2023年是RISC-V最为活跃的一年,在这一年中,Meta基于RISC-V架构推出首代AI推理加速器,高通宣布将与谷歌合作推出基于RISC-V架构、支持Wear OS系统的智能穿戴芯片,谷歌、英特尔、英伟达、高通、阿里巴巴等企业发起的全球RISC-V软件生态计划“RISE”。
一系列的商业活动都在表明,RISC-V已日趋成为行业的主流架构之一。也正因此,中国工程院院士倪光南预测——在CPU领域,未来将形成英特尔(x86)、Arm、RISC-V三分天下的格局。
日前,在达摩院举办的2024玄铁RISC-V生态大会上,院长张建锋表示,随着新型算力需求激增,RISC-V发展迎来蝶变,即将进入应用爆发期。他表示,达摩院将持续加大RISC-V的研发投入和生态共建,持续做好RISC-V社区的贡献者、推动者。
达摩院院长张建锋
RISC-V正在迎来蝶变
RISC-V以其开放、模块化和可扩展的核心特性,极大地降低了开发者参与创新的技术门槛,为整个半导体产业带来了前所未有的机遇,而这种快速的成长规模已经显然超越了所有人的预期。2015年,RISC-V基金会只有17个成员,2024年初,总会员数已经达到了4000个以上。
“开源是手段,而开放是思想,RISC-V的魅力正在于此”,张建锋表示,“它是透明的、与时俱进的,让大家都能在兴趣驱动下作出自己的创新贡献。”
张建锋认为,RISC-V是探索新算力世界的一艘航船,也是最好的一艘船,希望能够共同打造这艘船,共同探索面向计算,面向智能的新平台。
应用全面开花
张建锋表示,RISC-V在主流应用中占比已经达到了30%,年增幅超过40%。“RISC-V用10年完成了Arm 30年的历程。”他说道。
5年间,玄铁RISC-V处理器发布3个系列9款产品,覆盖高性能、高能效、低功耗等不同场景,在AI、5G通信、自动驾驶、金融等领域展开广泛应用创新,出货已超40亿颗。
在此次生态大会上,就介绍了多款玄铁合作伙伴的成果。比如,中国科学院软件研究所发布基于RISC-V的开源笔记本电脑“如意BOOK”,搭载玄铁C910处理器,在openEuler操作系统上流畅运行钉钉、Libre Office等大型办公软件。
在电力行业,国网智芯公司开发了基于玄铁处理器研发面向工业应用的高能效、高安全、高可靠的AI芯片,可用于变电智能巡视、源网荷储协同调度等场景,全面赋能数智化电网建设;在ICT领域,中国电信研究院采用玄铁RISC-V研发云桌面、AI边缘盒子等新硬件,助力打造“端-边-云”全面应用;在机器人方向,亚博智能推动RISC-V首次进入ROS机器人领域,基于玄铁处理器的Mlik-V Meles开发板研发SLAM建图与避障导航小车;润开鸿则联合达摩院在玄铁RISC-V上更好地发挥了OpenHarmony分布式技术应用优势,落地金融、交通等行业。
张建锋表示,“随着新型算力需求激增,RISC-V发展迎来蝶变,即将进入应用爆发期。达摩院将持续加大RISC-V的研发投入和生态共建,推动行业上下游协同创新发展。”
全栈式支持
“达摩院确实对1-10做了更多的贡献。”知合计算CEO孟建熠博士说道。
阿里巴巴作为国内最早布局RISC-V方向的团队,从研发处理器,到补齐软硬件全栈技术,再到开启生态合作、落地行业应用,已经初步构建起围绕玄铁处理器的协同创新生态。目前玄铁已授权300多家企业,出货量超过40亿颗,成为RISC-V领域最受欢迎的处理器IP之一,在PC、电力、5G通信、机器人、交通等领域催化出一批典型的行业创新应用。
面向RISC-V发展的全新阶段,达摩院围绕处理器研发、软件生态和应用落地持续布局,助力开发者和千行百业拥抱RISC-V潮流。会上,达摩院宣布面向AI加速、低功耗、安全等全面升级迭代玄铁产品线,计划于今年内推出下一代处理器C930,为RISC-V向更高性能的探索奠定重要基础。此外,达摩院持续推动RISC-V 与主流操作系统适配并打通商业软件应用。“三年前,玄铁首次实现RISC-V适配安卓,打开了RISC-V生态通向广阔应用市场的新赛道”,张建锋表示,“今年下半年,大家就能够在市面上看到第一款基于RISC-V和安卓的终端设备。”
达摩院也积极推动RISC-V创新技术的标准化建设,为国际开源社区作出贡献。在RISC-V国际基金会中,达摩院玄铁技术专家团队在2个技术委员会及13个技术小组担任主席或副主席职位,包括安卓、QEMU等方向,是全球投入技术力量最大的团队之一,2024年将主导推动Matrix、UMM两项技术标准。
