探尋后摩爾時(shí)代 | RISC-V:有望改變未來(lái)芯片產(chǎn)業(yè)格局
[導(dǎo)讀]“編者按:過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì),半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循摩爾定律的軌跡高速發(fā)展,如今單純靠提升工藝來(lái)提升芯片性能的方法已經(jīng)無(wú)法充分滿(mǎn)足時(shí)代的需求,半導(dǎo)體行業(yè)也逐步進(jìn)入了“后摩爾時(shí)代”?!边@些年,我們目睹了開(kāi)源對(duì)于軟件產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的巨大變革,中國(guó)科學(xué)院院士梅宏說(shuō):“目前幾乎沒(méi)有不涉及、不從開(kāi)源中...
“編者按:過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì),半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循摩爾定律的軌跡高速發(fā)展,如今單純靠提升工藝來(lái)提升芯片性能的方法已經(jīng)無(wú)法充分滿(mǎn)足時(shí)代的需求,半導(dǎo)體行業(yè)也逐步進(jìn)入了“后摩爾時(shí)代”。”
這些年,我們目睹了開(kāi)源對(duì)于軟件產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的巨大變革,中國(guó)科學(xué)院院士梅宏說(shuō):“目前幾乎沒(méi)有不涉及、不從開(kāi)源中獲益的軟件?!焙罄m(xù),開(kāi)源之火會(huì)不會(huì)徹徹底底改變未來(lái)芯片產(chǎn)業(yè)呢?答案正在變得清晰。
談及CPU與計(jì)算生態(tài),就需要談及CPU指令集?!疤幚砥髦噶罴擒浻布慕涌冢呛诵幕A(chǔ)軟硬件生態(tài)系統(tǒng)的基石?!敝袊?guó)科學(xué)院計(jì)算所研究員包云崗此前表示,指令集的重要性體現(xiàn)在生態(tài)建設(shè),指令集向上承載的是整個(gè)軟件生態(tài),向下則規(guī)范了以處理器芯片為代表的整個(gè)硬件生態(tài)。
“雖然指令集并非復(fù)雜的黑科技,但指令集的真正價(jià)值在于圍繞其建設(shè)的軟件生態(tài)和指令集的發(fā)展權(quán)。”胡振波說(shuō)。
“軟件與硬件一起才能形成計(jì)算產(chǎn)業(yè),而指令集是軟件與硬件交互的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。”中國(guó)科學(xué)院軟件所所長(zhǎng)趙琛在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
在RISC-V誕生之前,市場(chǎng)上主要有Arm、MIPS、SPARC、x86等指令集。
其中x86指令集由英特爾在1978年推出;MIPS于1981年出現(xiàn),由MIPS科技公司開(kāi)發(fā)并授權(quán);Arm則由Arm公司推出,目前全世界超過(guò)95%的智能手機(jī)和平板電腦采用Arm架構(gòu)。
2010年,加州大學(xué)伯克利分校的一研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)新項(xiàng)目,需選擇一種處理器指令集,在分析了Arm、MIPS、X86等指令集后,發(fā)現(xiàn)它們不僅設(shè)計(jì)復(fù)雜,而且存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。于是該研究團(tuán)隊(duì)用了3個(gè)月的時(shí)間,設(shè)計(jì)出一套全新的指令集,能滿(mǎn)足各種尺寸的處理器,支持從FPGA到ASIC到未來(lái)器件等各種實(shí)現(xiàn),能支持大量的定制與加速功能,能和現(xiàn)有軟件棧與編程語(yǔ)言很好適配,而且很穩(wěn)定。其后該團(tuán)隊(duì)將新的指令集命名為RISC-V,并將指令集徹底開(kāi)放,使用BSD License開(kāi)源協(xié)議。
2015年RISC-V基金會(huì)成立,RISC-V以基金會(huì)方式運(yùn)作,吸引了大量廠(chǎng)商加盟,包括高通、英偉達(dá)、NXP、三星、Microsemi、美光、華為海思、聯(lián)發(fā)科、谷歌、IBM、西數(shù)、希捷、Mentor Graphics、Express Logic等,RISC-V在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展,目前RISC-V基金會(huì)成員近1000多名遍布全球70多個(gè)國(guó)家。為了進(jìn)一步保持中立性,2020年3月RISC-V基金會(huì)將總部遷到瑞士。
