2022年，RISC-V的軟硬件生態(tài)發(fā)展如何？

RISC-V一直被大家津津樂道是因?yàn)?，它以一種開源的方式，能夠在某一天和X86、Arm并肩，實(shí)現(xiàn)計(jì)算領(lǐng)域“三分天下”。特殊的時(shí)代背景、市場(chǎng)特色與當(dāng)下RISC-V生態(tài)的高速發(fā)展有著分不開的關(guān)系。

來到2022年，我們?cè)诘诙肦ISC-V中國(guó)峰會(huì)上看到，RISC-V已經(jīng)初具商業(yè)規(guī)?；那熬埃瑏淼搅艘粋€(gè)關(guān)鍵的拐點(diǎn)。

而在這種背景下，其實(shí)Arm也并不滿足于移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域霸主的地位，近年來在數(shù)據(jù)中心、筆記本PC等領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)前景。

站在2022年的這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)回望，RISC-V的發(fā)展取得了哪些成績(jī)？立足當(dāng)下，給予RISC-V的高速推動(dòng)力的時(shí)代窗口期還有多久？展望未來，RISC-V是能夠走到“三分天下”的高位，還是只能委身成為一種具備開源特色的備胎？

帶著諸多的問題，我們?cè)诘诙肦ISC-V中國(guó)峰會(huì)上有幸采訪到了RISC-V軟件和硬件方面的兩位大佬：中國(guó)科學(xué)院軟件研究所總工程師武延軍研究員和本屆RISC-V中國(guó)峰會(huì)主席、平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠博士，聽聽兩位深耕于RISC-V產(chǎn)業(yè)前沿的專家，對(duì)于RISC-V的深入見解。

商業(yè)化拐點(diǎn)來臨

同屬精簡(jiǎn)指令集，RISC-V經(jīng)常被拿來和Arm比較。從時(shí)間上來看，RISC-V生態(tài)節(jié)奏確實(shí)要走的快很多。

RISC-V在2010年發(fā)布，距今已有12年。而RISC-V在國(guó)際上的推行是在2015年之后，正式引入中國(guó)也就是2016年之后，距今有7年的時(shí)間。Arm公司前身最早于1979年出現(xiàn)，差不多在1991年開始用授權(quán)的方式對(duì)外提供服務(wù)，到現(xiàn)在也經(jīng)歷了30多年的發(fā)展。從兩者的生態(tài)繁榮的上來看，RISC-V大致相當(dāng)于2005年左右的Arm。在彼時(shí)市場(chǎng)上對(duì)于Arm的需求量保障，在嵌入式領(lǐng)域Arm和X86、MIPS展開激烈的競(jìng)爭(zhēng)。而此時(shí)的RISC-V有著更高的加速度在增長(zhǎng)，在很多領(lǐng)域有了非常好的發(fā)展前景。據(jù)RISC-V國(guó)際基金會(huì)數(shù)據(jù)，RISC-V出貨量已超過一百億顆，對(duì)比同時(shí)期的X86/ARM來看，這是個(gè)非常大的量。

武延軍表示：“在當(dāng)前這個(gè)階段，整個(gè)生態(tài)上下游都可以去開始發(fā)力了。如果說之前還在觀望的話，從這個(gè)階段開始大家已經(jīng)可以不用去觀望了，不管是從個(gè)人學(xué)習(xí)能力提升角度，亦或是從公司業(yè)務(wù)發(fā)展的角度，都可以放心地去投入RISC-V領(lǐng)域了。RISC-V商用時(shí)機(jī)已經(jīng)到了，雖然目前可能還是局限于一些對(duì)算力和對(duì)軟件生態(tài)豐富程度要求不那么高的領(lǐng)域。但是以此為起點(diǎn)，我們看到它驚人的加速度?！?

而像平頭哥這種走的比較快的RISC-V領(lǐng)導(dǎo)廠商，已經(jīng)開始探索RISC-V的下一步，即向著更高性能技術(shù)發(fā)展、更垂直領(lǐng)域應(yīng)用探索。

RISC-V走向高性能

在此次峰會(huì)上，阿里平頭哥發(fā)布了芯片平臺(tái)“無劍600”，將RISC-V處理器拉入到了2GHz高性能水平，而且實(shí)現(xiàn)了龍蜥OS兼容，大型桌面級(jí)開源Office軟件LibreOffice也可以在其上運(yùn)行。

當(dāng)然，這并不代表著RISC-V性能足以完全進(jìn)軍筆記本或PC市場(chǎng)，平頭哥推出高性能RISC-V芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)，對(duì)于整個(gè)RISC-V生態(tài)的驗(yàn)證、借鑒和探索的意義更大。

圖：平頭哥半導(dǎo)體副總裁孟建熠博士，線上發(fā)布高性能RISC-V無劍600芯片平臺(tái)

【RISC-V可以實(shí)現(xiàn)高性能】

RISC-V作為精簡(jiǎn)指令集，其相關(guān)處理器更多的應(yīng)用方向和Arm的類似，大多集中在物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式領(lǐng)域。目前市場(chǎng)對(duì)于更高性能的RISC-V處理器需求并不多，但走向高性能有著特殊的意義。

孟建熠表示，平頭哥希望能夠提供一個(gè)比較好的高性能平臺(tái)，能夠讓更多的軟件開發(fā)者、能夠從在QEMU這種軟件模擬，直接走到芯片上實(shí)際運(yùn)行，能夠真正地體驗(yàn)及運(yùn)用RISC-V架構(gòu)和芯片，看看它到底在性能上是不是能夠具備這樣的能力。事實(shí)證明，基于無劍600“打樣”的SoC原型曳影1520，完全具備這樣的能力。

