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错过了松山湖,怎能再错过滴水湖?——10款RISC-V中国芯推荐

2021-12-31 11:44:46 赵明灿 阅读:
首届“滴水湖中国RISC-V产业论坛”在上海临港·滴水湖皇冠假日酒店举办,共同探讨RISC-V产业生态发展大计。活动当中推介了十款RISC-V中国芯,并于会议的压轴环节——圆桌论坛上,探讨了若干关于“RISC-V是否应开放和开源”的热门话题。
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圆桌论坛:RISC-V的开放与开源

会议压轴的圆桌讨论环节上,讨论的主题是“RISC-V的开放与开源”,由中国RISC-V产业联盟理事长、芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民来担任主持嘉宾。讨论嘉宾则汇集了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,以及来自芯片领域的企业高层代表。以下内容由ASPENCORE产业分析师欧阳洋葱整理,感谢提供。KgAednc

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主持人(左1):

  • 中国RISC-V产业联盟理事长、芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民

嘉宾(左2~右1):

  • 红帽高级软件工程师、RISC-V国际基金会大使傅炜
  • 工信部绿色计算产业联盟CTO郭晶
  • 北京晶视智能科技有限公司COO黄群辉
  • 博流智能科技(南京)有限公司市场营销副总裁刘占领
  • 平头哥半导体有限公司副总裁孟建熠
  • 芯来科技联合创始人/CEO彭剑英
  • 赛昉科技有限公司联合创始人兼CEO徐滔
  • 成都启英泰伦科技有限公司副总裁张来

戴伟民首先介绍了RISC-V开发的初心,作为2010年Berkeley实验项目的一部分,当时实验人员的要求是开发出一个“易于实施、高效、可扩展且可与他人分享不受限制”的指令集。但当时没有一个现成的指令集能够满足所有要求,所以他们创造了RISC-V。KgAednc

在此之前,处理器行业的旧商业模式是先寻找供应商,再获取其指令集架构(Instruction Set Architecture,ISA),正如上面提到的Arm模式。但因为这样的模式授权费用较高,业内有很多人抱着UC Berkeley一样同样的想法和需求,所以2014年RISC-V一经推出便快速获得大量认同。与此同时也带来了商业模式的改变,新的模式是“选择RISC-V,再寻找供应商、搭建自己的core,或采用开放资源的core”。KgAednc

虽然RISC-V在获取core资源上有极大自由度,但仅凭这样就能做出商业化的处理器产品吗?KgAednc

如果用写作文来打比方,指令集就好比字典,开放指令集就相当于你可以随意翻字典,但要用这些看到的内容组成一篇作文,还需要自己有写作能力。所以RISC-V的指令集开源并不代表开放硬件,还需要有针对特定片上系统的独特指令才能真正做出能用的芯片。这还涉及到RISC-V的三个层次:KgAednc

  • 基准指令。约有40多条,已经固化不变;
  • 标准扩展指令。一套标准的可选扩展指令,能够持续演化并重复使用;
  • 专用指令。一般是用户专为特定片上系统设计的独特指令,无需考虑复用性,但各家可对其进行专利保护,这正是当前RISC-V芯片设计的关键,也是行业争论的热点。

回到中国芯片产业的问题上,国家对CPU未来的展望大概可以归纳为:自主、可控、繁荣+创新。当前主流的CPU架构x86、Arm需要国外授权使用,虽然繁荣但既不自主又不可控;如果资本充足,可以实现x86和Arm的架构授权,达到了可控,但仍不自主;其实之前也有自主可控的M-core、MIPS Alpha CPU,但是很小众,不繁荣。“唯独RISC-V是我认为迄今为止,既自主、可控又繁荣的架构,还可以鼓励创新。所以我们一开始就支持这个架构,从2018年7月上海市经信委出扶植政策,到2019年成立中国RISC-V产业联盟(CRVIC),现在已经有140多家会员单位。”戴伟民说到。KgAednc

开源不开放,开放不开源

鉴于不少人都认为,RISC-V开源了就能用它免费做芯片,圆桌的第一个问题就是要厘清“开源”和“开放”。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。KgAednc

所以,开源不等于开放——开放可以不开源,开源可以不开放。KgAednc

傅炜在开源软件行业工作多年,RISC-V出来之后他非常支持,他的态度是:只有以开放的态度去做开源才是有意义的。他曾购买的某品牌安卓手机,厂家虽然把Linux系统数据手册公开了,但用户没有内核源码无法用它刷机,这就是“开源但不开放”。KgAednc

刘占领也形象地解释了开源和开放。比如装修样板房的开源,是大家都可以去看去拍照,只不过有些拍照是免费的,有些是收费的;而开放更多是标准上的开放,比如地板砖尺寸的选择由大家自己来定。“开放不开源”的典型案例就是Wi-Fi芯片开发中出售基于IP源代码的行为,把Wi-Fi协议栈全部开放,但是芯片公司并不一定每一家都能做得出来; “开源不开放”的典型案例是RTOS,每一家操作系统都是RTOS框架,但标准很难统一。KgAednc

如果看开源软件的定义,“开源软件是指将源代码和软件程序公开,用户可以免费试用,并在此基础上进行自由修改、重新发布和创建衍生品”。那么芯片的“开源不开放”,就是指半导体IP软核开源,但是用户不能改;“开放不开源”,就像苹果的很多开放架构,但是里面都不开源;“开源又开放”的例子目前只有Linux、安卓和红帽等软件。KgAednc

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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。但这样做真的可行吗?KgAednc

芯片应该被开源吗?