RISC-V開(kāi)源模式改變了傳統(tǒng)的封閉性X86和授權(quán)模式的ARM的模式,為半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)經(jīng)營(yíng)模式和架構(gòu)創(chuàng)新的新機(jī)會(huì)。賽昉科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO徐滔對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示:“RISC-V的典型優(yōu)勢(shì)是低成本、模塊化和定制化。RISC-V指令集的開(kāi)源特性使用戶(hù)可以免費(fèi)開(kāi)發(fā)自己的處理器,讓芯片設(shè)計(jì)更平民化,降低芯片設(shè)計(jì)的門(mén)檻,讓更多的人和公司能擁有自主的芯片。其開(kāi)源特性一方面大大降低了成本,因?yàn)榭梢悦赓M(fèi)使用指令集;另一方面允許任何用戶(hù)自由修改,從而能滿(mǎn)足量身定制的需求?!?/span>
除了降低成本,可以復(fù)用IP、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間外,趙琛認(rèn)為RISC-V開(kāi)源指令集的好處還在于帶來(lái)了強(qiáng)勁的創(chuàng)新力,實(shí)現(xiàn)大眾化、持續(xù)化的創(chuàng)新演進(jìn),開(kāi)源軟件的蓬勃發(fā)展就是最好的例證。
RISC-V作為開(kāi)源的架構(gòu),其商業(yè)模式顛覆了x86/Arm的做法,其模塊化架構(gòu)給DSA提供了創(chuàng)新平臺(tái),給予業(yè)界創(chuàng)新的自由,具有頑強(qiáng)的生命力。
最近有媒體爆出英特爾或?qū)⒁?0億美元收購(gòu)RISC-V創(chuàng)業(yè)公司SiFive的消息,這意味著RISC-V的燎原之勢(shì)已經(jīng)讓芯片巨頭關(guān)注到它的重要性。
也有觀點(diǎn)稱(chēng)RISC-V誕生已十年之久,看起來(lái)前景美好,但到目前為止,基于RISC-V的創(chuàng)業(yè)還沒(méi)有出現(xiàn)比較有影響力的半導(dǎo)體企業(yè),而大企業(yè)雖然支持RISC-V但也僅僅是將其作為備份來(lái)發(fā)展。
如果RISC-V能夠三分天下,那么中國(guó)應(yīng)該如何布局。談及目前中國(guó)RISC-V的發(fā)展,中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式分會(huì)副理事長(zhǎng)何小慶在接受采訪(fǎng)時(shí)特別提及了不久前在上海舉辦的2021 RISC-V中國(guó)峰會(huì)的情況,超過(guò)1000多人的會(huì)場(chǎng)、數(shù)萬(wàn)人線(xiàn)上觀看、100余場(chǎng)技術(shù)峰會(huì),從一個(gè)維度看出RISC-V在中國(guó)的蓬勃態(tài)勢(shì)。
這些年,我們目睹了開(kāi)源對(duì)于軟件產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的巨大變革,中國(guó)科學(xué)院院士梅宏說(shuō):“目前幾乎沒(méi)有不涉及、不從開(kāi)源中獲益的軟件?!焙罄m(xù),開(kāi)源之火會(huì)不會(huì)徹徹底底改變未來(lái)芯片產(chǎn)業(yè)呢?答案正在變得清晰。
談及CPU與計(jì)算生態(tài),就需要談及CPU指令集?!疤幚砥髦噶罴擒浻布慕涌冢呛诵幕A(chǔ)軟硬件生態(tài)系統(tǒng)的基石?!敝袊?guó)科學(xué)院計(jì)算所研究員包云崗此前表示,指令集的重要性體現(xiàn)在生態(tài)建設(shè),指令集向上承載的是整個(gè)軟件生態(tài),向下則規(guī)范了以處理器芯片為代表的整個(gè)硬件生態(tài)。
“雖然指令集并非復(fù)雜的黑科技,但指令集的真正價(jià)值在于圍繞其建設(shè)的軟件生態(tài)和指令集的發(fā)展權(quán)。”胡振波說(shuō)。
“軟件與硬件一起才能形成計(jì)算產(chǎn)業(yè),而指令集是軟件與硬件交互的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。”中國(guó)科學(xué)院軟件所所長(zhǎng)趙琛在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
在RISC-V誕生之前,市場(chǎng)上主要有Arm、MIPS、SPARC、x86等指令集。
