RISC-V芯片开源是手段不是目的 如何搭建自主生态是关键

来源:华强电子网 作者:Hongday 时间:2021-12-20 17:30

RISC-V 芯片 开源

作为芯片设计发展的后起之秀RISC-V近几年发展迅猛,这归结于开源的RISC-V会释放企业、高校IC设计的极大潜能。截至到9月统计的数据,国际RISC-V基金会已发展到70多个国家2000多个会员,而中国RISC-V产业联盟已经有140多家成员。国际RISC-V基金会不但包括谷歌、三星、英伟达、IBM、华为、高通和西部数据等互联网和半导体巨头,还有阿里、中天微、芯原、晶心、芯来等IC 设计和服务公司,以及UC-伯克利、普林斯顿、清华和中科院计算所等高校和科研机构。

同时RISC-V的出现为中国芯片产业实现自主、可控和繁荣带来了无限希望,当然,芯片产业远不是解决IP core就可以了。加工制造方面的考验更大,自主研发不仅仅是情怀,还是关键时候能力挽狂澜。目前比较适合RISC-V使用的领域还是对于生态依赖比较小的深嵌入式或者新兴的IoT、边缘计算、人工智能领域。指令集的重要性体现在生态建设上,指令集向上承载的是整个软件生态,向下则规范了以处理器芯片为代表的整个硬件生态。定义一个新指令集本身并不是一件难事,但更重要的是如何能吸引整个业界乃至全世界一起来共同建设生态,这需要一种开放共享的理念作为基底。

那么芯片应该被开源吗?未来几年内RISC-V将在哪些应用领域率先起量?如何完善RISC-V开源软件生态,以加速RISC-V芯片落地?围绕以上业界关注的问题,在12月17日,由中国RISC-V产业联盟(CRVIC)、芯原股份和上海集成电路产业集群发展促进机构共同主办的首届滴水湖中国RISC-V产业论坛上,中国RISC-V产业联盟理事长、芯原股份董事长戴伟民,红帽软件傅炜,工信部绿色计算产业联盟CTO 郭晶,北京晶视智能COO黄群辉,博流智能营销副总裁刘占领,平头哥半导体副总裁孟建熠,芯来科技CEO 彭剑英,赛昉科技CEO 徐滔、成都启英泰伦科技副总裁张来等来自RISC-V领域领先的三大IP供应商的高层领导,还有在开源软件和生态领域负有盛名的机构的专家,展开了深入探讨。

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芯片应该开源吗?开源只是手段不是目的

RISC-V的初衷是易实施、高效可扩展,可以与他人分享不受限制。指令集就是你的字典,开放指令集不是开放硬件,是个“字典开源”。有很多人认为RISC-V开源了就能用它免费做芯片,开源指系统内部代码完全开放,用户可以按照需求更改或添加相应功能;而开放指提供标准化环境的基础平台,允许不同功能和不同开发商的软、硬件模块介入。戴伟民用一张图展示了用开源软件的理念,去做开源硬件的构想。开源软件的做法是90%代码开源,用户写只写10%定制代码。硬件如果也90%开源,用户只做10%定制芯片就出来了。我们进入了后手机、后电脑的碎片化时代,这样的理念可行吗?能真正透过RISC-V的开源易用等特性为实现芯片的自主可控与创新繁荣带来新的希望吗?论坛首先就大家关注的就是芯片的开源与开放的问题进行探讨,那么芯片应该开源吗?

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赛昉科技CEO徐滔认为开源从来不是目的只是一种手段,开源是一种商业模式。软件开源很成功,因为通过软件开源很多公司获得了实质性的利益。比如:大家可以放在一起做共性工作、可以推出服务,或者软件开源可以卖IP、卖芯片,这个都可以。硬件开源有一个问题要问:“我开源了以后,谁得利了?谁真正有这个驱动力去推动这个硬件开源?”