一款芯片的开源应该包括很多要素,包括开源架构、开放免费共同定制、开放设计流程、公开文档、开源EDA工具以及开放源码。戴伟民的观点是硬件开源和软件开源不一样,软件要开源,而硬件要开放,硬件开源只适用于学校和研究单位等非赢利性机构。KgAednc

圆桌论坛上发起的第一个投票问题是:芯片应该被开源吗?现场观众和嘉宾选择的结果是: KgAednc

A、不应该开源。(52.94%)KgAednc

B、应该开源。(47.06%)KgAednc

徐滔的观点也是“不应该开源”,他认为大家对于“开源”的理解存在误区,”开源从来不是目的、而是手段、是一种商业模式。软件开源之所以成功,是因为很多公司因此获得了实质性的利益,这些公司共同推动了软件开源。而硬件开源最大的问题是:“我开源后谁得利了?谁又有驱动力去推动硬件开源?”可能需要比整个产业还要高一层次的机构。KgAednc

孟建熠也赞同徐滔的观点,他进一步表示,推动开源软件发展的无非两类公司:KgAednc

  • 硬件公司。很多底层的芯片公司产品需要与操作系统和在软件结合,发展“软硬融合”的生态;
  • 第三方软件公司。

硬件开源的核心问题是:如果开源,谁来买单?“孟建熠说到,”软件开源有硬件公司、互联网公司来买单,硬件开源谁来做商业化?今天来讨论芯片开源,我认为还过早,但确实有人已经在尝试。“KgAednc

据悉,平头哥自己也在做一些相关尝试,并找到了一些方向。孟建熠认为芯片产品不需要开源,因为就算是竞争对手也不会直接拿来用,但他认为开源有两个好处:一是学校、研究所培养学生创新时,开源对于学生非常友好;二是看到未来的方向,硬件未来需要更多的算法迭代,所以软硬件算法打通后会发挥更大的效能。KgAednc

彭剑英认为,在开放不开源的问题上,RISC-V就像Wi-Fi、蓝牙一样,开放的目的是希望把RISC-V变成国际标准,读懂标准并不一定意味着可以实现RISC-V CPU。”技术没有界限,开不开源更多考虑的是商业模式。KgAednc

开源硬件跟开源芯片其实也是不同的概念。彭剑英以树莓派、安卓开源平台举例,树莓派上的芯片其实是博通定制的并不开放,这里大家平时认为的“树莓派就是开放或开源”,很多概念被混淆了。芯片产业链很长,一个指令集或处理器的开源并不能解决“开源芯片”的所有问题,商业逻辑上应该是提供成熟的IP或者设计方法、平台,去快速的帮助客户做芯片的迭代。    KgAednc

RISC-V将在哪些应用领域优先起量?

谈到适合RISC-V的应用领域,戴伟民谈到了碎片化和多样化两个概念。所谓碎片化,就是用不同的方法做同样的事情;而多样化,则注重解决不同的问题。RISC-V的出现,为广阔的应用市场提供了创新机遇——在云和数据中心领域,亚马逊、阿里巴巴等开始布局自己的芯片;移动设备领域,加速了创新升级、迭代和海量市场的发现;汽车领域的娱乐、安全、自动驾驶等等。KgAednc

所以现场发起的第二个问题是:三年之内,RISC-V将在哪些应用领域优先起量?投票结果如下:KgAednc

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排名前三的是:1、小家电产品。2.可穿戴设备。3.智慧摄象头/监控。KgAednc

黄群辉从芯片行业的角度分析,认为应该考虑两个维度:一是量,二是芯片的产业影响力。从体量来看,产品的市场容量越大,机会也越大。穿戴式设备与小家电两个品类之所以非常适合RISC-V是因为系统相对较封闭,没有太多基于RISC-V生态的问题。”安防选项虽然排第三位,但是如果从影响力来说却不输前两项。”KgAednc

刘占领表示,起量意味着这个市场已经存在,要谈的是RISC-V的渗透率,而从“渗透”维度来讲,他认为要快速起量有三个条件很重要:KgAednc

第一,产业链越短越可控,越容易起量。第二,客户关注RISC-V的原因,无非是好用便宜等性价比因素。第三,易用性,参考原来用Arm架构时的快速移植,产品基础段位越低越容易实现。再加上IP厂家完整的工具链,也能够有效产生协同效果,所以刘占领认为在技术需求偏低的RTOS产品领域会先起量。KgAednc

