阿里平頭哥首款晶片發布：最強性能玄鐵910，CPU授權成本降低一半

李根 發自 ShanghAI

量子位 報導 | 公眾號 QbitAI

阿里平頭哥，走出了萬里長征第一步。

7月25日，玄鐵910正式亮相發布。

這是平頭哥半導體成立之後的第一款產品，阿里晶片宏圖偉業的首次交貨，也是RISC-V開源世界的最新紀錄。

它以劍神兵器為名，性能和價格都展現大規模競爭力，但更令人驚訝的是背後承載的普惠方案、開源邏輯，以及阿里成功之道的延續：

讓天下沒有難造的晶片。

玄鐵910

這並非一款C端常見的完整集成晶片。

玄鐵910，基於RISC-V開源架構開發，核心針對高性能計算，是一款IP core，是一款處理器，也可以理解為就是SoC里的CPU。

或許以英特爾和ARM為參照，更容易理解玄鐵910定位。

它不是英特爾一樣完全整合的CPU，而是ARM類似的CPU IP形態，華為麒麟需要用，高通驍龍需要用，三星蘋果的手機晶片也離不開。

只是平頭哥玄鐵，面向AIoT，面向更豐富的萬物互聯場景，性能更高，適用性更廣，開發和進一步流片量產的門檻更低。

單位性能7.1 Coremark/MHz，主頻在12nm工藝下達到了2.5GHz。

性能比公開的RISC-V最好處理器還要提升40%，主頻功耗僅為0.2瓦。

而且玄鐵910採用3發射8執行的複雜亂序執行架構，是公開的RISC-V處理器中——首個實現每周期2條內存訪問的處理器。

並進一步實現了對RISC-V指令的系統性增強，擴展到50+條指令，系統性增強了RISC-V的算術運算、內存訪問和多核同步。

若進一步橫向比較，玄鐵910與ARM v8的高性能處理器A72，處於同一水平。

更直接來說，拿玄鐵910打造旗艦手機晶片，完全OK。

如果再考慮適用場景和成本，以及萬物互聯卻缺芯的時代呼喚，玄鐵910帶來的變革，可能還不止於性能。

在AI和5G等新基礎技術衝擊下，對處理器性能、價格和專芯專用都提出了新要求。

然而目前全球範圍內可選擇的CPU並不多，商用版本的處理器價格還比較高。

如果有產品能降低高性能晶片中通用處理器的門檻，並且讓AIoT中眾多玩家可以在新興領域展開晶片創新，那帶來的變革影響，會遠遠超過x86和ARM架構時代。

這是玄鐵910成為平頭哥首款產品的核心原因，也是阿里選擇RSIC-V的關鍵邏輯。

一個時代有一個時代的晶片

RISC-V，就被認為是AIoT時代晶片的基礎。

或許你多少有了解，RISC-V，全稱是精簡指令集計算機（reduced instruction set computer），這種微處理器與之前的相比，速度更快、功耗更低。

由現任谷歌董事長Hennessy和UC伯克利教授David Patterson於1980年提出，2017年還因此發明榮膺圖靈獎，發展至今已演進至第五代，故而簡寫為RSIC-V。

與大多數指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用於任何目的，允許任何人設計、製造和銷售RISC-V晶片和軟體。