基于玄铁处理器,达摩院持续发展RISC-V全栈技术,完成从处理器IP到芯片平台、编译器、工具链等软硬件技术的软硬件深度融合。另外,在包括安卓、Linux以及RTOS方面达摩院也做出了非常多的贡献。在适配安卓过程中,阿里巴巴累计进行了12万余行代码的修改,对73万余个testcase作了测试,在推动RISC-V正式接入安卓开源生态的过程中发挥核心作用,谷歌安卓官方接受的首批RISC-V补丁就来自阿里巴巴。
据了解,基于玄铁处理器,RISC-V已跑通钉钉、福昕PDF、搜狗输入法等商业应用,持续扩大RISC-V的软件应用生态。2023年,在openKylin操作系统的支持下,玄铁与钉钉合作完成了对钉钉2.7万个文件、17个第三方库的编译,同时突破了Qt(应用程序开发框架)、CEF(Chromium Embedded Framework,Chromium嵌入式框架)等关键软件框架的兼容性问题,使得钉钉成为第一个在RISC-V上跑通的商用IM产品。
更完整更开放的生态
“我们从来不会局限于集团内部,因为集团的资源也是有限的,我们最终看到的是生态的力量和资源来一起做这个事。”达摩院玄铁RISC-V团队资深技术专家李春强说道。
张建锋则表示:“在全球半导体产业发展史上,开源开放的RISC-V第一次让所有企业和开发者都能充分地、自由地贡献自己的智慧。”
“这种巨大的生态并不是一家公司可以单独完成的。”张建锋强调道。
孟建熠也认为,自己做东西只能从1做到10,达摩院认为RISC-V能够从10走向100,底气是源于越来越多的客户在使用RISC-V的技术,不仅是达摩院,而是全部RISC-V的生态都在发展,接受程度越来越高。
比科奇微电子芯片研发副总裁沈钲介绍道,比科奇不仅提供SOC芯片,还包括软件等完整的解决方案。为了使CPU的执行效率达到最高,因此去掉了许多中间件,实现了应用和底部芯片的紧耦合。RISC-V给芯片带来了很多好处,比如高能效比等,这也使比科奇的产品有着明显的差异化竞争优势。沈钲特别强调,目前得益于RISC-V在生态和业务上的支持,对于下游应用而言的开发已经不存在什么难题,对于顶层应用来说,底层CPU的架构影响也越来越小。
北京忆芯科技有限公司合伙人朱旭涛则说道,忆芯科技在产品和系统的开发过程中,同玄铁团队一直保持着密切的沟通,也给玄铁团队提供了很多客户意见,在这种共同开发的关系模式下,玄铁的用户群体不断做大,生态也随之壮大。
本次大会上,达摩院发起成立“无剑联盟”。Arteris、芯昇科技、新思科技、Imagination、中国电信研究院等头部企业及机构首批加入“无剑联盟”,成员将基于玄铁处理器紧密推进IP协同、工具链优化、操作系统适配、解决方案拓展、应用推广等工作,持续降低RISC-V开发成本,缩短RISC-V产品及应用上市时间,让终端厂商以更快的速度找到更适配的RISC-V方案,实现更深度的软硬协同全链路应用创新,探索打造RISC-V产业合作新范式。
在硬件开发和工具链建设上,基于“无剑600”芯片设计平台,Imagination和玄铁实现了高性能异构算力架构,产出一批高性能芯片;Arteris将与玄铁合作保证Arteris Ncore和FlexNoC片上网络互联IP及SoC自动化集成技术与玄铁RISC-V系列产品的互操作性;EDA厂商基于玄铁处理器开发出RISC-V仿真、调试、验证等系列工具,大幅缩短产品验证及上市时间,显著降低风险。
可以说,围绕玄铁处理器,一个蓬勃生长的RISC-V协同创新生态雏形已初步形成。
玄铁的三大方向
针对RISC-V的未来发展,张建锋给出了玄铁的三个主攻方向,包括AI计算、工业控制与车载以及高性能通用计算。预计今年首款基于RISC-V的安卓设备将大规模商业化落地。
RISC-V可定制、可扩展的特性,非常适合AI。“达摩院玄铁团队在RISC-V上做了很多AI工作,主要是从CPU IP的角度上,把CPU加上AI这样的融合计算,包括指令集扩展的维度上做更多的定义以及标准的制定。从C910的Vector 0.7到C920的Vector 1.0扩展指令设计实现,现在则是在定义矩阵指令集。”李春强说道。“目前大模型刚出来,大家都刚开始做,这给RISC-V带来了非常好的机会。目前大模型除了算力瓶颈之外还要解决存储瓶颈,玄铁也正在布局类似多核并行计算,多核通信,存储带宽等等一系列前期技术。”另外,由于阿里巴巴的全栈式能力,达摩院也在通过上层软件、大模型、算法、编译等部署,牵引CPU硬件的开发。
孟建熠也表示,知合计算跟达摩院合作,就是专注于高性能计算。目前RISC-V产业中缺少高性能芯片的大规模量产,因此需要公司去实践RISC-V的性能边界,这些成果也可以反馈到玄铁的循环生态中。
正如硅谷芯片传奇Jim Keller在玄铁生态大会上的演讲:“RISC-V的潜力是无限的。例如,未来我们会迎来前所未见的AI软件应用,而RISC-V有望打造出下一代的AI引擎。”