玄鐵已現屠龍何在？剛剛，阿里平頭哥發了迄今最強RISC-V處理器

玄鐵已現，屠龍刀還遠嗎？

在金庸先生的《倚天屠龍記》中，有兩把神兵---倚天劍和屠龍刀，它們是郭靖和黃蓉將楊過的玄鐵重劍融化鍛鑄而成。

現在，阿里巴巴旗下的平頭哥也為產業提供了玄鐵，大家可以用它鑄成強大的屠龍CPU嗎？

在2018年阿里巴巴雲棲大會上，阿里宣布成立一個新公司——平頭哥半導體有限公司。

平頭哥」是蜜獾的別稱，是鼬科蜜獾屬下唯一動物，號稱是「世界上最無所畏懼的動物」，馬雲說晶片公司取名「平頭哥」，看中其三大特點：一是激情澎湃，頑強執著，二是相信小的偉大，勇敢逐夢，三是聰明樂觀、勇猛皮實，平頭哥成立後，業界紛紛猜測，平頭哥會切入什麼樣的市場，發布希麼樣的產品？

今天，這個謎底揭曉了，在2019阿里雲上海峰會上，平頭哥出手了！發布了目前業界性能最強的一款RISC-V處理器玄鐵910！根據阿里巴巴副總裁戚肖寧的說法，是希望產業也可以利用這「塊」玄鐵，打造出強大無比的CPU！

在性能方面，玄鐵910支持16核，單核性能達到7.1 Coremark/MHz，主頻達到2.5GHz，比目前業界最好的RISC-V處理器性能高40%以上！

據他介紹，玄鐵910實現性能的突破得益於兩大技術創新：12級亂序流水線，、3發射8執行的複雜亂序執行架構，它有高達8MB的二級緩存，是業界首個實現每周期2條內存訪問的RISC-V處理器；基於RISC-V擴展了50餘條指令，系統性增強了RISC-V的計算、存儲和多核等方面能力。

跟同類其他開源RISC-V處理器相比，玄鐵910的Coremark/MHz是7.1，遠高於其他處理器。

另外，參考ARM最新的,Cortex-A77來看，它採用的是13級流水線設計6發射並發，在緩存容量上，Cortex-A77擁有64K的一級指令緩存及64K的一級數據緩存、同時可以配置256K或512K的核心私有二級緩存，而三級緩存最高為4MB。

而玄鐵910是12級亂序流水線，並行3發射8執行2內存訪問機制，基本已經追上了Cortex-A77的水準。

但從性能看，玄鐵910已經很強大了。

戚肖寧表示玄鐵910可以用於設計製造高性能端上晶片，應用於5G、人工智慧以及自動駕駛等領域。

使用該處理器可使晶片性能提高一倍以上，同時晶片成本降低一半以上。

授人以漁--平頭哥開源玄鐵910

比玄鐵910更令人興奮的是，阿里巴巴宣布了普惠計劃---未來平頭哥將全面開放玄鐵910 IP Core，全球開發者可以免費下載該處理器的FPGA代碼，快速開展晶片原型設計和架構創新；同時，平頭哥還打造了面向領域定製優化的晶片平台(Domain specific SoC)，提供包括CPU IP、SoC平台以及算法在內的軟硬體資源，面向不同AIoT場景為企業和開發者提供不同層次的晶片服務。

這個舉措就更有意義了，我們知道，RISC-V是全球唯一開放的指令集架構（ARM等架構不是指令集開源，本土公司用來研發IC就是相當於搭積木，玩個系統集成，根本不是自己在設計CPU，所以RISC-V的真正價值是讓我們可以有了自己去設計自己CPU的能力和平台），阿里巴巴開源了玄鐵910，相當於讓每個人都有可能設計出堪比ARM最新A77的CPU ，而且是免費的！這個影響力太大了！

目前雖然RISC-V很火，但是業內很多人認為RISC-V缺乏領頭的大公司，現在阿里巴巴做了RISC-V的帶頭大哥，這對推動整個本土CPU設計功不可沒！戚肖寧表示：「傳統通用晶片的模式越來越難適應碎片化AIoT場景的需求，開源、開放是大勢所趨，平頭哥致力於做AIoT時代的晶片基礎設施提供者，讓晶片更普惠。

平頭哥的使命是為AIoT晶片提供基礎設施，所以選擇開放的指令架構。

平頭哥將與合作夥伴一起，面向人工智慧和IoT等各種領域構建軟硬體的技術生態，利用阿里巴巴在AIoT領域豐富的應用場景，面向各領域開源開放，為全球AIoT晶片提供平台化的解決方案。