走向高性能也面臨著很多挑戰(zhàn)：從軟件角度而言，可以看到目前還是有很多核心的基礎(chǔ)軟件沒有很好地支持RISC-V。很多基礎(chǔ)軟件包之前都是在X86和ARM上面去跑，維護(hù)者和社區(qū)還沒有把RISC-V當(dāng)成Tier-1或者First-Class-Citizen角度去對(duì)待。從硬件角度來看，要往高性能發(fā)展，處理器本身要在性能上有突破?！靶阅芡黄啤本鸵馕吨度氪罅康难邪l(fā)精力，只有更高的性能，才能適配各種各樣豐富的軟件。

【全棧優(yōu)化的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)】

在AI等領(lǐng)域，RISC-V相比其他指令集的優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)全棧優(yōu)化。相較于其他硬件架構(gòu)，上層軟件棧越厚，上面的工程師就越看不到底下的硬件是什么樣的。當(dāng)上層軟件想要不斷優(yōu)化的時(shí)候，底層硬件已經(jīng)固化，無法繼續(xù)配合軟件進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

RISC-V是一個(gè)全新的架構(gòu)，開發(fā)者可以從頂層的軟件應(yīng)用需求向下設(shè)計(jì)，反過來提升硬件在AI方面所需的能力，生態(tài)內(nèi)開發(fā)伙伴可以從處理器、編譯工具到庫、再到上層應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全棧優(yōu)化。

“因?yàn)?RISC-V是全球協(xié)同的，不是一家公司所維護(hù)的架構(gòu)。在基金會(huì)制定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，整個(gè)軟硬件全棧上相關(guān)公司都在看這個(gè)架構(gòu)做的好不好、能不能符合其要求，所以RISC-V天生具備全棧優(yōu)化的技術(shù)能力?！泵辖诒硎荆癆I需要'可編程性'，而可編程性是RISC-V在擴(kuò)展上非常好的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。某些專門針對(duì)AI做的ASIC的絕對(duì)性能肯定比處理器更好，但因?yàn)锳I算法是不斷演進(jìn)的，其實(shí)RISC-V在靈活性和未來拓展性上具有特別的優(yōu)勢(shì)?！?

RISC-V和中國(guó)

在上文提到的一百億出貨中，累計(jì)出貨里面有大約50%在中國(guó)。對(duì)于中國(guó)而言，RISC-V的發(fā)展有著特殊的意義，中國(guó)市場(chǎng)和生態(tài)也對(duì)RISC-V的高速發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

首先至關(guān)重要的一點(diǎn)在于，RISC-V是第一次以開源開放模式、由全世界參與構(gòu)建的計(jì)算生態(tài)體系，也是第一個(gè)中國(guó)從發(fā)展初期就可以深度參與、發(fā)揮核心貢獻(xiàn)的全球范圍的新指令集架構(gòu)、新的生態(tài)。這是一個(gè)難得的歷史機(jī)遇。孟建熠表示，RISC-V對(duì)于中國(guó)來講是發(fā)展完全跟國(guó)外同步的一個(gè)架構(gòu)，中國(guó)工程師的參與度相比原來的這些架構(gòu)會(huì)高很多，將會(huì)有更多的中國(guó)技術(shù)的貢獻(xiàn)，從高校、研究所到整個(gè)產(chǎn)業(yè)，整個(gè)活躍度、技術(shù)上的貢獻(xiàn)度，肯定是比原來其它架構(gòu)都是完全不一樣的。

中國(guó)也是RISC-V最好的落地和發(fā)展的地方。首先這是一個(gè)巨量的市場(chǎng)，有大規(guī)模的計(jì)算機(jī)工程師團(tuán)隊(duì)和專業(yè)人才，同時(shí)有足夠豐富的應(yīng)用場(chǎng)景能夠充分發(fā)揮RISC-V的多樣性。其次，在這里沒有國(guó)外一些老牌廠商和機(jī)構(gòu)的歷史包袱，沒有它們已經(jīng)存在的商業(yè)利益或者技術(shù)發(fā)展慣性，中國(guó)企業(yè)和開發(fā)者完全有機(jī)會(huì)從一個(gè)全新的視角去做一些開創(chuàng)性工作。

RISC-V的未來

武延軍表示，雖然Arm和RISC-V同為精簡(jiǎn)指令集，但Arm指令集是私有的、商業(yè)授權(quán)的，RISC-V指令集則在RISC-V國(guó)際基金會(huì)管理下的開源開放的模式。未來兩者可能是一種融合共生的狀態(tài)，但是本身的技術(shù)又會(huì)相互不斷融合、互相借鑒。因?yàn)镽ISC-V本身的開放性，Arm肯定會(huì)把RISC-V的一些比較好的特性吸收；而本身RISC-V在成長(zhǎng)過程中，也吸取了很多ARM的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

圖：中國(guó)科學(xué)院軟件研究所總工程師武延軍

在終端市場(chǎng)，每家公司或者說每個(gè)架構(gòu)都會(huì)有自己的一個(gè)“心智”。比如，英特爾打造的一個(gè)點(diǎn)是“算力強(qiáng)”，Arm是“芯片多、低功耗”。對(duì)于RISC-V，孟建熠認(rèn)為，RISC-V的“定制化帶來全棧優(yōu)化的更好的體驗(yàn)，開放、開源帶來普惠的算力成本?！?