其中x86指令集由英特爾在1978年推出;MIPS于1981年出現(xiàn),由MIPS科技公司開(kāi)發(fā)并授權(quán);Arm則由Arm公司推出,目前全世界超過(guò)95%的智能手機(jī)和平板電腦采用Arm架構(gòu)。
2010年,加州大學(xué)伯克利分校的一研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)新項(xiàng)目,需選擇一種處理器指令集,在分析了Arm、MIPS、X86等指令集后,發(fā)現(xiàn)它們不僅設(shè)計(jì)復(fù)雜,而且存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。于是該研究團(tuán)隊(duì)用了3個(gè)月的時(shí)間,設(shè)計(jì)出一套全新的指令集,能滿(mǎn)足各種尺寸的處理器,支持從FPGA到ASIC到未來(lái)器件等各種實(shí)現(xiàn),能支持大量的定制與加速功能,能和現(xiàn)有軟件棧與編程語(yǔ)言很好適配,而且很穩(wěn)定。其后該團(tuán)隊(duì)將新的指令集命名為RISC-V,并將指令集徹底開(kāi)放,使用BSD License開(kāi)源協(xié)議。
2015年RISC-V基金會(huì)成立,RISC-V以基金會(huì)方式運(yùn)作,吸引了大量廠(chǎng)商加盟,包括高通、英偉達(dá)、NXP、三星、Microsemi、美光、華為海思、聯(lián)發(fā)科、谷歌、IBM、西數(shù)、希捷、Mentor Graphics、Express Logic等,RISC-V在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展,目前RISC-V基金會(huì)成員近1000多名遍布全球70多個(gè)國(guó)家。為了進(jìn)一步保持中立性,2020年3月RISC-V基金會(huì)將總部遷到瑞士。
RISC-V開(kāi)源模式改變了傳統(tǒng)的封閉性X86和授權(quán)模式的ARM的模式,為半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)經(jīng)營(yíng)模式和架構(gòu)創(chuàng)新的新機(jī)會(huì)。賽昉科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO徐滔對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示:“RISC-V的典型優(yōu)勢(shì)是低成本、模塊化和定制化。RISC-V指令集的開(kāi)源特性使用戶(hù)可以免費(fèi)開(kāi)發(fā)自己的處理器,讓芯片設(shè)計(jì)更平民化,降低芯片設(shè)計(jì)的門(mén)檻,讓更多的人和公司能擁有自主的芯片。其開(kāi)源特性一方面大大降低了成本,因?yàn)榭梢悦赓M(fèi)使用指令集;另一方面允許任何用戶(hù)自由修改,從而能滿(mǎn)足量身定制的需求?!?/span>
除了降低成本,可以復(fù)用IP、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間外,趙琛認(rèn)為RISC-V開(kāi)源指令集的好處還在于帶來(lái)了強(qiáng)勁的創(chuàng)新力,實(shí)現(xiàn)大眾化、持續(xù)化的創(chuàng)新演進(jìn),開(kāi)源軟件的蓬勃發(fā)展就是最好的例證。
RISC-V作為開(kāi)源的架構(gòu),其商業(yè)模式顛覆了x86/Arm的做法,其模塊化架構(gòu)給DSA提供了創(chuàng)新平臺(tái),給予業(yè)界創(chuàng)新的自由,具有頑強(qiáng)的生命力。
最近有媒體爆出英特爾或?qū)⒁?0億美元收購(gòu)RISC-V創(chuàng)業(yè)公司SiFive的消息,這意味著RISC-V的燎原之勢(shì)已經(jīng)讓芯片巨頭關(guān)注到它的重要性。
也有觀點(diǎn)稱(chēng)RISC-V誕生已十年之久,看起來(lái)前景美好,但到目前為止,基于RISC-V的創(chuàng)業(yè)還沒(méi)有出現(xiàn)比較有影響力的半導(dǎo)體企業(yè),而大企業(yè)雖然支持RISC-V但也僅僅是將其作為備份來(lái)發(fā)展。
如果RISC-V能夠三分天下,那么中國(guó)應(yīng)該如何布局。談及目前中國(guó)RISC-V的發(fā)展,中國(guó)軟件行業(yè)協(xié)會(huì)嵌入式分會(huì)副理事長(zhǎng)何小慶在接受采訪(fǎng)時(shí)特別提及了不久前在上海舉辦的2021 RISC-V中國(guó)峰會(huì)的情況,超過(guò)1000多人的會(huì)場(chǎng)、數(shù)萬(wàn)人線(xiàn)上觀看、100余場(chǎng)技術(shù)峰會(huì),從一個(gè)維度看出RISC-V在中國(guó)的蓬勃態(tài)勢(shì)。





