三到五年后,RISC-V将无处不在!倪光南院士、平头哥孟建熠等产业大佬们解读RISC-V生态产业链的产品技术方向

2023-03-09 11:56:58 来源:Nancy,EETOP原创

3月2日,由阿里巴巴平头哥举办的首届玄铁RISC-V生态大会在上海举行。中国工程院院士倪光南发表演讲时说到:今天RISC-V是中国CPU领域最受欢迎的架构。中国芯片产业和整个芯片生态将会越来越多地聚焦于RISC-V架构,中国的巨大市场将成为支撑RISC-V的重要基地。

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纵观RISC-V在全球的发展,北美依然是RISC-V创新高地处理器IP到软件,数据中心,都在全面探索欧洲,老公司都在逐步从原有架构转到RISC-V架构亚洲,以Andes、StarFive、香山、芯来和平头哥等为代表的公司都在努力推动处理器的发展。此外,大部分芯片公司也正在考虑如何使用RISC-V开发自己的生态产品。还有很多基础软件公司也在逐步进入到RISC-V生态中。

RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson在会上表示:“RISC-V是一个全球现象3到5年后,RISC-V将无处不在!”据相关数据显示,2022年采用RISC-V架构的处理器已出货100亿颗预测到2025年将突破800亿颗。随着万物互联的智能时代来临,开放、简洁、模块化的RISC-V架构崛起,并从终端走向云端,极有希望发展成为第三大架构生态。

指令集架构是沟通软件和硬件之间的关键技术RISC-V生态的蓬勃发展,呼唤指令集标准的统一得益于中国智能应用及市场的蓬勃发展,在RISC-V浪潮中,以平头哥为代表的芯片企业,率先掌握了先机。在国际标准建设中,平头哥领导了其中的11个主要技术小组,推动了29个技术方向的标准制定,拿到了全球首张架构兼容性测试证书是公认的投入力量最大的中国机构。此外,平头哥还在持续推动RVV1.0架构标准、面向人工智能的全新Matrix矩阵标准以及RISC-V安全技术标准等。

 

从硬件到软件到生态化大发展

芯片到操作系统的加速融合

RISC-V芯片生态与操作系统等基础软件生态正加速融合。操作系统是通向应用最重要的跳板,或者就是一座桥,必须跨越这座桥,才能实现应用。平头哥半导体有限公司副总裁孟建熠介绍,过去两年,平头哥已基本完成国际及国内主流操作系统与RISC-V的全适配,包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu、龙蜥、统信、openKylin、创维酷开系统、RTT等操作系统。这意味着RISC-V完全有能力通过云、桌面、终端等不同操作系统承接软件应用,上层应用开发者0代码即可顺滑实现架构兼容。 

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孟建熠说:我觉得接下来是相互适配。我们过去两年主要做的是把IP变成了芯片实现了芯片OS(操作系统)运行。如果说以前只是个概念,那么今天已经是实物今天,RISC-V已经不能还只停留在芯片设计这个小闭环要在更大的舞台,要在应用角度去做。

孟建熠工业控制芯片为例,进一步阐述到,从这一类产品来讲,跟别的芯片不一样,对可靠性要求特别高生命周期很长。那么制作的过程中,从芯片制造到处理器架构的可靠性等环节都有很的要求。通常,供应商的芯片CPU在运行过程中加了很多容错机制实际上要解决的就是从CPU开始到操作系统要有容错再往上应用要兼容过去的生态

 

RISC-V带来的行业变革

对于现在国内做RISC-V的两种路线方向即要么提供IP服务,要么芯片直接自研的孟建熠认为,两条路线方向不存在哪条路更好RISC-V本身很自由,两条路都可以IP只是服务的一种,跟提供什么基础软件是一样的,只是一种形态;当然,也不一定都要RISC-V做成IP授权的模式具体还是由业务逻辑决定

对于操作系统,它本身要适配很多芯片,需要做硬件的生态龙蜥社区理事长阿里云研究员马涛表示:如果RISC-V作为一颗芯片基本上把大部分的架构统一掉,我觉得对操作系统来讲是重大利好。我们希望,未来能统一各种各样硬件生态这样双方既能形成合力,同时又能给客户带来更多价值。

马涛介绍,龙蜥是一个非常开放的社区,未来像云-边-端”各种各样的场景都使用RISC-V的话可以让操作系统更加简化,可以用一套软件解决各种各样的问题。对中国操作系统研发人员而言,他们可以更深入投入到一些非常核心的组件研发,这个对于很多开源社区都是非常利好的事情。

算能高级副总裁王雷认为,随着模型规模的增加,更贴近数据流动的CPU加速引擎更深度耦合的架构更符合大规模部署的结构RISC-V有很强的扩展性,可以很好地解决CPU跟加速引擎之间的延迟问题、带宽问题,形成更完整、更一致的解决方案和结构。王雷说到:这个方向其实也有很多人在实践,我们也在这个方向做探索,包括谷歌的TPU也在越来越多的开展加速引擎和RISC-V结合的编程范式,以更高的效率去支持AI的workload。