平头哥半导体副总裁孟建熠也认为“开源”其实是个手段,它不是个目的。芯片开源从今天的角度来讲还为时过早,但也有两点好处:一是从学校、研究所培养学生的开发创新角度来看是非常好的。比如我跟复旦大学的一个教授课题组合作开发AI加速器,纯做加速器学生做完以后没有感觉,所以需要放到一个平台,我们就给了他RISC-V平台、处理器和一些基础软件,学生们做完模块之后集成进去连到网上,就可以跟互联网平台“下棋的软件”应用了。

第二个比较有价值的,可能我们要看到一个方向。今天硬件走到这个地方,可能需要更多的跟算法迭代。所以软硬件算法打通之后,其实会带来更大的一个效能发挥。

芯来科技CEO 彭剑英表示,RISC-V就像跟WiFi、蓝牙一样,开放的目的是希望把RISC-V变成一个国际标准。你读懂这个标准,并不一定意味着你可以实现RISC-V CPU。对于我们做处理器、特别是做IP的来讲,在“开源”和“开放”这个问题上不纯粹是一个技术问题。芯来的早期其实就有做一个开源的Core,很多人可以拿这个去做教学用。我们也曾经跟学校、老师、爱好者众筹去“流片”、去做一些尝试,其实学生在中间还是有很多的收获。我们现在是一个商业公司,也有很多商业客户买我们的N200、300、900。

技术其实没有界限,更多的是一种商业模式。芯片的产业链其实是很长的,并不是说一个指令集的开源或者一个处理器的开源,就可以解决“开源芯片”的问题。更多的应该是提供商业成熟的IP或者成熟的设计方法、平台,可以去快速的帮助客户做芯片的迭代。但是我们在科研、教学、生态推广上,那是另外一种思路。

现场150名参会者与线上的嘉宾也踊跃参与此部分话题的投票,表达了自己的观点,以下是投票结果。

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总之,在现阶段来看,开源只是芯片开发的一种手段,不是目的。硬件开源和软件开源不一样,对于学校人才培养、科研创新等有一定的价值,但从商业模式来看,要实现芯片自主创新和产业繁荣,并不是芯片开源就能解决问题。从业者目前更多的应该是提供商业成熟的IP或者成熟的设计方法、平台,可以去快速的帮助客户做芯片的迭代。

RISC-V将在哪些应用领域优先起量?

今天,RISC-V 在嵌入式和物联网开发与应用正在趋于成熟。我们也看到RISC-V 创业公司普遍规模不大,但不乏具备市场和技术领导地位的头部企业。虽然很多人看好RISC-V在IoT领域的应用,但IoT场景因为很碎片化,在技术层面很难产生标杆性事件,“碎片化是用不同的方法做同样的事情,多样化是解决不同的问题。”戴伟民在论坛上表示。三年之内,RISC-V将在哪些应用领域优先起量?从现场及线上参会嘉宾的投票结果来看,大家认为最先起量的前3个市场分别是小家电产品、可穿戴设备及智慧摄像头/监控。为什么是这样的结果呢?嘉宾也给出了自己的看法。

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博流智能营销副总裁刘占领认为这个问题谈的是RISC-V渗透率的问题,从“渗透”的维度来讲:我认为它要想快速起量有三个条件很重要。

第一,产业链条越短越容易可控。也就是需要生态的涉及面越少,它越容易可控起量。第二点,就是要从客户的维度看性价比。客户为什么关注RISC-V,无非是便宜好用。所以我认为它是在对于性价比比较在乎的市场最容易起来,我们通盘看一下哪些市场容易对性价比有一些极致追求呢?小家电、可穿戴设备、还有一些低端摄象头。客户需要更具性价比的产品出来替代当前的这些成本比较高的产品。第三点,从“易用性”。比如:原来用ARM怎么快速移植?从这个维度来讲,我认为产品基础段位越低越容易实现起量。再加上IP厂家完整的工具链,比如:平头哥他们做了很多。这些工具链是对整个RISC-V生态,都能够有效产生协同效果的这些工具、编译环境等等。所以我认为在技术需求偏低的RTOS系列会起来,所以将性价比、RTOS、短的产业链三个融合,就能得出未来几年RISC-V渗透率的结果。