完善RISC-V开源软件生态

生态对于处理器架构来说太重要了,RISC-V能否借鉴开源软件成功的经验,来完善自己的软件生态呢?对此傅炜介绍了红帽的经验,就是保持开放的态度去做开源。KgAednc

据介绍,Fedora是一个受红帽支持、由社区驱动的Linux发行版,是新功能新特性的培养皿。被认为稳定且对企业版有用的特性将被合入RHEL发行版,发布周期很短(约6个月),红帽所有产品都是以Fedora开源产品为基础。RHEL是企业版本,适合关注系统稳定性的公司,红帽官方提供技术支持,但发布周期稍长,维护周期长,并且不提供二进制。”这个商业模式就是这样,如果二进制能够随意获得的话,红帽就养不起这么多工程师了。但红帽一直想要回馈工程师,所以有了后来的CentOS Linux。”这是完全基于RHEL源码的重编译版本,红帽官方不提供技术支持,故不适用于无法自行维护系统的用户。KgAednc

现场投票的第三个问题是:如何完善RISC-V开源软件生态,以加速RISC-V芯片落地。KgAednc

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获得前三的选项分别是:1、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。KgAednc

郭晶曾运营过Linaro,这是2010年3月由Arm、飞思卡尔、IBM、Samsung、ST-Ericsson及TI等半导体厂商联合设立的非盈利性组织,注册于英国。公司使命是不断改进与优化开源Linux软件产品及开发工具,以帮助Arm合作伙伴快速推出基于Arm架构的产品。她从生态运营和商业模式角度,强调了“意识形态”的问题,因为开源生态需要非常开放的技术交流环境,一定程度上从业者需要放下壁垒、秉承“中立、开放、国际化”的宗旨。KgAednc

“生态本身就是搭台子,如果不能中立和开放地去和有先进经验的开源社区、海外开源工程师们持续交互的话,台子是搭不起来的,也很难持久下去。”谈到开源生态产业,郭晶认为有两个主要的角色:一是开源生态的搭建者,二是开源生态的使用者,同时也是开源生态的参与者、伙伴。KgAednc

过去十年中国ICD半导体行业中,形成了以OEM为代表和以互联网出身为代表的两类团队,非常深入地参与到开源生态中并获得一定成果。他们旗下大量的硬件产品逐渐扩张、爆发,形成了一定用户黏性,同时他们对自身品牌也有认知。KgAednc

随着从端到云以及云延伸技术的发展,行业对于基础架构的依赖和希望在一定程度上实现可控的需求,正变得越来越迫切。上述两类公司都已经在发展自己的开源生态,但更多是采用“开源不开放”的搭自己台子模式,最典型的案例就是华为鸿蒙。过去几年间,Linaro在底层软硬件开放平台和工具搭建,以及针对Linux内核的持续维护更新,对华为的成功起到了推进作用,然而即便华为已经取得了一定成果,他们仍需要强依赖和捆绑更中立的开源社区,才能持续对代码维护和更新。KgAednc

那么开源的组织方、开源生态公司,又是怎样去搭建生态的呢?郭晶表示,“我很荣幸已经经历过1.0时代,也在深度思考怎么样进入到2.0时代,希望能把这样的形态和组织形式更持久地发展壮大下去。”要做到这一步,除了纯粹靠厂商资助、靠国家队政府滋养之外,还需要有长久的商业价值实现自我造血功能;除了从西方去引进、消化、吸收,更需要找到更适合中国、更接地气的方式。KgAednc

造血上,郭晶认为需要开发、维护所有生态参与方共同的重复性标准化需求,主要针对面向SoC与操作系统、底层DSP、软硬件平台、工具搭建以及维护。这也是各个核心厂商需要长期培养的基础软硬件核心能力,需要真正的投入人财物。“人”就是每家都应该投入一定的工程力量去做协同开发,掏出费用或由统一资助方资助这样的专业运营和独立团队,“物”就是大家要拿出自己的芯片、平台和模块板子参与协同开发以及集中性的验证和测试。KgAednc

十年前Linaro这个非常特别的生态公司就是这样诞生的,上面说到那些国际先进芯片公司之所以要做这件事,正是因为他们在十年前遭遇到了Arm生态碎片化的痛点,只有大家求同存异,派出各自的CTO和首席架构师共同探讨才能解决。“这一点我觉得我们完全可以吸收再利用。” 郭晶说到。KgAednc

至于怎样寻求自我造血和长期商业价值,参考已经渗透到各行各业的软件应用会发现,用户需求其实也变得更多样化、复杂化。以往软件的迭代周期是一年或半年,现在是每小时为单位的更新诉求。所以从软件的开发到上线后的维护,整个研发管理流程和组织架构都要求达到更高的一体化,要用更专业的商业运营组织形态来管理。尤其是商业化开源公司,怎样把握软件功能中一定的开源比例,对今后的商业化运作非常重要。针对某个强技术功能做深度定制化服务,也是走商业化路径可以思考的一个方向。KgAednc

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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