中國晶片產業的唯一機會:RISC-V將和英特爾ARM三分天下
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「未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一,從而在CPU領域形成Intel(英特爾)、ARM、RISC-V三分天下的格局。
」
12月18日,在北京舉行的「2019國際晶片大會(Chips 2019)」上,中國工程院院士倪光南如此展望開源晶片的前景。
此前11月25日,為了尋求技術中立,總部位於美國德拉瓦州的RISC-V基金會計劃遷至瑞士,以規避美國可能會做出的貿易限制。
中國工程院院士廖湘科也表示,RISC-V指令集擺脫了原有指令集的兼容性桎梏,集合了多種指令集ISA的優點,目前在國內正蓬勃發展。
倪光南認為,未來RISC-V開源指令集很可能發展成為世界主流CPU之一,基於RISC-V開源指令集架構的國產CPU可望滿足自主可控測評的要求,前景可期。
「開源」(開放原始碼)是一種開發模式和商業模式,以Linux為代表的開源軟體已經成為了當前軟體產業的主流。
而RISC-V開源指令集可以理解為與開源軟體相對應的一種開源硬體。
開源晶片設計可以將晶片設計門檻大大降低,甚至3-5人的小團隊在3-4個月內,只需幾萬元就可以研製出一款有市場競爭力的晶片。
目前,世界上生態最為成熟的兩種指令集架構的CPU分別是Intel x86指令集架構CPU和ARM指令集架構CPU。
Intel x86指令集架構CPU歷史悠久,壟斷了桌面和伺服器領域,被美國的Intel和AMD兩家公司擁有,罕有對外授權。
ARM指令集架構CPU近年崛起,在移動和嵌入式等領域占壟斷地位。
世界上很多公司花費數百萬至上億元費用向ARM公司購買CPU許可,還要向公司繳納特許權使用費(Royalty fee)。
對此,倪光南表示,「未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一。
」這與其本身開放、簡約的特點有關。
在設計方面,免除授權費用和智慧財產權風險的完全開源免費,是RISC-V存在的主要意義。
RISC-V指令集在最初設計時,其研發團隊就明確表示要追求簡約,丟棄歷史包袱。
目前成型的技術代碼集小、支持模塊化、性能優越,能滿足從微控制器到超級計算機等各種複雜程度的處理器需求,支持從FPGA、ASIC乃至未來器件等多種實現方式。
敏捷開發縮短開發周期
另外,隨著人工智慧和物聯網(IoT)等新一代信息技術的發展,各種場景下對CPU的需求日益碎片化,嵌入式應用前景廣闊,低功耗、低成本和定製化需求越來越大,這使得RISC-V的精簡、低功耗、模塊化和可擴展的優勢與數字經濟未來的發展方向十分契合。
廖湘科表示,開源指令集能夠降低設計成本,採用敏捷開發能夠降低開發周期。
加速硬體開發,加快產品疊代,進而能夠降低整體設計門檻,縮短從應用創意到晶片的時間。
談到RISC-V時,廖湘科也表示,RISC-V指令集擺脫了原有指令集的兼容性桎梏,集合了多種指令集ISA的優點,目前在國內正蓬勃發展。
同時,廖湘科也提到,目前開源EDA工具還有很大欠缺,包括缺少IR drop分析,缺少缺少動態功耗評估、缺少電子遷移分析等,並且目前還尚未出現對應開源軟體體系中GCC編譯器水平的EDA工具。
儘管有異議和疑慮,但多名專家還算是認為,開源晶片對中國晶片產業是一個機會。
國內外大廠的布局
11月25日,為了尋求技術中立,總部位於美國德拉瓦州的RISC-V基金會計劃遷至瑞士,以規避美國可能會做出的貿易限制。
RISC-V基金會執行長卡利斯塔·雷德蒙德(Calista Redmond)表示,董事會一致通過了遷移決定,希望確保美國以外的大學、政府和公司可以幫助開發其開源技術。
雷德蒙德稱,「在世界各地,我們聽到很多人說『如果公司不在美國,我們會更自在」。
RISC-V基金會於2005年成立,這是一個非盈利中立機構和開放社區,主要負責日常維護RISC-V指令集標準手冊與架構文檔,參與RISC-V相關規範制定和軟硬體生態系統的發展。
倪光南介紹,基金會採取會員制管理,目前有上百家會員單位,中科院計算所是發起和審計會員,阿里、華為是白金會員。
這種開放式管理模式能夠有效促進RISC-V社區的交流和創新,形成生態系統,從而降低研發成本,打破晶片市場的壟斷。
目前,RISC-V開放的生態已經讓眾多廠商紛紛選擇使用RISC-V指令集研發下一代晶片,英偉達(Nvidia)將使用RISC-V指令集製作下一代GPU上的周邊微控制器,西部數據(Western
Digital)計劃在下一代存儲計算晶片中使用RISC-V核,並宣布預計每年將出貨10億片以上使用RISC-V的晶片。
另外,西門子、三星、谷歌、IBM、特斯拉、高通、恩智浦、日立等大廠都在RISC-V指令集晶片上有所布局。
在中國,使用RISC-V指令集製作的晶片也開始初露頭角。
2019年7月18日,中科物棲展示了基於RISC-V的AIoT晶片和整機方案,7月25日,阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥出品的玄鐵910(XuanTie910)晶片同樣是一款RISC-V處理器,它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。
來源:【澎湃新聞】
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