北京晶视智能COO黄群辉认为如果是从个体的“量”来看,整个市场容量越大机会也就越大。穿戴式跟小家电这两个产品,是非常适合RISC-V场景应用率先起量的。因为它的系统相对会比较封闭,没有那么多基于RISC-V生态的问题。

完善开源软件生态是RISC-V发展关键

可以看到,目前比较适合RISC-V使用的领域还是对于生态依赖比较小的深嵌入式或者新兴的IoT或者新兴的IoT、边缘计算、人工智能领域。指令集的重要性体现在生态建设上,如何完善RISC-V开源软件生态,以加速RISC-V芯片落地是当务之急。从与会者的投票结果来看,排在前三位的诉求分别是:1、加大硬件开发板、软件开发环境、开发工具的支持;2、重视中小型企业、个人开发者的需求和贡献;3、构建良好的上传与分享氛围/机制。

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对此,工信部绿色计算产业联盟CTO 郭晶从生态运营和商业模式角度,跟大家做一些分享跟探讨。谈到开源生态的产业,我认为有两个主要的角色:一类,开源生态的搭建者。另外一类,开源生态的使用者、同时也是开源生态的参与者、伙伴。先谈一谈后者。从中国过去十年ICD半导体发展来看,形成一批以OEM和互联网出身为代表的两类团队非常深入参与开源生态、已经获得一定的成果。最典型的案例,比如华为。我们其实可以看得到华为过去十年投入了大量的人财物参与到国际开源社区跟组织当中,才有今天的鸿蒙等。过去几年里Linaro在底层软硬件的开放平台和工具搭建、以及针对Linux内核的持续维护、更新这一块,对于华为今天的成果其实是起到了非常重要的核心能力的推进,所以其实即便是今天华为已经取得了一定的成果、它其实还是需要强依赖和捆绑更中立的开源社区和机构持续做对代码的维护和更新。

再说回到怎样的一个生态去搭建?除了纯粹的靠产业方、厂商资助,除了纯粹靠国家队、政府滋养之外,我们需要有自我造血功能,甚至要有长久的商业价值。在这一部分,我觉得其实我们借助从西方去引进、吸收、消化兼顾这两个方向,需要找到更适合自己、更适合中国、更接地气的方式。

说到第一个方式:我们必须得承认,我们需要去开发、维护所有生态参与方共同的重复性的标准化的需求。这里主要是针对面向SoC跟操作系统底层DSP软硬件平台、工具搭建,以及维护。这一部分也是各个厂商、尤其是核心厂商需要长期培养的基础软硬件能力和核心能力,也需要各方真正的投入人财物。“人”就是每家都应该投入一定的工程力量去做协同开发,大家也要一定程度上掏出费用或者协商好由统一的资助方资助这样的专业运营和独立的团队,物就是大家也要拿出自己的芯片、平台和模块板子参与到协同开发、以及集中性的验证和测试,所以这件事情也就是为什么十年前诞生出非常特别的Linaro这样一个生态公司、由几家非常知名的代表性的国际先进芯片公司做下来。因为他们在当时十年前已经遭遇到了ARM生态碎片化痛点,大家一起做下来、求同存异、排出各自的CTO和首席架构师共同探讨,这一点我觉得我们完全可以吸收的。

怎么样寻找自我造血和长期的商业价值呢?郭晶认为商业化的开源公司,怎么去把握软件功能一定的开源比例去对于今后你的商业化运作其实是非常有讲究,这也就回到“开源和开放的比例”。针对某个强技术功能做深度定制化服务,这也是走商业化路径可以思考的一个方向。

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从长远来看RISC-V架构在性能、成本和易用性方面都不逊色于x86和Arm,RISC-V要真正发展起来,不仅要在目前的IoT等市场打好基础,更应该着眼汽车、AI等新兴的应用领域,基于RISC-V的通用型和定制化MCU将有更大的发挥空间。不是大家在价格上竞争,而是针对不同应用和细分市场的定制化开发和服务。这样才能逐渐构建起RISC-V的生态,更快地实现产业化落地的可行策略。



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