雖然這不是第一個開源指令集，但它展現的勢能和擁戴，已有王霸之氣。

一方面，因為其獨特設計適用於更現代的計算設備，如倉庫規模雲計算機、高端行動電話和微小嵌入式系統。

另一方面，RISC設計之初就考慮到了用途中的性能與功率效率。

於是該指令集還具有眾多支持的軟體，這解決了新指令集通常的弱點。

所以全世界的處理器開發者，實際上都可以基於這個架構做出理想的處理器產品。

這種可擴展、可定製化的特點，對於場景驅動、性能功耗需求各不相同的AIoT晶片特別重要。

門檻之外，成本也是RISC-V王霸之氣的背後加速度。

AIoT推動的萬物互聯是大勢所趨，但目前ARM架構授權費用不菲，雖然比起英特爾x86已更友好，但生態夥伴還是英偉達、高通、華為以及蘋果三星等巨頭。

更多AIoT場景的中小開發者，想要為專門場景專門設備打造專用晶片，不通過開源普惠的架構和CPU，根本玩不起做不到。

而RISC-V和基於RISC-V的CPU們，正為此而生。

阿里集團資深總監孟建熠——玄鐵910負責人，解釋了選擇RSIC-V的原因。

這位晶片領域老兵，認為可以從半導體的過去現在去看未來。

當初PC時代，英特爾x86一家獨大，從IP處理器到最後晶片產品，完全封閉進行，並與微軟結盟，形成了Wintel時代。

但移動時代來臨，體量更小的ARM，卻憑藉更普惠的戰略選擇，提供CPU IP，讓更多合作夥伴自己去定義產品，最後在手機時代，助力形成多雄崛起局面，ARM也成為手機時代的最大贏家之一。

然而再面向如今的AIoT趨勢，ARM的普惠或許還不夠。

如果說PC時代的晶片玩家寥寥無幾，手機時代的晶片供應屈指可數，那AIoT時代所需要的參與者，可能要有指數級增長。

需求多，場景豐富，並且還要專門晶片專門定製使用，這就是AIoT時代的訴求，也是這個時代所需要的晶片發展思路。

所以從AIoT時代需求出發，平頭哥選擇RSIC-V也就不足為奇。

並且阿里之道一以貫之，平台思維，基礎設施思路，先自己解決晶片技術最難的CPU部分，再以「被集成」的心態讓更多晶片玩家基於自己開發，打造起平台生態。

最終目標，讓天下沒有難做的晶片。

而且這也是阿里一而再開拓新領域並取得成功的經驗。

從阿里巴巴B2B淘寶支付寶，到阿里雲和菜鳥，都是這種平台模式、基礎設施思路的延續。

可以說，阿里平頭哥，在時代趨勢面前，選擇了自己最適合的路。

但也是阿里這樣的巨頭才有能力走的路。

平頭哥憑什麼？

自然不是單憑一年苦戰。

2018年9月，阿里宣布整合中天微和達摩院成立旗下晶片公司：平頭哥半導體。

而此次參與玄鐵910打造的阿里集團資深總監孟建熠博士也透露，玄鐵910立項也差不多在此前後，整個項目從無到有實現，一年不到的時間。

在晶片半導體領域，這樣的速度十分驚人。

但孟建熠強調，速度背後，是平頭哥核心團隊十年以上的CPU和晶片研發經驗。

哪怕放眼全中國，能夠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，累計開發多款CPU IP核，量產晶片銷售10億+的公司和團隊，也有且僅有兩家。

而平頭哥的底氣，正是來自這樣的積累。

之前其前身自研開發的CK801、CK802、CK803、CK805、CK807、CK810、CK860等7款嵌入式CPU IP核，均已得到大規模量產的驗證，授權客戶超100家，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，主要客戶均是一線晶片設計公司。

所以玄鐵910，是平頭哥團隊最新實力證明，也是之前處理器經驗積累的集大成之作。

它把自研架構中經過產品驗證的指令技術與RSIC-V精簡指令技術融合，在指令方面相比傳統RISC-V穩定可靠，同時有20%以上性能的提升。

而在處理器的設計技術上，玄鐵910在原有高性能處理器2發射的基礎上，發展成3發射並行架構，流水線深度從10級發展成12級，單位性能提升40%，工作主頻達到2.5GHz，整體指標在原有技術上，均提升至新層次。

