的研发和国产化项目。詹剑锋是国际测试委员会主席，是本次国际芯片大会的发起人。 张立新在认为开源芯片可能给中国芯片产业带来的机会的同时，建议我国现有RISC-V计划应该避免走龙芯和飞腾走过的老路，应该走高端路线，而不应该在低水平重复已有的工作。 詹剑锋在主论坛的报告“如何迎接现代计算机负载的挑战”中表示，应该借助开源芯片计划，选择新赛道，为现代计算机负载（大数据、人工智能、互联网服务）设计通用的开源的芯片，而不是针对一个个的负载设计加速器。而在传统负载领域，开源芯片计划没有机会，因为芯片产业很难做到后发制人。詹剑锋教授公开了BenchCouncil主导的面向新赛道的芯片测试标准BENCHCPU和通用开源芯片计划EChip。 龙芯总裁胡伟武认为，培育芯片产业需要时间，就像培养孩子，不能一蹴而就，唯有时间不可超越。他将国内的芯片力量形象地描述为小学生、中学生和大学生。他认为龙芯、飞腾已经大学毕业，而不少相关的芯片研发计划仍然是小学生水平。他主张不做加速器，而在通用芯片上集成对这些特定负载的支持，例如面向AI的指令。他认为时间会证明一切，芯片只有头部企业会盈利，没有足够大的市场容量，不能控制生态，都难以盈利。 廖湘科认为，中国在芯片领域的薄弱力量还包括EDA工具，目前开源EDA领域基础较差。这个领域很难被计算机专业的人士攻破，因为需要不同的知识积累。 基金会保持技术中立，跨国公司纷纷布局 对于RISC-V基金会的中立性，倪光南表示赞赏。 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’。” 詹剑锋指出，在信息技术产业领域，不仅存在从下（芯片）到上的管控，而且存在从上（应用）到下的管控。例如，安卓本身是开源的，大家都可以用，但在华为的安卓事件中，被管控的是谷歌开发的应用套件。这种情况可能同样存在于开源芯片里。开源芯片指令集ISA虽然是开源的，但不同的硬件实现是被管控的。张立新教授同样赞同这个观点。因此，信息技术生态非常复杂。 詹剑锋认为，开源芯片比开源软件情况更为复杂，中国的公司不能照搬开源软件领域的模式。不要以为可以在开源芯片时代，像开源软件时代一样，做简单地堆砌。尽管有种种异议和疑虑，专家总体认为，开源芯片对中国芯片产业是一个机会。张立新坦率地认为，不论是自己研发的，还是拿来的，只要能解决现在的困境的芯片计划，就应该被鼓励。 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（WesternDigital）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，日立等跨国公司都在RISC-V指令集芯片上有所布局。 |