」

「玄鐵910是性能很高的處理器，流水線設計非常複雜，沒有一套完整的驗證環境，開發者是沒有辦法進行修改的，所以第一階段我們先開放使用。

具體來說，用戶可以無門檻的獲得高性能CPU的FPGA代碼，快速的開展晶片原型設計和架構創新，尤其是對於一些FPGA應用場景，則完全實現了0費用。

」他指出，「全球開源硬體首先需要解決從功能仿真到FPGA驗證的階段，這部分開源硬體和開源軟體是有很大的類似之處，ASIC設計和晶片量產測試都需要準備較大的資金。

在阿里巴巴的應用生態中，有很多量產的加速器都是基於FPGA的，基於玄鐵910可以開發面向應用的加速器方案。

如果開發者的各項綜合指標符合設計預期，平頭哥會幫助他進入晶片量產的階段。

」

這個開源還有更重要的意義，就是玄鐵910的誕生給全球企業帶來高端CPU的第二種選擇，並且無需承擔昂貴的授權費用。

「阿里巴巴的使命是讓天下沒有難做的生意，在晶片領域也一樣，平頭哥要降低企業設計晶片的門檻，讓晶片更普惠。

」他指出，「平頭哥希望通過開放部分代碼降低開發者使用高性能CPU的獲得門檻，推動全球開發者進行架構創新。

平頭哥的評估代碼大家可以上平頭哥的網站申請，平頭哥的官網是：www.t-head.cn。

未來我們將在Github上公開FPGA代碼。

」

曾經，「玄鐵重劍」是金庸筆下第一神劍，最早為「獨孤求敗」所用，其重達六十四斤，劍上刻字「重劍無鋒，大巧不工」，後被郭靖夫婦熔鑄成倚天劍和屠龍刀。

玄鐵910是CPU的IP核，是晶片的關鍵內核驅動力所在。

玄鐵的寓意，與其在晶片產業中的作用恰好吻合，阿里開源玄鐵910 ，很多公司可以在個基礎上打造出各種各樣的強大處理器來！

在今年7月的「第十五屆中國(南京)軟體產品和信息服務交易會」上，中國工程院院士倪光南在發言中就指出RISC-V是中國晶片業的重要機遇，他強調CPU晶片和作業系統是網信領域最基礎的核心技術，目前世界上最流行的是兩種架構的CPU是基於Intel架構(x86)和基於ARM架構的CPU。

Intel架構(x86)CPU和ARM架構CPU都歷史很長、生態成熟，而未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領城形成Intel、ARM、RISC V三分天下的格局。

1980年，加州大學伯克利分校(Berkeley)的David Patterson教授主導了Berkeley RISC項目並設計了其第一代的處理器RISC I。

2010年， Krste Asanovic教授帶領的團隊大約花了四年時間，設計和開發了一套完整的新的指令集，這個新的指令集叫做RISC-V。

這是Berkeley從RISC I開始設計的第五代指令集架構，V還代表了變化(variation)和向量(vectors)。

RISC-V 基金會成員發展迅速

RISC-V最基礎的指令集僅46條，以及可選的擴展指令集，開發工程師在基礎指令集的基礎上進行擴展，目前 RISC-V迅速被眾多公司接納，其中不乏華為、高通、三星、NV、西數、NXP這樣的大公司。

在RISC-V基金會和RISC-V本土產業聯盟的推動下，RISC-V生態建設也卓有成效。

RISC-V 生態系統建設卓有成效

平頭哥志存高遠

平頭哥負責人在接受媒體採訪時表示在AIOT時代，平頭哥的定位是致力於成為AIoT時代晶片的基礎設施提供者，降低企業設計晶片的門檻。

他表示傳統通用晶片行業存在資金投入大、研發周期長等缺點，雖然SoC晶片設計方法相比ASIC設計方法已經有了很大的效率提升，但從IP到系統集成驗證再到軟體調試的過程依然耗時久投入大。

平頭哥提供包括CPU、OS和算法深度整合的晶片平台，讓企業更加專注於創新技術的開發，企業基於經過量產驗證的軟硬體深入優化的晶片平台可以更快更好的開發出有競爭力的產品。

除此之外，他透露在雲端，平頭哥自研的第一款NPU晶片也將於今年發布，其性能處於業界領先定位，主要用於阿里雲數據中心。

雖然平頭哥去年才成立，但是事實上，平頭哥核心團隊擁有十年以上的CPU和晶片研發經驗，長期從事自研指令架構、CPU微體系結構與系統晶片產品的研發，累計開發了CK801、CK802、CK803、CK805、CK807、CK810、CK860等7款嵌入式CPU IP核，這些產品均已得到大規模量產的驗證，所授權客戶超100家，累計銷售超十億顆，這些晶片被廣泛應用於機器視覺、工業控制、車載終端、移動通信、多媒體、無線接入和信息安全等領域，主要客戶為一線晶片設計公司。

「RISC-V作為開放的指令架構，需要經過深度優化才能實現更高的性能，平頭哥過去在自研指令集上的技術積累以及IP Core的大規模商用經驗，是絕大多數企業所不具備的。

例如，我們對於處理器架構、工具鏈和開發環境等有深入的了解，同時擅長以「應用驅動」的思路開發處理器產品，擁有實時、可靠、安全和計算增強等面向領域的核心技術。

」他指出，「通過軟硬體的深度整合，平頭哥可以對處理器、SoC晶片架構和作業系統等全方位做深度優化，提供性能好、功耗優、成本低的全晶片架構，為定製化晶片提供基礎設施。

」

據介紹，未來，平頭哥將繼續推進自研CPU的研發，特別是針對應用的優化和工具鏈體系的完善。

RISC-V方面，平頭哥會結合自研指令架構上積累的豐富經驗，推進新一代AIoT指令架構的設計，並不斷推出新的可產品化的CPU。

未來在端側處理器將和雲端NPU晶片實現更多的協同，此外，平頭哥將持續探索DSA（domain specific technology）等核心技術，為企業提供更有競爭力的晶片基礎設施。

他指出平頭哥的定位是未來AIoT晶片的基礎設施提供者，主打面向領域的軟硬整合的SoC平台。

除了CPU外，平頭哥還推出了集成CPU、存儲器、OS和算法的全棧解決方案，其中AliOS可以實現低功耗低成本的雲端接入，雲端一體是平頭哥軟硬體基礎能力的體現，是普惠AIoT晶片的基礎。

阿里雲是國內最大的雲服務商，在雲端已經有了豐富的應用生態資源。

基於平頭哥晶片平台的產天然接入阿里雲，與雲端應用生態對接後將形成新的產品形態。

希望更多本土公司加入到RISC-V陣營中來，發揮其開源優勢，打造繁榮、自主可控的本土CPU生態！