值得一提的是，平頭哥原團隊，其實也擁有自研C-SKY嵌入式CPU核，但從AIoT和最大限度普惠出發，玄鐵同時也擁抱RISC-V。

這種擁抱也不會是一芯一核的擁抱，還是立足長遠的生態推進融合。

目前在RISC-V生態中，阿里不僅是白金會員、體量最大的玩家，話語權方面也越來越重要——這對於平頭哥想要提供的基礎設施構想非常關鍵。

當然，廣施普惠，技術底氣之外還得有成本門檻方面的準備。

平頭哥方面說，因為是CPU授權形式，並不能具體計算每一顆最後合作晶片的成本，但既然出於普惠和打造開發者生態思路，就一定要把門檻降至最低。

具體成本未透露，但有消息稱，相比對標同等性能的CPU授權成本，玄鐵910至少能比參照方便宜50%以上。

更利好的消息是，就在這次2019阿里雲峰會·上海，平頭哥也宣布玄鐵910第一階段的計劃：

開放入口，先以軟體形式提供給開發者使用。

具體來說，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。

平頭哥的評估代碼已經在平頭哥網站上面向開發者開放，未來將在Github上公開仿真和FPGA代碼。

這也是硬體開源當前的必經之路，由於玄鐵910這樣的高性能處理器流水線設計非常複雜，對驗證環境的完整要求極高，所以開源開放，最首要的是幫開發者走過從功能仿真到FPGA驗證的階段。

其後，如果開發者的各項綜合指標符合設計預期，開始進入ASIC設計和晶片量產測試，平頭哥還會幫助進入晶片量產的階段。

在平頭哥內部，上述計劃也被稱為「廣發英雄帖」。

孟建熠博士還透露，在英雄帖發出後，下一步就會選取行業標杆、有量產能力或高校科研，共同打造第一期標杆項目。

未來，則期待這些標杆項目，作為帶頭示範，實現星星之火可以燎原。

那麼對於希望被普惠的開發者，核心要求又是什麼？

或許只剩下有落地場景，有問題解決的初步思路，並能基於玄鐵910這款CPU實現想要的晶片設計。

此外，AIoT時代也好，專芯專用需求也罷，背後還有不能忽略的軟硬體一體化趨勢。

換而言之，面向AIoT的晶片，又豈能是一個硬體而已？

平頭哥方面也透露，除了CPU外，平頭哥還會推出集成CPU、存儲器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，雲端一體也會是平頭哥軟硬體基礎能力的體現，是普惠AIoT晶片的基礎。

或許更長遠的未來，平頭哥想要打造的普惠晶片生態，會以「超市」形態呈現。

每一個有晶片訴求的開發者，都可以在「平頭哥超市」中選其所用，然後功能化組合，最終快速實現目標——開發門檻真正降至最低，天下再沒有難造的晶片。

這種願景，也暗藏在「玄鐵」取名中。

One more thing

作為首款交貨產品，平頭哥團隊自然對產品名字寓意深遠。

而「玄鐵」同樣延續自金庸武俠，與阿里體系一脈相承。

如果你對《神鵰俠侶》還有印象，或許能記得楊過後來使用的那件兵器利刃。

他因緣巧合遇見神鵰，也獲得了獨孤求敗的玄鐵寶劍。

這也是金庸江湖裡的天下第一重劍，背後寓意：

重劍無鋒，大巧不工。

用來寓寄CPU IP Core，氣質上也再合適不過。

而且既然平頭哥創辦初心，就是為普惠晶片開發者，那玄鐵背後的淵源傳承也非常適合。

在金庸武俠中，玄鐵後來被大俠郭靖重新熔融鍛造，重新推出一刀一劍：寶刀屠龍，利劍倚天。

或許今日之後，也會有晶片開發者在玄鐵910賦能下，打造出「屠龍」芯，打造出「倚天」器。

AIoT時代可能早已聲勢轟鳴，但現在平頭哥和玄鐵910真正改變局面。

阿里因「讓天下沒有難做的生意」而生，如今已用業績格局交出答卷。

而為晶片普惠而創辦的平頭哥半導體，今天的第一步，或許會是另一個開始：

從此天下沒有難造的晶片。

你覺得呢？

— 完 —

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