 

生态:你好我好大家好

RISC-V在推广的过程中,除了要解决标准统一和技术迭代创新的问题之外,生态建设也是其中的关键壁垒技术生态是完全不一样的两个概念。在技术上,各家需要有各家的创新,才会形成自己的核心竞争力。然而,在生态上只有自己创新是不够的,需要得到更多合作伙伴的支持,需要全产业链的投入,而各公司自己的创新,也需要得到整个大生态的支持,才有可能成功。

对于生态的理解,孟建熠认为,生态可以分为两个层次

  • 第一,在RISC-V技术链条上有很多从事着不同工作的人,把大家连接在一起。有做芯片CPU、工具、基础软件、应用的,是一条非常大非常长的链条,大家需要开放来做,因为开放能让大家看到更多技术上存在的问题,能快速迭代。

  • 第二,同时,今天做RISC-V的人也不能孤立存在,RISC-V越来越需要与现有已经存在的生态连接在一起,得到他们的接纳。比如说GNU、Android、Linux等各种各样开源生态。同时,还有很多由公司主导的生态,比如说Intel生态、统信、openKylin、有道、海尔这些公司都在主导自己的生态。

如何在下游应用中真正让大家感受到RISC-V在使用中有很好的优势,这是平头哥一直在做的事情。孟建熠表示:作为一直在构建生态的参与者,希望更多合作伙伴跟我们一起,围绕RISC-V技术链条,帮助RISC-V形成创新链条,同时构建价值链。

 

RISC-V正在物联网人工智能等多领域开放生长

RISC-V之父、图灵奖得主David Patterson表示,IoT领域,按照基金会统计,预测到2025年有28%的市场会被RISC-V所占有。在RISC-V最有机会发力AI和机器学习这一块儿复合增长率超过70%,到了2027年左右应该会有250亿设备在生态中。在通信、车载、高性能计算、数据中心中有很多公司都在尝试在上面突破,都在完善架构。

倪光南院士演讲中指出,RISC-V最早应用于IoT领域,现正逐步走向更广阔的应用领域。智能网联汽车领域被认为是未来芯片的巨大市场,据估计,一辆智能网联汽车就可能要用上百颗CPU对于RISC-V物联网领域的应用机会,孟建熠非常看好接入。其机会点,既涉及AI的结合,还要考虑怎样在原有的功能上做功能的增加。这些都是RISC-V的机会。此外,孟建熠表示:RISC-V是一很普惠的技术,它的成本。在一些低成本领域,RISC-V也是一个很好的进入点。

对于RISC-V和AI的结合,其实这是非常自然的一种选择。目前AI论是训练还是推理,更多的是基于GPU的做法GPU本身是一种相对专用的加速器,虽然它一直在提高完备性,但是它作为一个加速器和它的主控CPU之间,事实上在协作过程中始终还是需要开发者,包括这个生态的很多人付出非常多的工作,去解决协同的问题。

当下最火的ChatGPT,被认为开启人工智能的新纪元。对于EETOP的特别提问,云知声智能科技股份有限公司联合创始人李霄寒介绍说我最近见了各行各业的客户,都对ChatGPT特别关注。云知声一定会做ChatGPT而且正在做”据介绍,云知声正在做医疗版ChatGPT,预计将在今年上半年推出。现在面临的困难主要在不确定性李霄寒表示,目前,数据算法都有了,出来的效果是否符合下游客户的预期,这还需要做很多尝试,这是当前最大的风险

倪光南院士表示,随着服务器和超算、AI训练和推断、包括ChatGPT之类应用的发展,对强大算力的需求越来越迫切RISC-V不仅可以在工业控制、物联网、智能家居等等对算力要求不高的领域得到推广,现在也正在向对算力有更高需求的桌面应用、边缘计算等领域发展。鉴于RISC-V具有模块化、可扩展、易定制的优势,以及不受垄断制约、供应链安全容易保障的优势,中国有关厂商正在全力推进提供强大算力的RISC-V方案

 

结束语

阿里平头哥从2018年开始踏入RISC-V,2019年在上海发布了第一款性能最好的RISC-V处理器——玄铁910之后玄铁产品始终保持每年推出一款新品的节奏在往前走去年云栖大会发布了玄铁908处理器,产品主频可以到2.0GHz,能效非常好,标准兼容性非常好。在产品赛道上,平头哥选择的是面向计算增强的C系列、面向成本功耗优化的E系列,面向可靠性实时性的R系列希望在这三个赛道上给产业提供非常标准、稳定、可靠的产品。

2019年到2023年,平头哥已经收获了多媒体、网络、边缘计算、存储、服务器领域的芯片。孟建熠表示:从今天开始面向未来,要再出发,需要在更多的领域,在AI推理计算工业5G计算服务器周边布局更多芯片,会在最近这段时间逐步推出去

RISC-V就像日出的太阳,尽管还温润如玉,但已经初步照亮了东方!


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